Построение комплексной характеристики центробежного насоса ЦНС 90-1100

13.docx

Министерство образования и науки Республики Татарстан
Государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Кафедра нефтегазового оборудования
по дисциплине: «Гидромашины и компрессоры»
на тему: «Построение комплексной характеристики
центробежного насоса ЦНС 90-1100»
Принял: Доцент к.т.н.
Расчетно-пояснительная записка
Описание и работа насоса 6
1 Назначение изделия 6
2 Технические характеристики 7
3 Устройство и принцип работы насоса 8
Монтаж эксплуатация и ремонт оборудования 11
3 Меры безопасности при работе агрегата 16
4 Техническое обслуживание 17
5 Транспортирование хранение и утилизация 21
Техническая диагностика насоса 22
1 Вибродиагностика насоса 22
2 Центровка валов насосного агрегата 25
Список литературы 43
ВВЕДЕНИЕ720090252095Изм.
По ГОСТ стандарту насос - это машина для создания потока жидкой среды. По принципу действия насос подразделяется на динамические и объёмные.
Динамическими называют насосы в которых увеличение энергии жидкости осуществляется воздействием гидродинамических сил приложенных к жидкости в незамкнутой рабочей камере постоянно сообщающимся со входом в рабочую камеру и её выходом. Они широко применяются в самых различных технологических процессах связанных с подъемом пластовой жидкости воздействием на призабойную зону пласта транспортированием нефти и воды в системах поддержания пластового давления в установках подготовки нефти для нефтеперерабатывающих предприятий и др. Наиболее эффективно использование динамических насосов для перемещения значительных объемов жидкости.
В современной промышленности применяются центробежные осевые и вихревые динамические насосы первые два из которых относятся к лопостным а третий к машинам трения.
Центробежный насос - динамический насос в котором жидкость перемещается под действием центробежной силы возникающей при вращении рабочего колеса с профильными лопатками. Т.е. центробежный насос относится к механизмам в которых жидкости сообщается кинетическая энергия впоследствии преобразующаяся в энергию давления.
Центробежные насосы классифицируют по:
- Количеству ступеней (колёс); одноступенчатые насосы могут быть с консольным расположением вала—консольные;
- По расположению оси колёс в пространстве (горизонтальный вертикальный)
- Давлению (низкого давления– до 02МПа среднего– от 02 до 06 МПа высокого давления– более 06МПа);
- Способу подвода жидкости к рабочему колесу (с односторонним или двухсторонним входом– двойного всасывания);
- Способу разъёма корпуса (с горизонтальным или вертикальным разъёмом);
- Способу отвода жидкости из рабочего колеса в канал корпуса (спиральный и лопаточный). В спиральных насосах жидкость отво720090252095Изм.
ится сразу в спиральный канал; в лопаточных жидкость сначала проходит через специальное устройство— направляющий аппарат (неподвижное колесо с лопатками);
- Коэффициенту быстроходности ns(тихоходные нормальные быстроходные);
-По функциональному назначению (водопроводные канализационныепожарныехимические щелочные нефтяные землесосные терморегулирующие космическиеит.д.);
- Способу соединения с двигателем: приводные (с редуктором или со шкивом) или соединения с электродвигателем с помощью муфт.
- Способу расположения насоса относительно поверхности жидкости: поверхностные глубинные погружные.
ОПИСАНИЕ И РАБОТА НАСОСА
1 Назначение изделия
Насос центробежный двустороннего входа ЦНС 90-1100 и агрегаты электронасосные на его основе предназначены для720090252095Изм.
перекачивания воды и других жидкостей имеющих сходные с водой свойства по вязкости до 36х10-6 м2с (36сСт) и химической активности температурой от 274 до 358К (от 1 до 85°С) не содержащих твердых включений по массе более 005% размеру более 02 мм и микротвердостью более 65 ГПа (650кгсмм2).
Насос относится к изделиям общего назначения вида I (восстанавливаемые) ГОСТ 27.003-90. Насос (агрегат) изготавливается в климатическом исполнении УХЛ категории размещения 3.1 и климатическом исполнении Т категории размещения 2 по ГОСТ 15150-69.
Насос (агрегат) не предназначен для эксплуатации во взрыво - и пожароопасных помещениях.
Общие требования безопасности насоса и агрегатов соответствуют ГОСТ Р52743.
Условное обозначение насоса (агрегата):
Насос (агрегат) ЦНС 90-1100 УХЛ3.1 ТУ26-06-1510-88 или ЦНС 90-1100Т2 ТУ26-06-1510-88
где 1 - первая модернизация;
Д - двустороннего входа;
УХЛ или Т - климатическое исполнение;
1 или 2- категория размещения;
2 Технические характеристики
Показатели назначения по параметрам в номинальном режиме для насоса ЦНС 90-1100 указаны в таблице 1.
Таблица 1 - Показатели назначения по параметрам в номинальном режиме для
Наименование показателя
-3348355-2481580Изм.
Максимальная мощность насоса кВт
Частота вращения с-1 (обмин)
Значения основных параметров указаны при работе насососа на воде с температурой 293К (20°С) и плотностью 1000 кгм3.
Отклонение напора по всему рабочему интервалу подач при изготовлении ±5% от номинального значения приведенного в таблице при эксплуатации отклонение напора – 10%.
Максимальная мощность насоса - величина справочная и указана для максимальной подачи в рабочем интервале характеристики с учетом допустимых отклонений по напору и КПД.
Давление на входе в насосы 03 МПа (3кгссм2) не более
Показатели технической и энергетической эффективности насоса ЦНС 90-1100 указанны в таблице 2.
Таблица 2 Показатели технической и энергетической эффективности ЦНС 90-1100
Наименование показателя
КПД насоса % не менее
Допускаемый кавитационный запас м не более
Утечка через сальниковое уплотнение м3ч(лч)
5·10-2 1·10-2 (05 10)
Примечание720090252095Изм.
Значение КПД приведено для оптимального режима который находится в пределах рабочего интервала подач.
3 Устройство и принцип работы насоса
Агрегат состоит из насоса 1 и приводного двигателя 2 установленных на общей фундаментной раме 3 и соединенных между собой при помощи упругой втулочно-пальцевой муфты 4 (рисунок 1).
– насос; 2 – приводной двигатель; 3 – рама; 4 – упругая втулочно-пальцевая муфта
Рисунок 1 – Насосный агрегат ЦНС 90-1100
Насос типа Д – центробежный двустороннего входа горизонтальный одноступенчатый с двусторонним полуспиральным подводом жидкости к рабочему колесу двустороннего входа со спиральным отводом и сальниковым уплотнением вала.
Принцип действия насоса заключается в преобразовании механической энергии привода в гидравлическую энергию жидкости.
Корпус и крышка насоса (рисунок 2) представляют собой чугунную отливку которая имеет разъем в горизонтальной плоскости проходящей через ось ротора.
– корпус; 2 – крышка корпуса; 3 – пробка; 4 – уплотняющее кольцо; 5 – ротор;
