Насос центробежный многоступенчатый ЦНС 180-1422

Вал.cdw

Сталь 45ХГМА ГОСТ 4543-71
Неуказанные отклонения размеров по Н14h14.
Термобработка до твердости НВ 272 302.
Шпоночные пазы 50х18х55 (вид Г-Г) выполнить с чередованием по
оси через 180 градусов.

РЧ диск гидропяты.cdw

Сталь 10Х17Н13М2Т ГОСТ 5949
Неуказанные предельные отклонения размеров: H14 h14

ПЗ.doc

В настоящее время широко внедрена эксплуатация нефтяных месторождений
с применением методов воздействия на нефтяные пласты для увеличения добычи
нефти в частности заводнения нефтяных пластов для чего применяются в
основном центробежные многоступенчатые секционные насосы ЦНС (ГОСТ 10407-
Насосы на нефтяных промыслах обычно располагаются в насосных станциях
(первого и второго водоподъема кустовых и нефтяных) представляющих собой
закрытое капитальное помещение в котором располагаются насосы и приводящие
двигатели аппаратура управления и контроля насосных агрегатов
электрическая высоковольтная и низковольтная аппаратура а также бытовые
В настоящее время на нефтяных промыслах широкое распространение
получили блочные насосные станции блоки которых изготавливаются и
комплектуются всем необходимым оборудованием на заводе. Предусматривают
такие размеры блоков которые позволяют транспортировать их по железным
дорогам. На монтаж блочного оборудования затрачивают в 8-10 раз меньше
времени чем на сооружение капитального помещения.
Блочная кустовая насосная станция (БКНС) состоит из следующих блоков:
насосных низковольтной аппаратуры управления гребенки и бытового. Каждый
из блоков имеет фундаментную плиту на которой монтируется весь комплекс
оборудования и укрытие. Часть оборудования например некоторое
высоковольтное монтируется без укрытия если это допускают условия его
установки и эксплуатации а также требования безопасности. БКНС
комплектуются насосами ЦНС-180. Подача блочных насосных станций с насосами
ЦНС-180 достигает 17280 м3сут.
В настоящее время когда сильно вырастают расходы на эксплуатацию
добычу и поддержание скважин нефтяных месторождений в работоспособном
состоянии встает проблема применения и развития нефтепромыслового
оборудования отвечающего этим требованиям. Поэтому данной цели подчинены
бюро и всех предприятий в той или иной мере связанных с
нефтегазопромысловым делом.
Наиболее распространенным типом гидравлических машин для подъёма и
перекачивания жидкости является центробежный насос. Это объясняется
удобством его эксплуатации.
Центробежные насосы классифицируются по ряду признаков:
- по числу ступеней (рабочих колес) насосы подразделяются на
одноступенчатые и многоступенчатые;
- по числу подвода жидкости к насосу с односторонним и двусторонним
- по напору - низконапорные (Н 20 м) средненапорные (Н = 20 60 м)
высоконапорные (Н > 60 м);
- по коэффициенту быстроходности ns - тихоходные (50 ns 80)
нормальной быстроходности (80 ns 150) быстроходные (150 ns
- по роду перекачиваемой жидкости (среды) - водопроводные
(предназначенные для подачи чистых жидких сред с температурой до
0(С) канализационные или фекальные (для подачи сточной жидкости с
температурой до 100(С и имеющие различные механические включения)
теплофикационные (для подачи чистой воды с температурой выше 150(С)
кислотные (для подачи агрессивных жидких сред: кислот щелочей и
т.д.) баггерные (для гидрозолоудаления на тепловых электростанциях и
для подачи жидких сред с абразивными примесями шлаком и т. д.)
землесосы или грунтовые (для подачи гидромассы: песка размельченного
грунта и других горных пород);
- по расположению вала - горизонтальные вертикальные;
- по плоскости разъема корпуса – с горизонтальным вертикальным разъемом
- по условию монтажа - наземные плавающие и погружные;
- по способу соединения с двигателем - приводные (со шкивом или
редуктором) соединяемые непосредственно с двигателем через муфту
моноблочные (рабочее колесо установлено на удлиненном конце вала
Эффективность эксплуатации бурового и нефтепромыслового оборудования
определяется совершенством методов технического обслуживания и ремонта.
Важной задачей обслуживания является установления соответствующей
между субъективным процессом эксплуатации изделия и объективным процессом
изменением его технического состояния.
Решение указанной задачи достигается за счет широкого использования
средств контроля и диагностики.
В данном курсовом проекте рассматривается насос центробежный ЦНС 180-
22 предназначенный для закачивания жидкой среды в продуктивные пласты
для повышения нефтеотдачи пласта.
НАЗНАЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИЯ И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ОБОРУДОВАНИЯ
Насос центробежный ЦНС 180-1422 предназначен для закачивания в
нефтеносные пласты чистой воды с температурой до 400С и нефтепромысловых
вод без содержания сероводорода.
2 Основные технические данные и характеристики насоса
Основные технические характеристики насоса приведены в таблице 1.
Гидравлические параметры насосов серии ЦНС 180 представлены на рисунке 1.
Насос должен эксплуатироваться в рабочем интервале подач. Эксплуатация
насоса за пределами рабочего интервала не рекомендуется из-за снижения
энергетических показателей и показателей надежности.
