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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155

здаваемое насосом при смещенных лопатках рабочего колеса, уменьшилось на 0,18 МПа.

Снижение КПД с ростом наработки связано с увеличением зазоров в щелевых уплотнениях рабочего колеса. Но до сих пор нет единого мнения о причинах возникновения, характере и темпе износа уплотнений рабочих колес магистральных насосов и методов его уменьшения. Так одни считают, что основной причиной износа уплотнений рабочих колес является наличие механических примесей в нефти, а характер износа -абразивный. В качестве методов уменьшения скорости износа уплотнительных колец предлагается несколько методов поверхностного упрочнения.

Ряд промышленных исследований насосом НМ 10 000-210 подтверждает ранее сделанный вывод, что основной характер износа - задир металла обода колеса насоса при касании с чугунными уплотнительными кольцами. При этом отсутствует заметный абразивный и эрозионный износ уплотнительных поверхностей. Износ имеет несимметричный характер по окружности. Главными причинами задирного износа являются:

динамический прогиб вала при частоте вращения выше критической;

несимметричность радиальных сил в колесе с двухсторонним отводом;

некачественная центровка рабочего колеса относительно уплотнительных колец;

несоосность осей вращения ротора с осью установки уплот-нительного кольца рабочего колеса;

деформация уплотнительного кольца в результате усилий, возникающих при монтаже крышки насоса на основание;

эллипсность кольца, получаемая при его изготовлении.

На основании анализа можно прийти к выводу, что упрочнение рабочих поверхностей уплотнительных колец не даст желаемого эффекта, а может привести к повышению износа уплотнительных поверхностей (шеек) рабочего колеса и повышенной вибрации.

Для проведения исследований изменения протечек нефти через уплотнительные узлы рабочего колеса и определения динамики износа уплотнительных узлов были проведены экспериментальные работы.

В крышке насоса выполнены два канала. Один канал предназначен для отбора давления в нагнетательной полости насоса в месте входа нефти в щелевое уплотнение рабочего колеса, второй канал - для отбора давления во всасывающей полости на выходе из уплотнения.

По изменению перепада давления Арук между нагнетательной и всасывающей полостями при работе насоса на одних и тех же режимах перекачки оценивалась динамика износа уплотнения колеса в процессе эксплуатации.

Анализ параметров, полученных в процессе испытаний, показал, что перепад давления Арук в уплотнении рабочего колеса и коэффициент давления Кук, равный отношению перепада давления к давлению выхода (нагнетания), величины непостоянные. С увеличением наработки значения перепада давления и коэффициента давления возрастают наиболее интенсивно в первые 250-300 ч эксплуатации. Кроме того, величины Арук и Кук зависят от режима работы насоса.

Полученные зависимости показывают, что с увеличением подачи Q насоса перепад Арук и коэффициент Кук уменьшаются. Так при изменении подачи Q от 11 600 до 13 100 м3/ч перепад Арук в уплотнении рабочего колеса и коэффициент Кук давления уменьшаются соответственно от 1,2 до 0,95 МПа и от 0,596 до 0,530.

Анализ эксплуатационных данных показывает, что часто при работе насосных агрегатов первыми по потоку их напор и КПД ниже, чем при работе второй или третьей ступенью. Так, насосные агрегаты № 2 и № 3 на НПС могут работать первыми и вторыми по потоку (№ 3 может работать и третьей ступенью). Эксперименты на НПС показали, что при работе насосов первым по потоку КПД насоса, как правило, на 12 % меньше величины КПД этого же насоса, если он работает вторым по потоку (при одинаковых подаче и времени наработки).

Причину снижения КПД первого по потоку насоса можно объяснить работой насоса в режиме частичной кавитации.

Таким образом, основная масса насосов, поставляемая на НПС, может иметь геометрические отклонения при изготовлении и сборке насоса от чертежей. Проточная часть может иметь также более высокую шероховатость.

Практически трудно, а иногда и невозможно устранить значительные шероховатости, другие дефекты, связанные с некачественным литьем корпуса насоса. Это относится ко всем магистральным и подпорным насосам.

Литье корпуса и крышки этих насосов, поставляемые для сборки на завод, имеют существенные шероховатости, превышающие допустимые.

Необходимо отметить, что хотя и проводится обработка полостей с целью уменьшения шероховатостей, но при изготовлении насоса не оценивается степень отклонения эквивалент-

ной абсолютной шероховатости от допустимой, устанавливаемой техническими условиями.

Оценка шероховатости при сборке делается визуально, приближенно, путем осмотра доступных внутренних полостей насоса.

Рассмотрим некоторые наиболее часто встречающиеся на практике отклонения геометрических размеров насоса при сборке от проектных:

смещение рабочего колеса относительно корпуса насоса в результате некачественного литья корпуса или сборки насоса;

несоответствие сопрягаемых размеров крышки и корпуса насоса;

некачественное изготовление при литье языка насоса и обработка его до размеров по техническим условиям; наиболее часто встречаются случаи, когда язык укороченный или имеет толщину, значительно превышающую допустимую, или язык оканчивается плоским, незакругленным до радиуса 10+12,5 мм (согласно техническим условиям);

наличие в корпусе насоса типа НМ 1 0 000-21 0 выступа величиной 45 мм, который предусматривается с целью снятия напряженного состояния при литье; этот выступ создает в проточной части насоса дополнительное сопротивление, увеличивает гидравлические потери, создает условия для локальной кавитации в насосе, снижает энергетические показатели насоса;

различие геометрических размеров спирального отвода по сечению при некачественном литье; это приводит к уменьшению сечения и увеличению гидравлических потерь в насосе.

Рассмотренные отклонения геометрических размеров и форм проточной части насоса, как правило, увеличивают гидравлические потери в насосе, снижают его КПД.

Многочисленные эксперименты различных авторов показали, что уменьшение шероховатости проточной части насосов на два-три класса дает увеличение КПД до 2...4 %.

Длина и форма, качественная обработка, скругление языка имеют большое значение для насосов с коэффициентом быстроходности большим двухсот пятидесяти. Экспериментально отмечено снижение КПД на 2...3 % при уменьшении длины языка против нормального. Следует также отметить, что со временем эксплуатации отмеченные геометрические отклонения могут изменяться.

Количественная оценка влияния на КПД технологических отклонений в изготовлении магистральных насосов применительно к условиям их эксплуатации пока изучена слабо. Мож-