– гайка; 7 – скоба; 89 – пробка;
Рисунок 2 – Насос ЦНС 90-1100
Всасывающий и нагнетательный патрубки насоса расположены в нижней половине корпуса 1 благодаря чему возможна разборка насоса без отсоединения трубопроводов и снятия двигателя.
Крышка корпуса 2 продолжает конфигурацию каналов корпуса.
В верхней части крышки корпуса предусмотрено отверстие закрытое пробкой 3 для присоединения вакуумного насоса или подключения системы ваку-уммирования а также для выпуска воздуха при заполнении насоса «самотеком».
Для предотвращения протечек жидкости по валу в корпусе насоса устанавливается сальниковое уплотнение.
Гидравлический затвор сальника (для насосов 1Д) обеспечивается посредством подвода жидкости к кольцу сальника по каналу выполненному в крышке насоса. При необходимости обеспечения охлаждения и затвора подвод жидкости к сальнику производить от постороннего источника.
В корпусе насоса установлены уплотняющие кольца 4 защищающие корпус и крышку корпуса от износа и уменьшающие перетечки жидкости из напорной полости во всас720090252095Изм.
Рабочее колесо – двустороннего входа что определяет устойчивую работу насоса так как осевая сила уравновешивается двусторонним входом жидкости в рабочее колесо.
Ротор насоса 5 приводится во вращение электродвигателем через соединительную втулочно-пальцевую муфту.
Направление вращения ротора левое (против часовой стрелки) еслисмотреть со стороны привода.
В корпусе на патрубках имеются два отверстия закрытые пробками для слива остатков жидкости при остановке насоса на длительноевремя.
Для отвода утечек по валу в сальниковых ваннах выполнены два отверстия.
Все отверстия в корпусе и крышке корпуса кроме двух отверстий в сальниковых ваннах заглушаются пробками.
МОНТАЖ ЭКСПЛУАТАЦИЯ И РЕМОНТ ОБОРУДОВАНИЯ
Насос (агрегат) при транспортировании погрузке и разгрузке должен перемещаться в соответствии с ГОСТ 12.3.020-80.
При подъеме и установке насоса и агрегата строповку производить по рисунку3.720090252095Изм.
Рисунок 3 – Схема строповки насоса
Место установки насоса (агрегата) должно удовлетворять следующим требованиям:
- обеспечить свободный доступ к насосу (агрегату) для его обслуживания во время эксплуатации а также возможность его разборки и сборки;
- масса фундамента должна не менее чем в четыре раза превышать массу агрегата;
- предусматривать при подготовке фундамента 50-80 мм запас по высоте для последующей подливки фундаментной рамы цементным раствором;
всасывающий и напорный трубопроводы должны быть закреплены на отдельных опорах и иметь температурные компенсаторы.
- обеспечивать выполнение требований санитарных норм СН 3077-84.
- Установка электрооборудования должна соответствовать требованиям ПУЭ (Правила устройства электроустановок) эксплуатация должна производиться в соответствии с “Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителем”720090252095Изм.
Монтаж и наладку электронасосного агрегата производить в следующем порядке:
- Установить насос (агрегат) на заранее подготовленный фундаментвыполненный в соответствии со строительными нормами. Необходимо подготовить горизонтальную ровную поверхность фундамента чтобы не деформировать раму насоса и не нарушать заводскую центровку.
- Заложить колодцы под анкерные болты 8размером 200 х100 мм глубиной 550мм. Колодца должны быть с окнами выходящими за край рамы. Окно необходимо для заливки раствора.
- После затвердевания раствора удалить формы колодцев под анкерные болты.
- Разместите анкерные болты в колодцах.
- Установить агрегат на фундамент так чтобы опорные платики рамынаходились над колодцами установить фундаментные болты в колодцах нараму агрегата и ввернуть гайки на них до требуемого размера. Выставить агрегат по уровню горизонтально.
- Присоединить напорный и всасывающий трубопроводы. Допустимая непараллельность фланцев не должна быть более 015мм на длине 100мм.
Запрещается исправлять перекос подтяжкой болтов или постановкой косых прокладок.
- Проверить заводскую центровку валов насоса и электродвигателя. При необходимости произвести центровку регулируя отжимными винтами и прокладками положение рамы и электродвигателя .
- Залить анкерные болты в колодцах фундамента быстросхватывающим цементным раствором. После затвердения раствора проверить положение агрегата по уровню и при необход720090252095Изм.
имости с помощью прокладок установить горизонтально.
- Затянуть гайки на фундаментных болтах.
После установки агрегата на фундамент подсоединения трубопроводов и окончательной затяжки гаек фундаментных болтов обязательно проверить соосность и параллельность положения валов насоса и электродвигателя и при необходимости провести центровку.
Центровка насосного агрегата считается удовлетворительной если величины соосности и параллельности валов насоса и электродвигателя не превышают 016мм.
Запуск агрегата в работу производить в следующем порядке:
-внимательно осмотреть насос и двигатель. В случае запуска насоса после длительной стоянки провернуть вручную ротор насоса и убедиться в отсутствии помех вращению ротора;
- убедиться в наличии смазки в подшипниках;
- проверить состояние сальниковой набивки провернув вал насоса;
- подтянуть слегка и равномерно крышки сальников (зазор между корпусом насоса и фланцем крышки сальника должен быть не менее 5 мм);
- открыть задвижку на входном трубопроводе и закрыть на напорном;
- заполнить насос и входной трубопровод перекачиваемой жидкостью подключив систему вакууммирования к резьбовому отверстию в верхней части крышки насоса. Если насос работает в системе с подпором то заполнение насоса и всасывающей линии допускается проводить «самотеком»;
- проверить направление вращения двигателя пробным его пуском;
- при правильном направлении вращения двигателя открыть кран у манометра и по показаниям прибора убедиться что напор насоса соответствует напору при закрытой задвижке (нулевой подаче);
- постепенно открывать задвижку на нагнетании до получения требуемой подачи или н720090252095Изм.
Порядок контроля работоспособности агрегата.
Периодически (не реже одного раза в сутки) следить за:
- показаниями приборов;
- герметичностью всех соединений;
- утечками через сальниковые уплотнения (нагревом сальников);
- нагревом подшипниковых узлов. Резкие колебания стрелок приборов а также повышенный шум и вибрация характеризуют ненормальную работу агрегата. В этом случае необходимо остановить агрегат и устранить неисправности.
Возможные неисправности в насосе признаки причины и способы их
устранения изложены в таблице 3.
Таблица 3 – Возможные неисправности в насосе признаки причины и способы их устранения