Таблица 1 – Технические характеристики насоса ЦНС 180-1422
Допускаемый кавитационный запас не более м 7
Допускаемой минимальное давление на входе МПа 1
Допускаемой максимальное давление на входе МПа 31
Мощность не более кВт 917
Внешняя утечка через сальниковое уплотнение не более м3ч 0005
Внешняя утечка через торцевое уплотнение не более м3ч 00005
Содержание мехпримесей по весу % 01
Содержание мехпримесей по размерам твердых частиц мм 01
Так же существуют варианты насосов для перекачки агрессивных
нефтепромысловых вод (в том числе сероводородосодержащих) технические
характеристики которых отличаются от представленных выше.
– ЦНС180-1900; 2 – ЦНС180-1775; 3 – ЦНС180-1650; 4 – ЦНС180-1525; 5 –
ЦНС180-1422; 6 - ЦНС180-1250; 7 - ЦНС180-1125; 8 - ЦНС180-1050
Рисунок 1 – Гидравлические параметры насосов ЦНС180
3 Конструкция и принцип действия
Принцип действия насоса заключается в преобразовании получаемой от
привода динамической энергии в потенциальную энергию давления кинетическую
энергию потока перекачиваемой жидкости за счет взаимодействия с жидкостью
рабочих колес ротора и направляющих аппаратов статора насоса.
Конструкция насоса типа ЦНС 180 разработана с учетом создания на одной
корпусной базе (корпусные детали рабочие колеса и пр.) насосов с напорами
00 1775 1650 1525 1422 1250 1125 и 1050 метров путем изменения
количества ступеней. Насос типа ЦНС 180 центробежный горизонтальный
секционный однокорпусной с односторонним расположением колес подшипниками
скольжения автоматическим разгрузочным устройством (гидропятой) и
концевыми уплотнениями комбинированного типа: торцовыми или сальниковыми.
Насос состоит из корпусной (статорной) и роторной частей. К корпусной
части относится входная и напорная крышки и корпуса секций с
запрессованными в них направляющими аппаратами. Крышки отлиты из стали 25Л.
Герметичность стыков секций обеспечивается металлическим контактом
уплотняющих поясков секций. В качестве дополнительного уплотнения в этих
стыках установлены резиновые уплотнительные кольца. Секции центрируются на
заточках и стягиваются с крышками шпильками. В секциях по напряженной
посадке посажены направляющие аппараты. Для исключения их проворота в
секции они стопорятся штифтами.
Ротор насоса состоит из рабочих колес насажанных на вал по скользящей
посадке разгрузочного диска защитных втулок и других деталей собираемых
на валу. Во избежание перетока воды по валу имеется плотный металлический
контакт в стыках рабочих колес. Уплотнения рабочих колес щелевого типа.
Опорами ротора служат подшипники скольжения с принудительной смазкой.
Вкладыши - стальные залитые баббитом имеют цилиндрическую посадку в
корпусе подшипника. Для предотвращения обводнения масла предусмотрены
водомаслоотражатели на валу и уплотнительные кольца в корпусах подшипников.
Корпус подшипника имеет отверстия для подвода масла в подшипник и установки
датчика температуры снизу расположены отверстия для слива масла. После
центровки ротора корпуса подшипников штифтуются. На период выбега ротора в
подшипниках предусмотрено смазочное кольцо. На заднем подшипнике
смонтирован визуальный указатель осевого сдвига ротора.
Уплотнение вала в местах выхода его из насоса осуществляется торцевыми
или сальниковыми уплотнениями. В конструкции торцевого уплотнения
предусмотрена промывка его от кристаллов солей образующихся при работе
насоса а также при стоянке. Подводы воды для промывки уплотнения
производиться из всасывающего трубопровода. Торцевое уплотнение может быть
заменено сальниковым. Сальниковые уплотнения изготовлены из
терморасширенного графитового (ТРГ) материала «Графлекс» и представляет
собой набор плетенных колец.
Насос приводится во вращение через упругую пластинчатую муфту.
Приводами агрегатов электронасосных типа ЦНС 180 служат синхронные
электродвигатели серии СТД с разомкнутым или замкнутым циклом вентиляции а
также асинхронные электродвигатели серии 4АРМ или 4АЗМ. Направление
вращения насоса – правое если смотреть со стороны электродвигателя
обозначено стрелкой на крышке всасывания насоса.
Маслосистема состоит из оборудования и арматуры предназначенных для
подачи масла необходимого для смазки и охлаждения подшипников насоса и
электродвигателя. Работа маслонасоса сблокирована с системой запуска
электродвигателя запуск двигателя агрегата возможен только при достижении
давления масла в конце линии не менее 01 МПа что обеспечивается
В местах подвода масла в подшипники установлены дроссельные шайбы
регулирующие подвод необходимого количества масла. Для регулирования
давления на напорном трубопроводе маслосистемы предусмотрен вентиль
соединяющий напорную магистраль маслосистемы с маслобаком.
4 Маркировка и транспортировка
Насос изготовляется в климатическом исполнении УХЛ категория
размещения 4 по ГОСТ 27.003.
Насосы и агрегаты изготавливаются в общепромышленном исполнении и
могут устанавливаться в помещениях класса взрывоопасной зоны В-1 в
соответствии с ПУЭ и ВСН-8-73(наличие сероводорода в пределах допустимой
Пример условного обозначения насоса (агрегата):
ЦНС 180-1422-Т(С) ТУ У 3.19-05747991-012-95
где ЦНС-центробежный секционный насос (агрегат); 180-подача м3с;
22-напорм; Т-торцевое уплотнение в конструкции насоса;
(С)-синхронный электродвигатель в составе агрегата.
