Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 [ 91 ] 92 93 94 95 96 97 98 99 100

2 - время работы между первым и вторым отказом; t-n - время работы между п - 1 и л отказом; п - число отказов за время эксплуатации; ii - время безотказной работы до i-ro отказа.

Средняя наработка на отказ характеризует повторяемость отказов» узла (агрегата) при условии, что он восстанавливается (ремонтируется). Поэтому первоначальное число узлов (агрегатов) остается постоянным.

Коэффициент готовности kr представляет вероятность того,, что в произвольно взятый момент времени агрегат (насосная станция), находится в работоспособном состоянии. В установившемся режиме эксплуатации он равен:

для агрегатов

для станции в целом

2 V.

где рсм- средняя продолжительность ремонта.

. С помошью показателей надежности можно решить ряд задач, представляющих практический интерес е точки зрения эксплуатации насосной станции. Так, на рис. 14.2 показано, как по заданному значению вероятности безотказной работы Р (р)зад определяется технический ресурс или срок службы рборудования. В течение времени tr надежность агрегата (станции) будет не менее заданной.

Аналогичным образом можно обосновать необходимые сроки ревизий и ремонтов сооружений и периодичность поступления необходимых запасных деталей и частей. По количественным показателям надежноети можно также сравнивать различные схемы компоновки наоосной станции, решать задачи резервирования, находить оптимальные варианты обслуживания сооружений станций ремонтными бригадами и др.

Оценка надежности работы узлов, агрегатов и эксплуатации насосной станции в целом требует длительного и разностороннего наблюдения за работой оборудования. Персоналу станции необходимо с момента пуска первых агрегатов станции начинать систематическое накопление статистического материала. При этом особое внимание следует обращать на причины дефектов узлов и деталей и причины отказов, на снижение КПД подачи и напора насосов в процессе эксплуатации, на изменение во времени вибрации опорных узлов агрегатов а других параметров, на степень износа отдельных частей оборудования.

На основе этих данных подсчитываются показатели надежности эксплуатации агрегатов и станции в целом, разрабатываются мероприятия по повышению надежности эксплуатации и производится оценка эффективности этих мероприятий.

Требуемая надежность эксплуатации насосных станций систем водоснабжения и канализации может и должна обеспечиваться:

1) в процессе их проектирования:

резервированием насосного оборудования;

использованием агрегатов различной мощности;

наличием независимых источников энергоснабжения и нескольких линий водоводов;

установкой переключающих коллекторов и запорно-предохраниталь-ной арматуры в необходимом числе;

созданием запасных и резервных емкостей;

2) в процессе их строительства:

использованием высококачественных материалов и оборудования; обеспечением требуемого качества работ и тщательного контроля при приемке готовых сооружений;

3) в процессе эксплуатации:

натурными (контрольно-сдаточными) испытаниями вновь вводимого оборудования; объем, своевременность и правильность проведения испытаний позволяют получить действительные параметры агрегатов, выявить наиболее экономичные и спокойные режимы и уточнить эксплуата-анонные характеристики; кроме того, эти испытания позволяют установить те ограничения параметров (по условиям, например, кавитации, вибрации и др.), соблюдение которых продлит срок агрегата;

выполнением правил технической эксплуатации и инструкщ1й поставщиков оборудования; четкое знание их персоналом насосной станции и выполнение всех рекомендаций и предписаний предупреждает повреждения и аварии оборудования;

постоянным контролем за состоянием сооружений и оборудования; это позволяет своевременно выявить начало появления многих дефектов и ненормальностей в работе отдельных узлов и механизмов и предусмотреть мероприятия, обеспечивающие устранение этих дефектов;

организацией ремонтов и качественным их проведеним; от правильной организации и своевременности ремонта или замены отдельных частей, состояние которых уже не отвечает надежной эксплуатации, зависит, сколько еще прор.аботает насосный агрегат до следующего ремонта и с какими параметрами;

реконструкцией узлов сооружений и оборудования, переходом на более надежные схемы, заменой устаревших конструкций;

обучением и подготовкой эксплуатационного персонала, поднимающей технический уровень обслуживающего персонала;

рационализаторской и изобретательской работой на насосной станции,

§ 85. ИЗНОС ОБОРУДОВАНИЯ НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ

Наличие развитых кавитационных явлений в тех или иных элементах проточной части насоса приводит к кавитационному разрушению поверхности его деталей. Интенсивность кавитационной эрозии зависит от формы кавитации, степени ее развития и продолжительности работы насоса в кавитационном режиме. Содержание взвешенных наносов в воде, перекачиваемой насосом, вызывает абразивное разрушение его рабочих органов. Интенсивность этого вида разрушения определяется концентрацией наносов, их гранулометрическим и минералогическим составом, формой частиц, длительностью воздействия взвесенесущего потока на детали насоса и материалом, из которого эти детали изготовлены. При одновременном воздействии кавитации и наносов общий износ насосов, как правило, увеличивается.

Технико-экономические последствия износа насосов вследствие кавитации и истирания взвешенными наносами проявляются двояко. Во-первых, это ухудшение энергетических характеристик насосов (снижение напора и КПД) и связанное с этим увеличение потребляемой электроэнергии. Если при этом принять во внимание, что стомость электроэнергии для насосных станций достигает 90% общих эксплуатационных расходов, то становится понятным, что поддержание высокого КПД оборудования имеет решающее значение для экономичности работы насосных станций. Во-вторых, это значительные затраты труда и материалов на ремонтные работы по устранению последствий износа деталей

проточной части насосов. Общие дополнительные затраты средств получаются столь большими, что приобретают самостоятельное технико-экономическое значение.

Ряд экспериментальных исследований и опыт эксплуатации насосов различных типов позволяет с определенной степенью точности установить наиболее характерные элементы проточной чсти насосов, подверженные кавитационной эрозии, абразивному разрушению и совместному кавитационно-абразивному износу.

Рабочим органом центробежных насосов, подверженным наиболее сильному износу, является лопастное колесо. Турбулентное перемешивание потока, вызываемое конструктивными особенностями колеса, а также содержание в воде нерастворенного воздуха и газов являются причинами возникновения и развития кавитации при давлениях в потоке, превышающих давление паров воды при данной температуре. Развитые кавитационные явления приводят к эрозионным разрушениям элементов колес. Интенсивность этих разрушений резко возрастает при содержании в воде взвешенных наносов.

На рис. 14.4, а показаны разрушения лопастей и наружного диска рабочего колеса центробежного насоса консольного типа, вызванные взаи-Модействием кавитационной эрозии и абразивного воздействия взвешенных частиц. На рис. 14.4, б, в показаны разрушения элементов центробежных насосов с рабочими колесами открытого типа и двустороннего входа.

Отводы центробежных насосов подвержены лишь абразивному износу, при этом максимальная интенсивность износа наблюдается в зоне так называемого расчетного сечения (в местах сопряжения спиральной части и напорного патрубка). Особую группу составляют детали, изнашивающиеся в результате движения взвесенесущей воды из напорной полости в область с меньшим давлением, - уплотнения, сальниковые устройства, подшипники и т. д.

Характерные места износа рабочих органов осевых насосов показаны на рис. 14.5. Наиболее сильному разрушению подвержены внутренние поверхности камер рабочих колес. Вследствие отрыва потока, вызванного несоответствием угла набегания потока и угла установки лопаток, возможно в отдельных случаях усиленное разрушение лопаток выправляющего аппарата.

Рис. 14.4. Карта износа рабочих органов центробежных насосов

/-область кавитационной эрозии,; 2-области абразивного износа; J-области совместного воздейсттБИЯ кавитации и наносов