Наименование неисправности внешнее проявление и дополнительные признаки
а) Стрелки приборов сильно колеблются.
б) Мановакуумметр показывает
- Насос не залит или недостаточно залит жидкостью.
- Велика высота всасывания
- Происходит подсос воздуха в местах соединения во всасывающем трубопроводе.
- Закрыта задвижка на всасывающем трубопроводе.
- Залить насос и трубопровод жидкостью.
- Привести сопротивление всасывающей линии в соответствие с характеристикой насоса.
- Устранить неплотность
требуемой по характеристике.
- Обратное вращение вала.
- Низкая частота вращения.
- Велико сопротивление всасывающего или напорного трубопровода.
- Параметры энергопитания довести до номинального.
- Привести сопротивление
Продолжение таблицы 3
- Происходит подсос воздуха в
местах соединения во всасывающем трубопроводе.
- Высота всасывания превышает допустимую при задан-
- засорены всасывающий трубопровод и насос;
- сильный износ уплотняющего кольца.720090252095Изм.
всасывающей или напорной линии в соответствие с характеристикой насоса.
- Устранить неплотность соединений.
- Уменьшить допустимую
- очистить трубопровод и насос.
- заменить уплотняющие кольца.
- износилась набивка сальника;
- слишком затянуты гайки крышки сальника;
- в сальник не поступает затворная и охлаждающая жидкость.
- заменить набивку сальника;
- ослабить затяжку гаек крышки сальника;
- подать в сальник затворную и охлаждающую жидкость.
Температура нагрева подшипников превышает температуру помещения более чем на 40 50К (40 50°С)
- недостаточно смазки.
- нарушена соосность валов.
- загрязнена смазка.
- износ подшипников.
- отцентровать валы насоса и двигателя.
- заменить подшипники.
Завышена потребляемая мощность двигатель нагревается
- неправильная сборка насосов вал не проворачивается вручную.
- в насос попал песок или другие абразивные вещества.
- насос работает за пределами рабочего интервала подач.
- отрегулировать торцовые зазоры рабочего колеса устранить перекосы.
- разобрать насос и прочистить его.
Ненормальный шум внутри насоса (в насосе происходит явление кавитации).
- велико сопротивление на всасывании.
- высокая температура перекачиваемой жидкости.
- уменьшить сопротивление во всасывающем трубопроводе;
- снизить температуру жидкости или уменьшить высоту всасывания.
Повышенная вибрация насоса
- нарушена соосность насоса и двигателя.
-насос не закреплен на раме
- произвести центрирование
- закрепить насос на раме.
Порядок остановки насоса (агрегата):
Остановка агрегата может быть проведена оператором или защитами двигателя.
Порядок остановки агрегата оператором:
закрыть медленно задвижку на напорном трубопроводе;
закрыть задвижку на всасывании кран у мановакуумметра;
- выключить двигатель закрыть кран у манометра;
отключить трубопровод подачи охлаждающей (затворной) жидкости к сальниковому уплотнению.720090252095Изм.
Насос и трубопровод не оставлять заполненными водой если температура в помещении ниже 274К (1ºС) иначе замерзшая жидкость разорвет их.
При остановке на длительное время и последующей консервации жидкость из насоса слить через сливные пробки.
Агрегат остановить в аварийном порядке в следующих случаях:
- при повышении температуры нагрева подшипников свыше 363К (90°С);
- при нарушении герметичности насоса и трубопроводов;
- при резком повышении потребляемой мощности;
- при нагреве корпуса двигателя до температуры превышающей температуру окружающей среды на 40К (40°С).
При аварийной остановке насоса (агрегата) сначала отключить двигатель нажатием кнопки “СТОП” закрыть задвижку на напорном трубопроводе.
3 Меры безопасности при работе агрегата
Обслуживание агрегатов периодическое и дистанционное и не требует постоянного присутствия обслуживающего персонала.
Требования раздела 2 ГОСТ 12.1.003-83 на рабочих местах выполняются при нахождении обслуживающего персонала на расстоянии 25м от наружного контура агрегатов и времени 6минут.
Остальное время обслуживающий персонал должен находиться в малошумном помещении с уровнем звука не более 75дБА.
При необходимости присутствия обслуживающего персонала возле агрегатов более длительное время необходимо пользоваться индивидуальными средствами шумозащиты по ГОСТ Р 12.4.213-99.
Категорически запрещается:
- Последовательная работа720090252095Изм.
- Устранять неисправности при работающем насосе;
- Эксплуатация насоса (агрегата) за пределами рабочего интервала подач;
- Работа насоса при закрытой напорной задвижке более 3 минут;
- Запуск насоса без его предварительного заполнения перекачиваемой жидкостью;
- Запуск насоса без подвода затворной (охлаждающей) жидкости к двойным торцовым уплотнениям;
- Эксплуатация агрегата без подсоединения двигателя насоса и рамы к заземляющему устройству.
4 Техническое обслуживание
Техническое обслуживание насоса (агрегата) производится только при его использовании.
При этом необходимо:
следить чтобы температура нагрева подшипников не превышала температуру помещения более чем на 40 50К (40 50°С) и была не выше 363К (90°С) для чего в скобах фиксирующих стакан подшипника в корпусе предусмотрены резьбовые отверстия закрытые пробками. Рекомендуемые приборы - реле температуры РТ303-1 5Д4.542.001ТУ или РТК303 ТУ1145-004-045972137-99;
- поддерживать необходимое количество смазки в подшипниках для чего дополнять свежей смазкой стаканы подшипников через масленку в течение первого месяца работы через 100часов а в последующее время через 1000часов работы насоса;
- поддерживать нормальные утечки через сальниковое уплотнение что служит контролем правильной работы сальникового уплотнения и предохраняет защитную втулку от выраб720090252095Изм.
- Если утечки отсутствуют необходимо ослабить затяжку сальника а в случае утечек выше нормы надо подтянуть гайки крышки сальника. Если утечки не уменьшаются то можно добавить одно кольцо набивки если после этого утечки все-таки не уменьшаются – надо заменить набивку.
Кольца набивки должны быть тщательно пригнаны по валу. В сальник следует вводить одновременно по одному кольцу следя за тем чтобы замки каждого кольца располагались на 180º по отношению друг к другу;
- постоянно следить за показаниями приборов регистрирующих работу насоса в рабочем интервале и записывать в журнале следующие параметры:
- давление на входе в насос;
давление на выходе из насоса;
температуру воды на входе в насос (при необходимости);
давление подводимой затворной жидкости (при необходимости);
количество часов работы насоса.
Порядок разборки насоса (рисунок 2).
Для замены вышедших из строя: рабочего колеса кольца уплотняющего сальниковой набивки защитной втулки подшипников – необходимо разобрать насос в следующей последовательности:
