Вопросы для самоконтроля

1.Системы перекачки нефти, преимущества и недостатки этих систем.

2.Что такое гидравлическая характеристика трубопровода? насоса?

3. Как определяется рабочий режим ЦБН на трубопровод?

4. Как определить рабочий режим ЦБН на изотермический трубопровод?

5. Как определить рабочий режим ЦБН на «горячий» трубопровод?

6. Способы изменения режима работы ЦБН на трубопровод.

7. Как изменяется режим работы ЦБН, если произвести дросселирование в напорном трубопроводе?

8. Как изменяется режим работы ЦБН, если перепустить часть жидкости по обводной линии?

9. Как изменяется режим работы ЦБН, если уменьшить наружный диаметр колеса?

10. Как изменяется режим работы ЦБН, если изменить частоту вращения вала?

11. Как изменяется режим работы ЦБН, если изменить схему соединения насосов?

12. Как выбрать наиболее экономичный способ изменения режима работы ЦБН?

Тема 1.3 Эксплуатация насосов

Студент д о л ж е н:

з н а т ь: порядок подготовки ЦБН к пуску; пуск, остановку и обслужива­ние во время эксплуатации; неисправности насоса и их устранение; испытания насосных установок;

у м е т ь: пользоваться приборами, применяемыми при испытаниях на­сосных установок.

Подготовка насоса к пуску. Пуск насосного агрегата. Уход за насосами в процессе эксплуатации. Остановки насоса. Основные неисправности в работе насоса, их причины, способы устранения.

Испытания насосных установок в эксплуатационных условиях: виды ис­пытаний, обработка экспериментальных данных.

Пути повышения надежности и КПД нефтяных насосов. Особенности об­служивания автоматизированных нефтеперекачивающих агрегатов.

Литература: [2],стр. 179 - 212; [6], стр. 60 - 66; 146 – 154; [14], стр. 99 - 112; 188 - 191.

Методические указания

Подготовка к пуску. Цель наладочных и пусковых работ – проверка качества изготовления и монтажа насоса и двигателя, надежность в работе и соответствие характеристик их паспортным данным и техническим условиям заводов – изготовителей. До пуска насосного агрегата прежде всего необходимо очистить площадку вокруг него от мусора и посторонних предметов.

После монтажа всего оборудования магистральных и подпорных насосных агрегатов необходимо проверить:

правильность сборки всех узлов насоса;

надежность закрепления всех наружных шпилек и болтов гайками;

наличие и сохранность всех контрольных штифтов;

чистоту рабочих поверхностей и масляных полостей подшипников;

наличие кожухов ограждения на полумуфтах;

состояние электрооборудования;

подключение к электродвигателю системы продувки чистым воздухом под избыточным давлением;

состояние необходимых измерительных приборов;

наличие масла в подшипниках и маслосистеме по указателям уровня масла, а также положение и состояние смазочных колец;

правильность работы задвижек при открывании и закрывании их;

плавность и легкость поворота ротора насоса;

исправность действия дистанционных приводов и наличие на них указателей вращения;

наличие напора воды в трубопроводах для охлаждения подшипников, сальников и маслоохладителей;

наличие монтажных формуляров и актов, а также анализа и заключения лаборатории о соответствии заливаемого масла действующим ГОСТам.

Подготовка к пуску насосных агрегатов должна производиться согласно требованиям заводских инструкций по монтажу и эксплуатации насосов соответствующих марок.

Опробование на холостом ходу. До опробования работы насосных агрегатов на холостом ходу необходимо отдельно опробовать двигатель (при разъединенных полумуфтах) с целью проверки направления его вращения, вибрации и температуры подшипников, после чего двигатель соединяют с насосом. Двигатель или насосный агрегат должен работать на холостом ходу до установления нормальной температуры подшипников, сальников (или торцовых уплотнений).

Нормальная работа насосного агрегата на холостом ходу характеризуется отсутствием вибрации корпусов насоса и двигателя, роторов, подшипников, а также отсутствием заеданий и задеваний или ударов в движущихся частях, чрезмерного нагрева подшипников, утечки перекачиваемой жидкости через сальники и масла из подшипников и масляной системы.

Нормальная температура металла и масла подшипников не должна превышать температуры окружающей среды более чем на 35 - 40ºС.