На корпусе насоса прикреплена табличка содержащая товарный знак
предприятия- изготовителя условное обозначение насоса заводской номер
Насос (агрегат) транспортируется без тары на деревянных салазках.
Эксплуатационная документация вложена в водонепроницаемый пакет и привяза-
на к насосу. Допускается укладывать эксплуатационную документацию в клемм-
ную коробку электродвигателя.
5 Основные преимущества и недостатки центробежных насосов.
Преимущества центробежных насосов:
высокая надежность при эксплуатации;
отличные напорно-расходные характеристики (при больших подачах
сохраняется высокий напор);
возможность параллельного либо последовательного соединения нескольких
насосов для работы на один трубопровод;
плавное протекание всех переходных процессов в случае изменения режима
работы гидросистемы;
плавное регулирование мощности позволяет запускать насос при закрытой
выходной задвижке (либо при закрытом обратном клапане);
способность к «самовсасыванию»;
способность перекачивать загрязненные жидкости;
возможность плавного регулирования основных характеристик путем изменения
частоты электрического тока используемого для питания двигателя;
возможность подачи больших объемов жидкости;
невысокая стоимость насоса благодаря использованию в конструкции агрегата
сравнительно недорогих конструкционных материалов: стали чугуна
простота эксплуатации и технического обслуживания.
Однако центробежные насосы обладают и определенными недостатками:
требуют заливки жидкости перед запуском;
имеют «склонность» к кавитации;
низкий КПД при перекачке вязких жидкостей;
существенное понижение КПД при малой подаче жидкости а также большом
Поверхностные центробежные насосы наиболее целесообразно использовать
при необходимости подачи больших объемов жидкости а также при низких и
средних напорах. Насосное оборудование данного типа обладает способностью
всасывать перекачиваемую жидкость. Причем эта способность зависит от ряда
различных факторов: температуры жидкости диаметра всасывающего
трубопровода положения насоса относительно зеркала воды. Около входа в
насос образуется область пониженного давления (которое ниже атмосферного)
благодаря чему жидкость поступает в насос.
В случае понижения давления в струе жидкости до уровня давления
насыщенного пара при такой температуре жидкость начинает закипать образуя
мелкие пузырьки с паром. Эти пузырьки попадают в рабочее колесо
центробежного насоса из-за чего давление жидкости возрастает а сами
пузырьки резко захлопываются. Данное явление называется кавитацией.
Кавитация приводит к образованию в жидкости ударной волны в ультразвуковом
диапазоне что приводит к деформации и разрушению материалов деталей
Чтобы предотвратить кавитацию давление на входе в рабочее колесо
насоса должно быть на некоторую определенную величину больше по сравнению
с давлением насыщенных паров жидкости при такой температуре. Величину
минимально необходимого превышения давления на входе насоса когда
кавитации не бывает над давлением насыщенного пара жидкости при такой же
принято называть кавитационным запасом (NPSH)-важная характеристика.
ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ НАСОСА
1 Техническое обслуживание насоса.
Техническое обслуживание насоса (агрегата) проводится только при его
использовании. При этом необходимо:
-следить чтобы температура подшипников не превышала температуру по
мещения более чем на 40К 50К (40°С 50°С) и была не выше 353 К (80° С) для
чего в кронштейнах предусмотрены резьбовые отверстия М8х1. Рекомендуемые
приборы – реле температуры РТ303-1 или РТ303.
-поддерживать необходимое количество смазки в подшипниках. Освобождать
от смазки промывать и заполнять свежей смазкой стаканы подшипников и
подшипники в течении первого месяца работы раз в 10 дней а в последующее
время через 1000 часов работы насоса. В качестве смазки в подшипниках
применяется ТП-22 ГОСТ 9972 или И20А ГОСТ 20799.
-следить за протечками на валу при необходимости регулируя работу
уплотнений. Утечка через сальниковое уплотнение должна быть в пределах 5х10-
10х10-3 м 3 ч (5 10лч);
-не реже одного раза в неделю записывать в журнале следующие параметры:
-давление на входе в насос;
-давление на выходе из насоса;
-температуру воды на входе в насос;
-давление подводимой затворной (охлаждающей) жидкости;
-число часов работы насоса.
При ремонте центробежных насосов значительный объем работ составляют
работы по устранению неполадок в роторах поскольку их детали быстро
изнашиваются. Ротор извлеченный из корпуса тщательно промывают
высушивают и осматривают все детали. При хорошем состоянии поверхностей
трения его обычно не разбирают. Если необходимы тщательный осмотр вала
выявление трещин проверка биения ревизия состояния посадочных мест и
замена вала то ротор разбирают на специальных стендах.
Основные причины выхода из строя рабочих колес - коррозионный и
эрозионный износ значительный осевой сдвиг ротора из-за неправильной
сборки насоса неправильная установка ротора в осевом направлении неточные
Значительный осевой сдвиг ротора насоса происходит из-за неправильной
сборки или разрушения подшипниковых узлов. Обычно сдвиг ротора происходит в
сторону всасывания. Так как диски рабочих колес обращены в сторону
всасывающего трубопровода они соприкасаются со стенками корпуса насоса и
выходят из строя. При этом рабочие колеса изнашиваются до лопаток или на
них образуются глубокие кольцевые риски.