- отсоединить трубопровод подачи охлаждающей (затворной) жидкости к сальниковому уплотнению;
- снять защитный кожух с муфты;
- вынуть пальцы муфты;
отвернуть гайки и отодвинуть крышки сальника 6 (рисунок 2);
- отвернуть гайки креп720090252095Изм.
ящие крышку насоса к корпусу и снять крышку насоса;
- отвернуть гайки крепящие скобы 7 к корпусу насоса;
- снять полумуфту насоса и вынуть шпонку 21 (рисунок 4);
Рисунок 4 – Ротор насоса
- отвернуть гайки 22 крепящие крышки подшипника 1 и 20 и снять их;
- отвернуть гайки 19 и снять шайбы стопорные стаканы подшипников 2 и 17 вместе с подшипниками 318;
-снять с вала втулки упорные 4 отбойные кольца 5 кольца сальника 7 грунд-буксы 8 кольца уплотняющие 11;
- отвернуть гайки 6 и 23 снять защитные втулки 15 кольца резиновые 4 направляющие втулки 10;
- снять с вала рабочее колесо 12 и вынуть шпонку 13.
Сборку насоса производить в следующей последовательности:
- установить на вал шпонку 13 и колесо рабочее 12;
- поставить с двух сторон втулки направляющие кольца резиновые;
- установить на вал втулки защитные стопорные шайбы 16 и слегка закрепить гайками 6 и 23;
- установить грунд-буксы кольца сальника уплотняющие кольца крышки сальника отбойные кольца и втулки упорные;
- запрессовать в стаканы подшипников подшипники и установить их на вал закрепив стопорными шайбами и гайками.
Внимание! При установке двух радиально-упорных подшипников в насосах ЦНС 90-1100 и 1Д1250-125 предвар720090252095Изм.
ительный натяг обеспечивается набором прокладок 24 толщиной равной величине осевого смещения наружных колец подшипников;
- установить прокладки и крышки подшипника и предварительно заполнив их смазкой на 13 объема и закрепив их гайками;
- установить на вал шпонку и напрессовать полумуфту насоса;
- собранный узел ротора установить в корпус;
- равномерно расположить рабочее колесо в корпусе выдерживая одинаковые зазоры “а”. Разность между ними не должна превышать 05мм. Выставленное колесо закрепить гайками 6 и 23;
- установить в расточку корпуса набивки сальника;
- ввернуть шпильки по разъему в корпус положив прокладки на разъем;
- установить крышку насоса и закрепить гайками;
- установить и закрепить крышки сальника;
- установить и закрепить скобы;
- установить полумуфты насоса;
проверить вращение вала. Вращение должно быть плавным без заеданий под действием крутящего момента 35Н·м не более.
- установить полумуфту электродвигателя;
- отцентрировать валы насоса и двигателя;
- установить ограждение муфты.
5 Транспортир720090252095Изм.
ование хранение и утилизация
Насосы (агрегаты) могут транспортироваться любым видом транспорта при соблюдении правил перевозки для каждого вида транспорта.
Условия транспортирования насоса (агрегата) в части воздействия климатических факторов - 4(Ж2) ГОСТ 15150-69 в части воздействия механических факторов по ГОСТ 23170-78– С.
Срок хранения 2 года в условиях 4(Ж2) ГОСТ 15150-69.
При хранении насоса (агрегата) свыше 2-х лет (по истечении срока действия консервации) следует произвести анализ состояния консервации и при необходимости произвести переконсервацию в соответствии с ГОСТ 9.014-78.
При транспортировании автомобильным транспортом агрегаты должны быть установлены так чтобы ось агрегата по длине вала была перпендикулярна направлению движения транспорта.
Насос не представляет опасности для жизни здоровья людей и окружающей среды. Он не имеет в своей конструкции каких-либо химических биологических или радиоактивных элементов которые могли бы принести ущерб здоровью людей или окружающей среде.
Утилизацию насосов (агрегатов) производить любым доступным методом.
Конструкция насосов не содержит драгоценных материалов и цветных металлов.
ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА НАСОСА
1 Вибродиагностика насоса
Вибрационная диагностика - метод диагностирования технических систем и оборудования основанный на анализе параметров вибрации либо создаваемой работающим оборудованием либо являющейся вторичной вибрацией.720090252095Изм.
Вибрация представляет собой вид механического движения при котором каждая из точек тела совершает периодически повторяющееся перемещение вблизи некоторого относительно неподвижного положения. Понятие вибрация в полном объеме объединяет используемые в обиходе понятия дрожание стук тряска дребезжание и др.
Вибрационная диагностика как и другие методы технической диагностики решает задачи поиска неисправностей и оценки технического состояния исследуемого объекта.
Методы вибродиагностики направлены на обнаружение и идентификацию таких неисправностей агрегата которые оказывают влияние на его вибрацию: дефектов роторов опорной системы и узлов статора испытывающих либо генерирующих динамические нагрузки.
Целями вибродиагностики являются:
- предупреждение развития дефектов агрегата и сокращение затрат на его восстановление
-определение оптимальной технологии восстановления работоспособности агрегата если возникший дефект исключает возможность его нормальной эксплуатации.
- Основной задачей вибродиагностики является разделение множества возможных технических состояний агрегата на два подмножества: исправных и не исправных.
Следующей задачей является постановка диагноза состоящего в определении характера и локализации одного или группы дефектов соответствующих вибрационному состоянию агрегата.
Одной из задач вибродиагностики является возможное обнаружение дефекта на ранней стадии и прогнозирование его развития во времени.
На основании диагноза о720090252095Изм.
пределяется оптимальный режим эксплуатации агрегата в условиях возникшей неисправности и технология устранения дефекта и восстановления работоспособности агрегата.
Чем надежней и конкретней диагноз тем ниже затраты связанные с восстановлением агрегата.
В зависимости от привлекаемых средств конкретных целей и принятой технологии вибродиагностики формируется ее методика.
Наиболее простой и дешевой технологией вибродиагностики является периодический контроль интенсивности вибрации статорных элементов (подшипников) простейшими переносными виброметрами. При этом диагностическими признаками дефектов служит уровень интенсивности вибрации соотношение между его значениями в разных точках и изменение во времени (тренд).
Трудность диагностирования при этом состоит в том что не существует надежных признаков для идентификации конкретных дефектов кроме того в ряде случаев при существенном возрастании некоторой диагностической информативной гармоники вибрации общий уровень интенсивности вибрации может меняться несущественно. У некоторых дефектов есть признаки позволяющие в определенной ситуации установить дефект как наиболее вероятный. Назовем некоторые из них.