Величина вибрации подшипников насоса и двигателя при нормальной скорости вращения агрегата на всех режимах работы (от холостого хода до номинальной нагрузки) не должна превышать указанной в таблице 2.

Пуск в работу насосного агрегата следует производить в следующем порядке.

1. Закрыть кран мановакуумметра.

2. Открыть краны для подачи воды к маслоохладителям и сальникам насоса, а сальники с мягкой с мягкой набивкой подтянуть так, чтобы из них слегка капала уплотнительная жидкость.

Таблица 2 – Величины допускаемой вибрации подшипников насоса и

двигателя

Скорость вращения, об/мин	Вибрация, мм
375 - 750	0,12
1000	0,10
1500	0,08
3000	0,06

3. Закрыть задвижку на напорной линии и открыть задвижку на байпасе.

4. Заполнить насос перекачиваемым нефтепродуктом или нефтью. Насосы, работающие с подпором, заполняют при открытии задвижки на всасывании, а насосы, со всасыванием – при помощи вакуумнасоса при открытой задвижке на всасывании.

5. После заполнения насоса включить электродвигатель. Пуск насоса без жидкости и длительная работа при закрытой задвижке на нагнетании не допускаются.

6. Когда скорость вращения агрегата достигнет нормальной и манометр на напорном патрубке будет показывать соответствующее давление, следует открыть напорную задвижку и кран мановакуумметра. Напорную задвижку надо открывать понемногу с учетом пропуска минимально необходимого расхода жидкости, исключающего нагрев корпуса насоса. При открытии напорной задвижки необходимо внимательно следить за показанием амперметра. В случае перегрузки двигателя насосный агрегат нужно немедленно остановить для выявления причин перегрузки.

При остановке насосного агрегата следует прикрыть задвижку на напорной линии, выключить двигатель, закрыть кран мановакуумметра и закрыть задвижки на напорной линии после остановки агрегата.

В остальном пуск, уход за насосным агрегатом во время работы и остановка его должны проводиться в соответствии с инструкциями по эксплуатации насосов.

По окончании проверки работы насосного агрегата на холостом ходу его следует остановить и проверить состояние основных болтовых соединений, приработку вкладышей сальников и соединительной муфты.

Опробование под нагрузкой. После окончания проверки насосного агрегата на холостом ходу проводится его испытание под нагрузкой.

Для этого равномерным открытием задвижки на напорном трубопроводе насос нагружают до рабочего режима, при котором показания амперметра двигателя и манометра на напорном патрубке насоса будут соответствовать давлению и мощности, указанным в паспорте насоса.

При работе агрегата под нагрузкой необходимо обращать внимание на то, чтобы не было вибрации фундамента, подшипников и деталей агрегата, стука, шума и заеданий, нагрева подшипников, сальников, корпусов насоса и двигателя.

После того как работа насосного агрегата под нагрузкой установится и отклонения от нормальной работы наблюдаться не будут, следует приступить к сдаче (приемке) агрегата в эксплуатацию. При этом проверяют работу насосного агрегата на разных режимах: холостом при закрытой задвижке на напорном трубопроводе (работа агрегата на таком режиме должна быть кратковременной только для фиксирования давления, развиваемого насосами, и потребляемой мощности), рабочем и максимально возможном, характеризующемся срывом давления или перегрузкой двигателя. На каждом режиме записывают показания манометров (на напорном и входном патрубках), амперметра и вольтметра, а также скорости вращения агрегата и температуры подшипников. Кроме того, наблюдают за состоянием агрегата в целом.

Уход и эксплуатация. В процессе эксплуатации требуется периодически осматривать и наблюдать за работой насосных агрегатов.

Включение центробежного насоса в работу производится при закрытой напорной задвижке, т.к. в этом случае насос потребляет минимальную мощность. Это особенно важно при запуске короткозамкнутых электродвигателей, потребляющую в 5 – 6 раз большую мощность из сети в момент пуска. Затем при достижении необходимого числа оборотов, а также требуемого напора постепенно открывают задвижку на напорном трубопроводе и отключают байпас (если он имеется).

Во время работы необходимо систематически проверять нагрев подшипников и сальников насоса, а также давление по манометрам, и следить за приборами, показывающими поступление масла и воды для охлаждения.

Система охлаждения должна обеспечивать температуру подшипников, не превышающую 60ºС.