Рабочие колеса центробежных насосов не должны иметь трещин любого
размера и расположения; износ лопаток и дисков от коррозии не должен
превышать 25% от их номинальной толщины; посадочные места и торцевые
поверхности рабочих колес не должны иметь забоин заусенцев и т. д.
недопустим и изгиб лопаток. Допустимый износ шпоночного паза у рабочих
колес (увеличение его ширины) - не более 10%. При износе более 10%
изготовляют новый паз под углом 90 - 120( по отношению к старому с
сохранением допусков и размеров по чертежу. При местной коррозии стальных
рабочих колес дефектные места зачищают до полного вывода раковин и
наплавляют с последующей обработкой и балансировкой. Трещины стальных
рабочих колес устраняют заваркой перед проведением которой определяют
границы трещины и на ее концах проваривают отверстия диаметром 3-4 мм.
Дефектное место вырубают или зачищают до появления неповрежденного металла
и заваривают с последующей обработкой.
К отремонтированным рабочим колесам предъявляются следующие
требования: точность геометрических размеров соответствующая заводским
размерам правильность формы и чистота поверхности каналов статическая
уравновешенность концентричность наружной окружности и окружности
уплотнительных поясков по отношению к внутреннему осевому отверстию каждого
3 Эксплуатация насоса
Перед пробным пуском насоса необходимо прокачать масло через
маслосистему агрегата электронасосом. Длительность прокачки – не менее 6-ти
часов. После чего необходимо отрегулировать давление в маслосистеме не
более 02 МПа. После проверки давления масла в магистрали производиться
замена масла с промывкой всей системы смазки. После окончательной проверки
маслосистемы производится проверка направления вращения электродвигателя и
проверка работы задвижек. Далее производятся необходимые работы по
электрочасти и приборам автоматики согласно соответствующим инструкциям.
После завершения всех подготовительных работ производится пробный запуск
Во время работы насоса необходимо убедиться в исправном состоянии
всего оборудования агрегата и в его нормальной работе ориентируясь по
показаниям приборов. После успешного пробного запуска агрегат запускают на
продолжительную работу с целью обкатки при номинальных параметрах насоса. В
процессе обкатки при необходимости производятся регулировочные работы.
Остановка агрегата может производиться кнопкой остановки как с
местного щита так и с диспетчерского пульта по необходимости а системой
автоматики в случаях предусмотренных системой защиты. Одновременно с
выключением приводного электродвигателя выключается электромаслонасос. На
период выбега ротора предусмотрен аварийный маслобак. Если остановка
агрегата произошла в случае предусмотренном системой защиты следует
выяснить причины остановки. При разрыве фланцевых соединений при появлении
дыма искр или запаха перегретой изоляции электродвигателя следует
немедленно остановить агрегат в аварийном порядке. Резкие колебания стрелок
приборов шум вибрация в процессе обкатки и в режиме эксплуатации насоса
так же характеризует ненормальную работу насоса. В этом случае необходимо
остановить работу насоса выявить и устранить все неисправности.
К монтажу и эксплуатации насосов должны допускаться только
квалифицированные механики и слесари знающие конструкцию насосов
обладающие определённым опытом по обслуживанию ремонту и проверке
эксплуатируемых насосов сдавшие экзамен на право монтажа и обслуживания
насосного оборудования прошедшие комиссию на профессиональную пригодность.
При подъёме и установке агрегата строповка должна производиться по
схеме приведённой в паспорте
запрещается поднимать агрегат за вал насоса.
Электрооборудование насосных агрегатов должно монтироваться в
соответствии с действующими СниП (Строительными нормами и правилами) ПУЭ
(Правилами устройства электроустановок) и эксплуатироваться в соответствии
с Правилами технической эксплуатации и электроустановок потребителей.
Корпус насоса должен быть заземлён при перекачивании диэлектрических
жидкостей с удельным объёмным сопротивлением 105Ом*м и выше. Заземление по
ГОСТ 12.2.007.0 ГОСТ 21130. Для установки заземляющего устройства на
корпусе насоса или прижимном фланце должно быть выполнено резьбовое
отверстие необходимость которого оговаривается при заказе.
Запрещается пуск насоса не залитого перекачиваемой жидкостью и при
закрытой задвижке на всасывании.
Пуск насоса должен осуществлятся при закрытой задвижке нагнетании.
Работа агрегата при закрытой задвижке не должна превышать 2 мин.
Запрещается во время работы насоса устранять какие-либо неполадки все
вращающиеся части должны быть ограждены.
Запрещается устранять какие-либо неполадки при заполненом жидкостью насосе
При проведении ремонтных работ электродвигатель должен быть полностью
Температура нагретых поверхностей электронасосного агрегата на рабочих
местах не должна превышать +45°С.Если температура агрегата выше +45°С то
должны быть предусмотрены мероприятия по защите работающих от возможного
ожога например; защитные кожухи.
Перед разборкой насоса перекачивающего токсичные горючие и
легковоспламеняющиеся жидкости необходимо промыть его водой продуть паром
или инертным газом до полного удаления остатков перекачиваемой жидкости.