Если ротор опирается на подшипники качения интенсивность вибрации (СКЗ виброскорости) преобладает на одном подшипнике и растет во времени то скорее всего дефект состоит в повреждении (износе поверхностей качения) этого подшипника. Однако такой же характер вибрации может быть связан с деградацией опорных (фундаментных) элементов под рассматриваемым подшипником либо с появлением дисбаланса с одной стороны ротора в этом случае упомянутый признак оказывается несостоятельным.
Если наблюдаются относительно высокие вибрации в осевом направлении при повышенных вибрациях 720090252095Изм.
в других направлениях на подшипниках одного ротора то это может быть связано с остаточным прогибом этого ротора. Если резко нарушается соотношение между вертикальными и поперечными составляющими вибрации это может быть вызвано повреждением фундамента либо отрывом фундаментной плиты. Однако при некоторых динамических свойствах агрегата это может быть связано с определенной формой неуравновешенности появлением низкочастотной вибрации и другими причинами.
Наиболее распространена технология диагностирования предусматривающая определение неисправного состояния агрегата по данным штатных контрольных измерений вибрации с последующим определением характера неисправности по данным специальных виброизмерений и диагностического тестирования (вибрационных исследований). При специальных виброизмерениях производится гармонический анализ вибрационных сигналов определяются амплитуды и фазы оборотной и двойной оборотной вибрации. Вибрационные измерения производятся на разных целесообразным образом осуществляемых режимах агрегата при выбеге и развороте агрегата.
Преимущества вибродиагностики:
- метод позволяет находить скрытые дефекты;
- метод как правило не требует сборки-разборки оборудования;
- малое время диагностирования;
- возможность обнаружения неисправностей на этапе их зарождения.
2 Центровка валов насосного агрегата
Несоосность - это частая причина аварийности оборудования при эксплуатации. Несоосностью называют несовпадение осей вращения двух валов. Несоосность бывает двух видов - параллельная и угловая.
Перекосом машины называют комбинацию обоих видов несоосности. Даже при использовании упругих муфт перекосы приводят к увеличению нагрузки на опорные части машины повышению уровня вибрации и другим отрицательным эффектам.
- На подшипники. Несоосность приводит к возникновению момента который порождает силы реакции в подшипниках машины. Повышение нагрузки на подшипники вследствие перекосов валов на 20% сокращает расчётную долговечность подшипников на 50%.
- На уплотнения. Перегрузка и вибрации вызванные несоосностью приводят к повреждению муфт (перегрев ослабление или поломка болтов) и валов.
- На муфты и валы. Несоосность приводит к износу уплотнений что в свою очередь увеличивает риск повреждения подшипников из-за проникновения загрязнений и вытекания смазочного материала.
- На потребление энергии. Потребление энергии вследствие перекосов валов машины может возрасти на 20%.
Для того чтобы избежать указанных отрицательных эффектов перекосы валов должны наход720090252095Изм.
иться в пределах допусков установленных производителем машины. Следует помнить что высокоскоростные машины требуют очень точной выверки которая не может быть обеспечена грубыми методами или с помощью индикаторов часового типа.
Выверка соосности - одна из самых важных операций при обслуживании машин. Перекосы валов вызывают проблемы эксплуатации многих компонентов машин. Исследования показывают что в 50% случаев причиной выхода машин из строя является несоосность.
Организация выверки соосности валов - экономически выгодная форма обслуживания машин. Экономия достигается за счёт уменьшения простоев снижения износа машин и потребляемой энергии.
Традиционно используемые методы выверки например глазомерная с помощью щупов и линеек не могут обеспечить требуемой по документации производителей машин точности центровки.
Потребность в точной выверке соосности очевидна а высокая эффективность выверки способствует уменьшению простоев оборудования.
Лазерная центровка валов
Наиболее широкую область применения имеет центровка роторов методом обратных индикаторов так как не предъявляет жестких требований к свободе осевых перемещений валов при проведении измерений.
Использование лазерных индикаторов в средствах измерения несоосности снижает ограничение на величину базы “А” и не приводит к дополнительным ошибкам из-за прогиба опор их крепления поэтому современные средства центровки строятся как правило на их базе. Основой лазерных приборов для цен720090252095Изм.
тровки валов является инфракрасный лазер и фотоприемник в виде плоской многопиксельной микросхемы с возможностью точного определения координаты точки микросхемы в которую попадает луч лазера.
Как правило лазер и приемник устанавливаются в одной плоскости индикатора а прибор использует либо один индикатор устанавливаемый на один вал с отражающим зеркалом устанавливаемым на другой вал либо два индикатора устанавливаемые на оба вала. Расчеты несоосности валов в таких системах обычно выполняются не для четырех углов поворота валов отличающихся строго на 90 угловых градуса а для любых трех углов поворота валов отличающихся не менее чем на 20-30 градусов но для этого необходимо измерить эти углы поворота.
Во многих современных лазерных приборах кроме простейших жидких уровнемеров по которым устанавливается начальная позиция индикаторов используются электронные датчики угла поворота. Это позволяет устанавливать индикаторы в заданное например горизонтальное положение только один раз перед первым измерением. Все следующие измерения могут проводиться при произвольных углах поворота валов но на величину превышающую например 20 угловых градусов и только в том случае если луч лазера при этих поворотах валов попадает в мишень фотоприемника.
Простота представления результатов определения несоосности и значений корректирующих смещений позволяет использовать системы лазерной центровки без специальной подготовки.
Проверку соосности и параллельности вала насоса ЦНС 90-1100 и электродвигателя можно проводить с помощью приспособлений представленных на рисунке 5 или любых других систем позволяющих проводить выверку с точностью до 001 мм. Цен720090252095Изм.
тровку валов проводить регулируя положение электродвигателя и используя П-образные прокладки необходимой толщины.
Рисунок 5 – Приспособления для центровки
n = 24 сек-1 – частота вращения вала;
Размеры рабочего колеса:
D1 = 0125 м – диаметр входа жидкости в рабочее колесо;
D2 = 037 м – диаметр выхода жидкости из рабочего колеса;