Необходимо проверять, чтобы уровень жидкости отвечал требуемой высоте всасывания или подпора насоса.

На напорном трубопроводе между задвижкой и насосом устанавливают обратный клапан.

При закрытой задвижке на напорной линии, а также при работе насоса на малых подачах (вследствие низкого к.п.д.) нагревается перекачиваемая жидкость. Поэтому для предотвращения нагрева и испарения жидкости в многоступенчатых насосах рекомендуется устанавливать байпас.

При помощи байпаса можно перевести жидкость из насоса обратно в емкость. Подключить байпас можно вручную или автоматически.

Во избежание вибрации и заеданий насоса байпас должен быть подключен в момент пуска насоса (при закрытой задвижке), а также при его работе при уменьшенных подачах.

При остановке насоса следует медленно закрыть задвижку на напорном трубопроводе и выключить двигатель. По истечении времени, необходимого для охлаждения насоса, надо закрыть все вентили, подводящие воду и масло для охлаждения, и краны у манометров. В случае остановки насоса на длительное время во избежание коррозии рабочие колеса, уплотняющие кольца, защитные гильзы вала, втулки и все обтекаемые жидкостью детали следует смазать, а сальниковую набивку вынуть.

Особое внимание уделяется монтажу и уходу сальников и подшипников.

В случае нагрева сальника следует несколько раз включить насос, пока не просочится масло через набивку. Если оно не появляется, это значит, что сальник слишком туго набит и его следует ослабить.

Нагрев подшипников, прекращение поступления смазки, вибрация или не нормальный шум свидетельствуют о неполадках в насосе, и последний должен быть немедленно остановлен для осмотра и устранения этих неполадок.

Особое внимание необходимо обращать на сорт и качество смазки, которая рекомендована для подшипников. В смазке не должно быть воды или механических примесей.

Нельзя применять смазку с графитом, а также не допускается обилие смазки для шарикоподшипников, т.к. это приводит к их быстрому нагреву Промывать шарикоподшипники следует керосином.

В отношении ухода за насосным агрегатом рекомендуется выполнять все требования заводов – изготовителей насосов, которые приведены в инструкции по уходу и эксплуатации.

Современная промышленность развивается на базе новой техники с максимальным применением механизации рабочих процессов.

Автоматизация является высшей ступенью механизации.

Автоматические насосные станции обладают многими преимуществами:

1) работа их бесперебойна, четка и надежна благодаря тому, что автоматическая аппаратура быстро реагирует на изменение в режиме работы станций;

2) сокращаются эксплуатационные расходы за счет уменьшения числа обслуживающего персонала, уменьшения расходов по отоплению и освещению помещений;

3) снижается строительная стоимость, так как оборудование концентрируется в пределах меньшей площади машинного зала, и отпадает необходимость устраивать бытовые и вспомогательные помещения;

4) увеличивается срок службы оборудования и приборов благодаря тому, что при возникновении неполадок и ненормальностей в работе агрегатов последние своевременно выключаются;

5) дистанционное управление несколькими автоматизированными насосными станциями дает возможность сосредоточить управление в одном пункте, что делает систему более гибкой и надежной.

Насосные станции могут быть полностью автоматизированные и полуавтоматические или с дистанционным управлением. На станциях, полностью автоматизированных, все процессы управления: пуск в действие, работа, остановка, переключение работы с одного агрегата на другой, защита агрегатов и др. – производятся без участия человека. Роль обслуживающего персонала при этом ограничивается периодическим наблюдением за работой станции и поддержанием агрегатов и приборов в исправном состоянии.

На станциях полуавтоматических или с дистанционным управлением отдельные процессы пуска, остановки и изменения режима работы производятся на расстоянии с диспетчерского пункта, все же остальные процессы производятся автоматически.

Насосные агрегаты испытывают с целью проверки их действительного состояния, определения дефектов и устранения недостатков. Во время испытаний производят наладку установки, определяют ее параметры, работоспособность, эффект от произведенных конструктивных изменений, выявляют качество ремонта.

По назначению различают обкаточные, доводочно – наладочные, предварительные, основные и специальные испытания.

Обкаточные испытания установки производят, чтобы подготовить оборудование и трубопроводы после монтажа или ремонта к пуску, запустить и обкатать установку, проверить герметичность масляной, воздушной, водяной и технологической систем трубопроводов, качество сборки и монтажа привода.