Вредные выделения в воздух рабочих помещений не должен превышать
значений указанных в ГОСТ 12.1.005. В случае превышения ПДК в воздухе
рабочих помещений необходимо проверить исправность работы насоса
предусмотреть защитные мероприятия в соответствии с ГОСТ 12.1.005 и
Пуск насоса после монтажа или капитального ремонта может быть
осуществлён после проверки безопасности эксплуатации насоса комиссией
назначенной администрацией предприятия.
Уровни звука на рабочих местах в помещениях предусмотренных
ГОСТ12.1.003 СанПиН 2.2.42.1.8.562-98 не должны превышать указанных в нём
При установке агрегата где шум и вибрация на постоянных рабочих
местах обслуживающего персонала превышает допустимые гигиенические нормы
необходимо выполнить защитные мероприятия в соответствии с требованиями
ГОСТ 12.1.003 и ГОСТ 12.1.029 (по шуму) и ГОСТ 12.1.012 (по вибрации) и
СанПиН 2.2.41.8.566-98.
Выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух населённых мест не
должны превышать значений указанных в ГН 2.16.695-98 и должны
соответствовать гигиеническим требованиям СанПиН 2.1.6.983-00.
МОНТАЖ НАСОСНОГО АГРЕГАТА
1 Подготовка к монтажу и монтаж насоса
После доставки агрегата на место монтажа необходимо произвести
расконсервацию насоса убрать избытки консервационной смазки с поверхности
До установки насоса в проектное положение на фундамент в
подготовленных ранее местах уложить стальные упорные пластины под
регулировочные болты (размер пластин в плане должен быть таким чтобы
удельное давление на бетон не превышало 7 кгссм2 толщина пластин
принимается равной 15 25 мм). Необходимо проверить по уровню
горизонтальность площадки – отклонение не должно превышать 01 мм на 1 м
Далее необходимо установить насос на раму. Насос и электродвигатель
устанавливаются на общей раме так чтобы между полумуфтами оставался зазор
-8 мм при роторе насоса сдвинутом до отказа в сторону всасывания. Рама
устанавливается в горизонтальном положении по уровню и заливается бетоном.
Отклонение от горизонтальности не более 03 мм на 1 м. Замеры при центровке
производить щупом или индикатором при проворачивании ротора в 4-х
положениях по двум взаимно перпендикулярным диаметрам.
затем присоединить все трубопроводы к насосу при этом необходимо
исключить передачу усилий от трубопроводов на насос. Особое внимание
обратить на тщательность сборки и полную герметичность всасывающего
трубопровода который выполняется по возможности коротким с наименьшим
числом колеи без резких переходов и острых углов. Необходимо чтобы
всасывающий трубопровод подходил к насосу поднимаясь вверх тем самым
давая возможность воздуху легко удаляться. Это также необходимо для полного
вытеснения воздуха при заливке насоса. Все соединения трубопровода должны
быть доступны для наблюдения и ремонта. Запрещается устанавливать
всасывающий трубопровод с внутренним диаметром меньше внутреннего диаметра
всасывающего патрубка насоса. Приемный клапан всасывающего трубопровода
располагать ниже уровня жидкости не менее чем на 05 м чтобы воздух не мог
проникнуть в насос. Расстояние между дном колодца и сеткой приемного
клапана должно быть не менее 05 м чтобы не препятствовать проходу
жидкости в трубопровод и не допускать засасывания в насос песка и грязи.
Расстояние от стенки колодца до приемного клапана с сеткой – не менее 03
м. Суммарная площадь отверстий сетки приемного клапана выполняется в 4-5
раз больше поперечного сечения трубопровода. Следует избегать общего
всасывающего трубопровода для нескольких насосов. Лишние соединения –
задвижки и краники – нежелательны так как они могут быть причиной
подсасывания воздуха Трубопроводы устанавливаются на самостоятельные опоры
для того чтобы не передавать усилия на насос. При установке насоса выше
уровня перекачиваемой жидкости на прямом горизонтальном участке
всасывающего трубопровода перед патрубком крышки всасывания устанавливается
вакуумметр. При установке насоса ниже уровня перекачиваемой жидкости
устанавливается манометр. На напорном трубопроводе перед задвижкой
устанавливается манометр
Трубопроводы отвода воды из камер гидропяты врезаются перед входной
задвижкой со стороны входного трубопровода насоса под углом 300 к
направлению потока воды. Масляные трубопроводы устанавливаются согласно
схемам обвязки маслосистемы .
При установке насоса необходимо выполнять следующие требования:
- должен быть обеспечен свободный доступ к агрегату для его
обслуживания во время эксплуатации а также возможность его разборки и
- необходимо выполнить установку на напорном трубопроводе обратного
клапана и задвижки при этом обратный клапан устанавливается между
задвижкой и насосом;
- необходимо выполнить установку на входе и выходе насоса приборов для
измерения параметров перекачиваемой жидкости;
- выполнить подачу охлаждающей жидкости а также смазки.
ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА
1 Центровка насосного агрегата
Для обеспечения надежной и долговечной работы насосного агрегата валы
насоса и электродвигателя должны быть установлены соосно т. е. в
пространстве их оси должны лежать на одной прямой. При изготовлении деталей
насоса и электродвигателя весьма затруднительно выдержать размеры с
точностью которая обеспечила бы соосность при агрегировании. Поэтому при
установке насоса и электродвигателя на общей плите их валы центруют т. е.