b1 = 0039 м – ширина канала на входе жидкости в рабочее колесо;
b2 = 017 м – ширина канала на выходе жидкости из рабочего колеса;
z = 8 – число лопаток на выходе;
= 0006 м – толщина лопатки на выходе;
= 250 2 = 200 – конструктивные углы лопатки на входе и выходе;
α1 = 900 – угол входа жидкости в колесо;
Коэффициенты полезного действия при оптимальном режиме:
o = 097 – объемный КПД;
г = 090 – гидравлический КПД;
д = 092 – дисковый КПД;
м = 094 – механический КПД;
Параметры перекачиваемой жидкости:
ρ = 940 кгм3 – плотность перекачиваемой жидкости;
Измененная частота вращения вала: n’1 = 30 сек-1;
Коэффициент кинематической вязкости жидкости .
Расчет ведется для оптимального режима полагая что при этом режиме углы потока совпадают с конструктивными углами рабочего колеса рисунок 6.720090252095Изм.
Рисунок 6 - Рабочее колесо
Строим треугольник скоростей на входе в рабочее колесо по углам и окружн720090252095Изм.
Рисунок 7 - Треугольник скоростей на входе в рабочее колесо
Расход жидкости внутри колеса:
где C1m – меридианальная скорость на входе;
F1 – площадь проходного сечения рабочего колеса м2
Производительность насоса при оптимальном режиме:
Строим план скоростей на выходе жидкости из рабочего колеса по скоростям и углу .
Меридиональная скорость на выходе из колеса:
где F2 – площадь проходного сечения рабочего колеса на входе м2
Окружная составляющая относительного межлопастного вихря определяем по формуле А.Стодола:
Рисунок 8 - Треугольник скоростей на выходе из рабочего колеса
Вычисляем удельную работу лопаток:
Вычисляем удельную работу насоса:
Полезный напор насоса:720090252095Изм.
Вычисляем коэффициент быстроходности насоса для оптимального режима:
Рисунок 9 - Уточненные оптимальные значения коэффициентов полезного действия
Расчет уточненных значений производительности и удельной энергии.
По и рисунку 6 находим вероятные значения коэффициентов полезного действия для оптимального режима по которым вычисляются уточненные значения производительности и полезной удельной энергии полезного напора.
Уточнённые коэффициенты полезного действия при оптимальном режиме:
о = 080 – уточнённый объёмный КПД;720090252095Изм.
г = 0920 – уточнённый гидравлический КПД;
д = 0940 – уточнённый дисковый КПД;
м = 0975 – уточнённый механический КПД.
Уточненная производительность насоса при оптимальном режиме:
Уточненная удельная работа насоса:
Уточненный полезный напор насоса:
Используя уточненные значения определяем мощность на валу насоса:
где - общий КПД насоса (уточненный):
= о· г· д· м = 08·092·094·0975=0675.
Построение комплексной характеристики насоса при работе на воде.
Зная коэффициент быстроходности ns находим по рисункам 10 11 12 соответствующие данному насосу кривые в относительных координатах.
Номера у кривых на рисунках 10 11 12 соответствуют:
– ns = 80÷150; 720090252095Изм.
Значения берем по кривой №1 так как ns=6899.
Требуется построить эти кривые в размерных координатах. Для чего необходимо относительные координаты умножить на соответствующие значения рассчитанных выше оптимальных параметров насоса. Для удобства значения в относительных и размерных координатах сведем в таблицу 4.
Рисунок 10 - Зависимость Q - H в относительных величинах
Рисунок 11 - Зависимость Q - N в относительных величинах
Рисунок 12 - Зависимость Q - в относительных величинах
Таблица 4 - Значения параметров насоса при работе на воде в относительных и размерных координатах
Относительные координаты
Используя полученные значения строим комплексную характеристику насоса при работе на воде.
Рисунок 13 – График зависимости Q - H насоса при работе на воде
Рисунок 14 – График зависимости Q - N насоса при работе на воде
Рисунок 15 – График зависимости Q - насоса при работе на воде
Пересчет характеристики насоса с воды на нефть
Перерасчет ведется по поправочным коэффициентам которые определяются по рисунку 11 в зависимости от числа Рейнольдса:
где - производительность насоса при оптимальном режиме и работе на воде
Dэ – эквивалентный диаметр вычисляемый из соотношения:
где – коэффициент кинематической вязкости =45 см2с.
Рисунок 16 - График коэффициентов пересчета характеристик центробежных насосов с воды на вязкие жидкости
Согласно рисунку 16 определяем что:
kQ=078; kН=083; k=045.
;; определяем оптимальные значения полезной удельной работы напора КПД при работе насоса на нефти.
Полезную мощность при работе насоса на нефти вычислим по формуле:
Построение сводной комплексной характеристики насоса при работе на нефти и воде.
Известно что при Q=0 напор насоса при работе на нефти равен напору насоса при работе на воде. Для нахождения значений используем уже известные безразмерные координаты.
Полученные значения свожу в таблицу 5.720090252095Изм.
Таблица 5 - Значения параметров насоса при работе на нефти в относительных и размерных координатах
По полученным значениям строю комплексную характеристику для насоса при работе на нефти. Провожу сравнительную характеристику.
Рисунок 17 – График зависимости Q - H насоса при работе на воде и нефти
Рисунок 18 – График зависимости Q - N насоса при работе на в720090252095Изм.
Рисунок 19 – График зависимости Q - насоса при работе на воде и нефти
Суммарная характеристика параллельного и последовательного соединения насосов при перекачке воды
а) При параллельном соединении (таблица 6):720090252095Изм.
Таблица 6 - Значения параметров насоса при параллельном соединении
Данному режиму работы соответствует следующая комплексная характеристика насоса
Рисунок 20 – График зависимости Q - H насоса при 720090252095Изм.
параллельном соединении
б) При последовательном соединении (таблица 7):
Таблица 7 - Значения параметров насоса при последовательном соединении
Рисунок 21 – График зависимости Q - H насоса при последовательном 720090252095Изм.
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 мы изучили конструкцию насоса ЦНС 90-1100 и его основные узлы принцип работы и назначение насосного агрегата 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 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 впрочем и убедились сделав перерасчет с воды на нефть.
Так же в данной работе мы рассмотрели режимы работы при параллельном и последовательном соединении насосов с одинаковыми характеристиками при которых зафиксировали двойное увеличение напора (первый случай) и подачи (второй случай) соответственно.720090252095Изм.
Дурнов П.И. Насосы и компрессорные машины. - М.: Машгиз 1960. - 282с.
Касьянов В.М. Гидромашины и компрессоры. – 2-е изд. перераб. и доп. – М: Недра 1981. – 295 с.
Паспорт «Насосы центробежные двустороннего входа типа Д и агрегаты электронасосные на их основе»720090252095Изм.