Доводочно – наладочные испытания позволяют выявить и устранить дефекты в работе установки. Результаты испытаний используют для приведения установки в соответствие с требованиями технических условий.

Предварительные испытания проводят для проверки установки и приборов, выявления и устранения дефектов.

Основные испытания дают возможность определить действительные значения основных показателей установки на всех режимах, т.е. оценить ее эксплуатационные качества. Определению подлежат: подача, напор, мощность, давление, к.п.д., температура, количество прокачиваемого масла и охлаждающей жидкости. В результате обработки данных испытаний получают рабочие, универсальные, кавитационные и пусковые характеристики насоса, а также вспомогательного оборудования. По результатам испытаний намечают наиболее рациональные методы эксплуатации установки, разрабатывают карты режимов работы с указанием оптимальных параметров.

Специальные испытания выполняют для экспериментальной проверки теоретических положений, выявления возможности повышения технико – экономических показателей, оценки устойчивости работы насоса на отдельных режимах и др.

Длительные испытания в эксплуатационных условиях позволяют определить надежность и долговечность насоса и всей установки в целом.

Испытания после ремонта выполняют с целью проверки качества ремонта и характеристики установки.

Первоначальная стадия испытаний – составление программы, определяющей объем и характер выполняемых работ. Программа состоит из следующих разделов:

общие сведения – указываются тип насосной установки, кем она спроектирована и изготовлена;

объекты испытаний – приводятся перечень основного и вспомогательного оборудования и его характеристики; эти данные необходимы для сравнения с результатами испытаний;

цель испытаний – указывается назначение испытаний: определение основных показателей, выявление износа деталей, проверка средств автоматики и др.;

место испытаний и исполнители – указывается, где будет испытываться установка, исполнители и состав комиссии;

общие условия – отмечается, что после заводского монтажа и предъявления акта комиссии никакие доводочные работы на могут производиться без разрешения комиссии; завод – изготовитель вместе с монтажной организацией предъявляет комиссии документацию: технические условия на поставку, задания на проектирование, инструкцию по монтажу, ответ по заводским и доводочным испытаниям, комплект технической документации, акты на ревизию и монтаж агрегата;

порядок проведения испытаний – устанавливается число этапов испытаний; обычно на первом этапе планируется подготовка к испытаниям, проведение обкаточных, предварительных и основных испытаний; на последующих этапах предусматривается проведение исследовательских работ, определение надежности работы агрегата;

измерительные приборы и методы – указываются необходимые приборы и приводится методика испытаний;

оформление – указывается, кем составляется и утверждается отчет.

В конце программы отмечается, кто составил, с кем согласована и кем утверждена программа.

Программа испытаний насосного агрегата после ремонта обычно состоит их двух разделов. В первом разделе приводятся перечень оборудования, подлежащего испытаниям, данные о выполнении ремонта, состав комиссии и сроки испытаний; во втором – порядок и режим проведения испытаний.

В испытания включают снятие показателей работы насоса на номинальном и двух – трех промежуточных режимах. Если при ремонте заменяли рабочее колесо, снимают нормальную и кавитационную характеристики полностью.

В заключение составляют акт, в котором указывают выполненные работы и полученные результаты. Акт является основанием для принятия насоса в эксплуатацию.

Вопросы для самоконтроля

1. Порядок подготовки ЦБН к пуску

2. Пуск насосного агрегата

3.Уход за насосами в процессе эксплуатации.

Остановка насосного агрегата

4. Если насос не создает необходимых напора и подачи, каковы вероятные причины возникновения этого и способы устранения

5. Если у насоса повышенное потребление энергии при его пуске, каковы вероятные причины этого и способы устранения

6. Если происходит уменьшение подачи насоса в процессе его работы, каковы причины и как это устранить?

7. Напор насоса в процессе его эксплуатации уменьшается. Каковы вероятные причины и как их устранить?

8. Повышение температуры подшипников. Каковы причины и способы их устранения

9. Перегрузка двигателя. Каковы причины и способы их устранения

10. Вибрация и шум в насосе. Каковы причины и способы их устранение

11. Пути повышения надежности и КПД нефтяных насосов

12. Особенности обслуживания автоматизированных насосных агрегатов

13. Виды испытаний насосных установок в эксплуатационных условиях.

14. Программа испытаний

15. Обработка экспериментальных данных.