регулируют с помощью прокладок. При поставке агрегированных насосов эту
работу выполняет завод-изготовитель. Однако центровка агрегата может
нарушиться при транспортировке а также при деформации тонкостенной
фундаментной плиты в результате старения металла или при неравномерном
прилегании ее к фундаменту. Схема нарушения соосности валов приведена на
рис. 2. В первом случае оси вала смещены в горизонтальной или вертикальной
плоскостях оставаясь при этом параллельными во втором - они скрещиваются.
В обоих случаях если отклонения превышают определенные величины агрегат
работает ненормально: появляется шум вибрация возрастает потребляемая
мощность греются подшипники и муфта. Детали насоса и электродвигателя при
такой работе изнашиваются в несколько раз быстрее обычного. Допустимые
отклонения в несоосности валов зависят от их быстроходности и массы
вращающихся деталей. Чем выше стоимость агрегата тем более
жесткиетребования предъявляются к соосности валов.
Рис.2- Схема нарушения соосности валов.
При центровке агрегатов необходимо соблюдать следующие основные положения:
в агрегатах с редуктором диктующим агрегатом является редуктор который
устанавливают выверяют и фиксируют штифтами; насос электродвигатель и
гидромуфту центруют по редуктору; в агрегатах с гидромуфтой насос и
электродвигатель центруют по гидромуфте предварительно выверенной
закрепленной и зафиксированной; в агрегатах без редуктора центровку
выполняют по насосу который предварительно выверяют крепят и фиксируют;
центровку агрегата не имеющего общей плиты выполняют в два этапа:
предварительно - перед заливкой фундаментных болтов и окончательно - после
закрепления насоса к фундаменту; центровку агрегата имеющего общую
фундаментную плиту производят после ее выверки подливки и затяжки
фундаментных болтов. Окончательно валы насосного агрегата центруют после
присоединения к нему трубопроводов.
Рис.3- Центровка валов насоса и электродвигателя:
А - с помощью индикаторов;
Б - с помощью двух пар скоб и щупа;
- полумуфта;2 - скоба;3 - индикатор;4 - щуп.
Очень часто техническое обслуживание агрегатов впромышленности
осуществляется лишь после планово-принудительных проверок т.е. выполняется
разборка приборов лишь вцелях профилактического осмотра ипоследующего
ремонта при необходимости.Такой подход кремонтным работам неможет
предотвратить неожиданные повреждения подверженных износу деталей
анапротив лишь ускоряет ихизнос. Кроме того неправильная сборка после
профилактического осмотра вызывают последующие деформации тем самым
сокращая срок жизни машины.
Решить эту проблему можно организовав непрерывный контроль изменения
параметров состояния аппарата. Такой способ особенно рекомендуется для
работы сдорогостоящими объектами поломка которых может остановить весь
производственный процесс.
Одним излучших разделов технического диагностирования который
обеспечивает оперативный контроль параметров текущего состояния машинного
оборудования впроцессе использования без его демонтажа—
виброакустическая диагностика. Исследуемый параметр которой—
виброакустический сигнал содержащий информацию околебательном процессе.
Вибрация насосов— основной показатель который должен контролироваться
спомощью средств измерения сопределенной периодичностью.
Вибродиагностика электродвигателей насосов позволяет обнаружить
появляющиеся дефекты предупреждать ихразвитие иперейти наремонт
пофактическому техническому состоянию. Тем самым своевременная проверка
обеспечивает безопасность ипредотвращение аварий при транспортировки
Для обнаружения дефектов агрегата используется информация полученная
визмерительных точках инаправлениях измерения будьто вертикальные
горизонтальные или осевые векторы. Быстрые скачкообразные сдвиги
сигнализируют опроцессе разладки вмеханизме. Выявление причины
повреждений т.е. постановка диагноза неисправности осуществляется
наоснове анализа меняющихся параметров сигнала.
Контроль осуществляется последующим параметрам вибрации:
частоты основного тона игармоник
крутизна фронта нарастания идлительности действия импульса
спектральные характеристики
Существует огромное множество электрических преобразователей
преобразующих механические колебания вэлектрический сигнал:
пьезоэлектрические индуктивные ивихретоковые емкостные пьезорезистивные
Вотличие отдругих типов пьезоэлектрические акселерометры эффективны
при измерении всех колебательных величин практически влюбых необходимых
динамических ичастотных диапазонах. Такие датчики часто используются для
измерения механической вибрации иударов.
Поскольку насосный агрегат— это рама сэлементами крепления
кфундаменту отприемо-выкидных трубопроводов кколлектору при работе
насосов рама подвергается сильным вибрациям. Измерение имониторинг
параметров таких вибраций может осуществляться спомощьюакселерометров
Для оценки жесткости крепления рамы кфундаменту вибрация измеряется
навсех элементах крепления насоса кфундаменту. Измерение производится
ввертикальном направлении наанкерных болтах (головках) или рядом сними
нафундаменте нарасстоянии неболее 100мм отних. Измерение проводится
при плановом инеплановом вибродиагностическом контроле. Важнейший
инадежный признак нарушения жесткости— изменение характера вибрации при
переходе через дефектные узлы сопряжения. Для обнаружения которых снимают
контурную характеристику вразных местах объекта иего элемента измеряя
амплитуду ифазу вибрации напервой (и иногда высших) гармонике.
Роторная система насосов также подвергается интенсивным вибрация она
представляет собой роторы электродвигателя инасоса соединенных упругой
муфтой ивкладышей подшипников.