спец.ЦНС905.spw

Аппаоат напровляющий
Уплотнение сальниковое
Указатель осевого сдвига
ЦНС 90. 15. 00. 000.

Общий вид.cdw

Технические требования
Нормальная температура перекачиваемой насосом жидкости +25
допускаемый предел температуры +60
В эксплуатации выдерживать все технические требования изложен-
ные в инструкции и особо строго выполнять требования о недопусти-
мости ухода ротора на всасывания более 3 мм.
Насос вводится в эксплуатацию без ревизии.
Срок хранения насоса до переконсервации -2 года.
Перед пуском агрегата в работу необходимо проверить заземление
Для смазки подшипников качения используют жировую смазку 1-13

Колесо2.cdw

Допускаемые отклонения по шагу лопастей на входе
Внутренние поверхности колеса рабочего должны быть
очищены от пригаров и наплывов
При обработке деталь выставить по поверхностям Б и В
Поверхности Б и В обрабатывать с плавным переходом к
входной кромке лопастей
*. Размеры обеспечиваемые инструментом
**. Размеры для справок
Размер Д допускается обеспечить подгонкой при сборке
ротора. При этом смещение шпоночного паза относительно оси
расточки колеса рабочего не более 006мм перекос не более
Неуказанные предельные отклонения размеров: отверстий по
Н14 валов-по h14 остальных -
Диски колеса рабочего проверить на отсутствие трещин
Колесо балансировать статически. Неуравновешенность
устранять путем съема металла с поверхностей Г на глубину
не более t=1мм с плавным переходом к поверхности дисков на
секторе с ценральным углом не более 180
. Обеспечить при этом
шероховатость поверхностей
Допустимый дисбаланс
Сталь 45 ГОСТ 1050-88
Модельные срезы см. черт.