При длительной работе внасосах обоих типов происходит износ
подшипников что приводит кповышенной вибрации агрегата. Длительная
эксплуатация изношенных подшипников проводит кперекосу ротора последствия
которого: рост потребления мощности повышенный перегрев подшипников
истойки задевание закорпус рабочего колеса перекос изадевание
закорпус сальникового уплотнения.
Неисправности роторной системы агрегатов можно определить или
предотвратить используяакселерометры ВС111 которые устанавливаются
втрех взаимно-перпендикулярных осях подшипников двигателя исамого насоса.
Состояние подшипников оценивается в4-х частотных диапазонах порезультатам
цифровой обработки сигналов датчика
Применяемые визмерениях ианализе акселерометры подключаются
канализатору спектраZET 017-U8без предварительных усилителей. Анализатор
спектра обеспечивает поддержку измерительных преобразователей исодержит
источник питания преобразует аналоговый сигнал вцифровую
последовательность ипередает сигналы для дальнейшей обработки наПК
сустановленным программный обеспечениемZETLab. Анализатором
поддерживаются стандартные интерфейсы для связи сПК: USB Ethernet Wi-Fi.
Канализаторам спектра также можно подключать идругие измерительные
приборы для более детальной диагностики насосов тем самым достигая
минимума затрат намониторинг идиагностику большого количества удаленного
друг отдруга оборудования.
Исходные данные представлены в таблице 2.
Таблица 2 – Исходные данные
Частота вращения вала n 1с 50
Диаметр входа жидкости в рабочее колесо D1 м 0092
Диаметр выхода жидкости из рабочего колеса D2 м 028
Ширина канала на входе жидкости в рабочее колесо b1 м 0021
Ширина канала на выходе жидкости из рабочего колеса b2 м 0008
Число лопаток на выходе z 8
Толщина лопатки на выходе (по срезу) [pic] м 0009
Конструктивный угол лопатки на входе [pic] 320
Конструктивный угол лопатки на выходе[pic] 220
Угол входа жидкости в колесо[pic] 900
Объемный КПД [pic] 097
Гидравлический КПД[pic] 092
Дисковый КПД[pic] 093
Механический КПД[pic] 095
Плотность жидкости кгм3[pic] 910
Измененная частота вращения вала[pic] 24
Коэффициент кинематической вязкости[pic] см2сек 13
) Определяем окружную скорость на входе:
[pic] - частота вращения вала.
) Строим треугольник скоростей на входе в рабочее колесо в
масштабе 2:1 (см. рисунок 2).
Рисунок 2 – Треугольник скоростей на входе в рабочее колесо
) Определяем площадь проходного сечения рабочего колеса на входе:
где [pic] - ширина канала на входе жидкости в рабочее колесо.
) Определяем меридиальную скорость на входе по треугольнику
скоростей: [pic] мс.
) Определяем расход жидкости внутри колеса:
) Определяем производительность насоса при оптимальном режиме:
где [pic] - объемный КПД.
) Определяем окружную скорость на выходе:
где [pic] - диаметр входа жидкости в рабочее колесо.
) Определяем площадь проходного сечения рабочего колеса на выходе:
[pic] - число лопаток на выходе.
) Определяем меридиальную скорость на выходе из колеса:
) Определяем окружную составляющую относительного межлопаточного
вихря по формуле А. Стодола:
) Строим план скоростей на выходе жидкости из рабочего колеса в
масштабе 2:1(см. рисунок 3).
Рисунок 3 – План скоростей на выходе из рабочего колеса
) Определяем проекцию абсолютной скорости на окружную по
треугольнику скоростей на выходе: [pic] мс.
) Определяем удельную работу лопаток:
) Определяем полезную удельную работу насоса:
) Определяем полезный напор насоса:
где [pic] – ускорение свободного падения [pic]мс2.
) Определяем коэффициент быстроходности насоса для оптимального
) Определяем уточненные значения КПД насоса по рисунку 6.4 [1
стр. 30] и значению [p [p [p [pic].
) Определяем общий уточненный КПД насоса:
) Определяем уточненное значение производительности насоса при
оптимальном режиме по формуле (4):
) Определяем уточненное значение полезной удельной работы по
формуле (10) и полезный напор насоса по формуле (11):
) Определяем мощность на валу насоса:
где [pic]- плотность воды [pic]кгм3.
) По значению коэффициента быстроходности [pic](кривая 2)
определяем значения параметров соответствующие данному насосу по
кривым [pic] [pic] [pic] [pic] (рисунки 6.5-6.7 [1 стр. 31-
]) в относительных координатах. Значения в относительных и
размерных координатах сводим в таблицу 3.
Таблица 3 – Относительные и размерные координаты
ОтноситQ 0 02 04 06 08 1
Q1 0 001840036 0056 008 0092 01104
H м 721 7715 7931 786 757 721 656
Характеристика параллельного подключения представлена на рис. 7.
Рисунок 10 – Характеристики насоса при параллельном подключении
) При последовательном подключении насосов напор увеличивается а
подача останется неизменной:
Относительные значения напора насоса занесем в таблицу 6.
Таблица 6 – Относительные значения напора насоса при последовательном
H1 м 1442 1543 15862 15272 1514 1442 1312
Q м3с0 00092 0018 0028 004 0046 00552
Характеристика последовательного подключения представлены на рисунке 8.