ЦНС905.cdw

аппаратами кольцами поз.57 и крышкой напорной поз.1 подвергнуть гидра-
влическим испытаниям на плотность и прочность стыков давлением.
Поврежденные кольца после гидравлических испытаний при сборке насоса
При сборке насоса а также при сборке секциис крышкой напорной
под гидравлические испытания обеспечить металлический контакт по
стыку секциищуп 002 мм. не должен проходить. Посадочные поверхности
и резьбы а также рабочие торцы гаек поз.13 смазать тонким слоем пас-
ты ВНИИНП-232 ГОСТ 14068-79.
При сборке насоса все винтынаходящиеся внутри камер насосакер-
нить от самоотвинчивания по среднему диаметру резьбы ударным спосо-
бом глубиной не менее 1 мм. в двух диаметрально противоположных местах.
При сборке насоса замерить суммарный осевой разбег роторауста-
новив вместо диска разгрузочного втулку монтажнуюон должен быть ра-
мм.При установке диска разгрузочного обеспечить осевой разбег
-в сторону входного патрубка - 4_
-в сторону напорного - оставшийсяно не менее3 мм.
Момент затяжки гаек поз.13 М
производить по схемеприведённой на
данном чертеже за четыре прохода соответственно моментами: ММ
Произвести центровку ротора со статором при снятых крышках
подшипниковверхних половинах вкладышей и сальниковой навивки или тор-
цовых уплотненияхпользуясь установочными винтами .После центровки
ротор должен легко проворачиваться от руки без задеваний.Корпуса под-
шипников заштифтовать.
Обеспечить прилегание лап насоса к опорным поверхностям плиты
Щуп 005 мм. не должен проходить на 75% длины стыка каждой лапы с
Покрытие по ГОСТ 9.032-74:
)наружных поверхностей (кроме посадочных) крышек входной и напор-
ной концевого уплотнения кожухов насоса и концевых уплотнений
корпусов и крышек подшипников корпуса указателя осевого сдвига и
трубопроводов указательных - эмаль ПФ115 серая.
Площадь покрытия по стали 13 м
)внутренних поверхностей корпусов и крышек подшипников и корпу-
са указателя осевого сдвига - грунтовка ГФ-0119.
Площадь покрытия по чугуну - 08 м
)стрелки - эмаль ПФ-115 красный
Площадь покрытия по стали - 0002 м
)деталей находящихся внутри корпуса насоса(кроме
уплотнений торцовых поз.43)подшипников и внутренних
поверхностей трубопроводов вспомогательных - вари-
ант защиты ВЗ-1(масло консервационное К-17 ГОСТ
877-76)вариант внутренней упаковки ВУ-9.Площадь
)частей деталейвыступающих за корпус насоса и
подшипников открытых обработанных и неокрашенных-
вариант защиты ВЗ-4(смазка пушечная ГОСТ 19537-83)
вариант внутренней упаковки ВУ-О.
Площадь консервации - 025 м
)запасных частейинструмента и приспособленийпос-
тавляемых с насосом-вариант защиты ВЗ-4(смазка пу-
шечная ГОСТ 19537-83)вариант внутренней упаковки -
Площадь консервации - 23 м
)запасных резиновых колец-только молотым марки
ТРПВ ГОСТ 19729-74.Вариант внутренней упаковки -
Площадь консервации - 06 м
)запасные графитовые кольца консервации не подле-
Вариант внутренней упаковки - ВУ-1
Схема последовательности
Перед сборкой секции поз.4445 с направляющими
Консервация по ГОСТ 9.014-78:

Спецификация уплотнения.spw

обратного нагнетания
Правая часть корпуса
Кольцо уплотнительное

Аппарат направляющий.cdw

На поверхности напровляющего аппарата не допускается:
-сколы рыхлоты расслоения недопросовки профиля диффузорных и
-резкие изменения цвета штампованной поверхности или наличие
Материал-заменитель-прессматериал ДСВ-4Р-2М ГОСТ 17478-72
АГ-4С ГОСТ 20437-75.
ДСВ-2Р-2М ГОСТ 17478-72

Уплотнение.cdw

Все углы закруглить R=1 3
обратного нагнетания

ВАЛ.cdw

Изношенную поверхность В обточить до
Наплавить на поверхность В слой металла
Полученную поверхность Г обточить до
Обточить наплывы на поверхности Д выдержав
Сталь 40ХН ГОСТ 4543-71

Фильтр.cdw

1. Фильтры снабжены перепускными клапанами перекрывными
устройствамии и индикаторами загрязненности фильтрующих
Фильтрующий элемент должен выдерживать без разрушения
Через перекрывное устройство при давлении до 6 кгссм
допускаются утечки масла более10 капель в минуту.
Через перепускной клапан при перепаде давлений до 5 кгссм
не допускаются утечки масла не более10 см
Поле допуска на метрическую резьбу 7Н - по ГОСТ 16093- 70.
Фильтры должны устанавливаться в вертекальном положении
стакном вниз в месте удобном для обслуживания и наблюдения за
индикатором загрязненности.

Подшипник ст.всасывания.cdw

Технические требования
Обеспечить прилегание поверхностей вкладыша корпуса и крышки
не менее чем на 70% площади.
Вкладыш собрать в корпусе подшипника без зазора в разьеме
после затяжки шпилек поз. 8.
Внутренние необработаные поверхности деталей поз. 3 и 4
окрасить в красный цвет. Группа окраски - М класс - III площадь
Размеры для справок.
В случае не поставки заказчиком дет. поз. 12 22 внутренние
полости глушить деревянными пробками при общей сборке насоса
В резьбовые отверстия пробки ввернуть.
Пробку поз. 26 завинтить до упора при этом выступание торца
не допускается. Пробку устанавливать на краске предварительно
обезжирив ее и резьбовое отверстие.
Поверхность прокладки поз. 25 прилегающую к корпусу поз. 4
пред установкой покрыть краской.
Сталь ШХ15 ГОСТ 801-78