Рисунок 11 – Характеристики насоса при последовательном подключении
В процессе выполнения курсовой работы были закреплены знания
полученные при изучении теоретического курса по предметы "Гидромашины и
компрессоры" представлены расчеты значений основных параметров насосов на
воде и на нефти и построены соответствующие им комплексные характеристики.
Так же изучена конструкция динамических насосов секционного типа и основных
его узлов принципы работы и назначение насосного агрегата. Выявлены его
достоинства такие как: компактность и простота конструкций; простота
соединения с электродвигателем и другими силовыми установками повышающих
к. п. д. установки; простота пуска и регулирования; плавность работы;
экономичность при эксплуатации; надежность долговечность в работе и
возможность применения для перекачки любых жидкостей - и недостатки: низкий
к. п. д. малых насосов; сложность отливки рабочего колеса; необходимость
заполнения жидкостью корпуса насоса перед пуском и т.д. Пришли к выводу
что для эффективной работы насосного агрегата необходимо четко следовать
инструкциям по его эксплуатации и подбирать оптимальные режимы работы
своевременно проводить техническое обслуживание и капитальный ремонт.
Практика показывает что при перерасчете работы насоса с воды на нефть
значительно понижаются оптимальные характеристики агрегата (напор и
производительность) параллельно с которым так же значительно увеличивается
мощность на валу насоса в чем мы и убедились сделав перерасчет с воды
плотностью 1000 кгсм3 на нефть с плотностью 960 кгсм3.
Так же в данной работе мы рассмотрели режимы работы при параллельном и
последовательном соединении насосов с одинаковыми характеристиками при
которых зафиксировали двойное увеличение подачи (первый случай) и напора
(второй случай) соответственно.
Архипов К.И. Бикбулатова Г.И. Нурутдинов Р.Г. Ученое пособие
Гидромашины и компрессоры".- Альметьевск: АГНИ 2011 г. - 143
Башта Т.М. Гидропривод и гидропневмоавтоматика.- М.:
Машиностроение 2006 г. - 230 с.
Беззубов А.В. Насосы для добычи нефти. Справочник рабочего.-
М.: Недра 2006 г. - 224 с.
Елин В.М. Солдатов К.Н. Соколовский С.М. Насосы и компрессоры.-
М.: Гостоптехиздат 2010 г. - 398 с.
Касьянов В.М. Гидромашины и компрессоры 2-е изд. перераб. и
доп..- М.: Недра 2011 г. - 295 с.
Чиняев И.А. Лопастные насосы. Справочное пособие.- Л.:
Машиностроение 2010 г. - 272 с.

Общий вид.cdw

Агрегат электронасосный
центробежный ЦНС180-1422
Базой при центровке агрегата насос к которому
присоединяютэлектродвигатель.
Центровку роторов насоса и электродвигателя производить за
счет изменения толщины прокладок. Точность центровки:
радиальное биение - 005мм; торцевое биение - 003мм.
После транспортировки хранения и монтажа перед пуском
агрегата проверять центровку роторов.
В стыках сопряжения опорных поверхностей плит насоса и
электродвигателя после затяжки крепежа щуп 005мм проходить не
Непараллельность фланцев присоединенных к патрубкам насоса
до 1мм. Передача усилий от трубопроводов на фланцы насоса
Пломбы установленные на патрубках всасывающем и напорном
снимать непосредственно перед присоединением трубопроводов.
Перед пуском насоса трубопроводы маслосистемы
Покрытие поверхностей маслоустановки: эмаль ПФ 115
Наружные обработаные неокрашенные поверхности
консервировать по ГОСТ 9.014-79 вариант защиты ВЗ-4 вариант
ВУ-9. Площадь консервации 05м

РЧ втулка гидропяты.cdw

Неуказанные предельные отклонения размеров: H14 h14

Спецификация.spw

Корпус подшипника скольжения

СБ ЦНС 180-1422.cdw

При сборке насоса а также при сборке секции с крышкой
напорной под гидравлические испытания обеспечить металличес-
кий контакт по стыку секции щуп 002 мм не должен проходить.
Посадочные поверхности и резьбы а также рабочие торцы гаек
смазать тонким слоем пасты ВНИИНП-232 ГОСТ 14068-79.
При сборке насоса все винтынаходящиеся внутри камер насоса
кернить от самоотвинчивания по среднему диаметру резьбы
ударным способом глубиной не менее 1 мм в двух диаметрально
противоположных местах.
При сборке насоса замерить суммарный осевой разбег ротора
установив вместо диска разгрузочного втулку монтажнуюон
мм. При установке диска разгрузочного
обеспечить осевой разбег ротора: в сторону входного патрубка -
мм; в сторону напорного - оставшийсяно не менее3 мм. После
сборки произвести центровку ротора со статором при снятых
крышках подшипников верхних половинок вкладышей и сальниковой
набивки или торцовых уплотнениях пользуясь установочными
винтами. После центровки ротор должен легко проворачиваться от
руки без задеваний. Корпуса подшипников заштифтовать.
Обеспечить прилегание лап насоса к опорным поверхностям
плиты. Щуп 005 мм. не должен проходить на 75% длины
стыкакаждой лапы с плитой
Покрытие по ГОСТ 9.032-74
Консервацию насоса произвести по ГОСТ 9.014-78