6.5 Оценка работоспособности насоса по коэффициенту полезного действия, напору и кавитационному запасу

6.5.1 Оценка работоспособности магистральных и подпорных насосов по эксплуатационным параметрам основывается на сравнении паспортных и базовых характеристик (параметров) напора, КПД, допускаемого кавитационного запаса с фактическими эксплуатационными.

Определение напора и КПД насосного агрегата, в соответствии с РД 39-0147103-342-89 [10], производится после монтажа нового насоса, среднего и капитального ремонтов. При отклонении в сторону уменьшения напора на величину более 4 %, КПД насоса более 3 % от паспортных значений проводится разборка насоса и обследуется проточная часть корпуса и рабочего колеса. При этом выявляются следующие дефекты: зауженное горло; отклонения размеров и площади спирального отвода от величин, указанных в конструкторской документации; дефект «языка»; большая шероховатость проточной части насоса и поверхностей рабочего колеса; несоответствие размеров рабочего колеса конструктивным параметрам; несимметричное расположение колеса относительно спирального отвода; большой зазор между ободом колеса и уплотнительным кольцом или несимметричность зазора по окружности; наличие зазора между уплотнительным кольцом и корпусом насоса. Также проверяется герметичность обратного затвора в обвязке насоса.

Изменение характеристик насосного агрегата вызываются причинами, указанными в таблице 6.5.

Таблица 6.5 - Причины изменения характеристик КПД и напора насосов по подаче

Описание деформаций характеристик	Возможные причины
1	2
Напор и КПД ниже, мощность без изменения	Грубая, некачественно обработанная поверхность межлопаточных каналов рабочего колеса и увеличенная шероховатость проточной части корпуса насоса
	Колесо установлено несимметрично относительно оси улитки (спирального отвода) насоса. Работа насоса в предкавитационном режиме
Напор и мощность ниже, КПД без изменений	Уменьшенный наружный диаметр рабочего колеса. Несоответствие чертежу отливки рабочего колеса
Напор и КПД ниже, мощность выше	Чрезмерные перетоки через уплотнения рабочего колеса вследствие большого зазора в щелевом уплотнении.
	Неравномерный по окружности зазор в щелевом уплотнении рабочего колеса. Негерметичен обратный клапан
Напор и мощность выше, КПД без изменений	Увеличенный наружный диаметр рабочего колеса
Напорная характеристика более пологая, величина максимального КПД смещена в сторону больших подач	Увеличенная площадь спирального отвода
Напорная характеристика более крутая, величина максимального КПД смещена в сторону меньших подач	Площади спирального отвода уменьшены по сравнению с расчетными
Допускаемый кавитационный запас выше паспортного	Износ входных кромок лопаток рабочего колеса. Чрезмерный износ щелевых уплотнений рабочего колеса

По результатам обследования насос подлежит доводке с последующим повторным определением указанных характеристик и сравнением их с паспортными.

Полученные значения напора и КПД используются как базовые при дальнейшей оценке технического состояния насоса.

6.5.2 Насосные агрегаты необходимо выводить в ремонт при снижении напора насоса относительно базовых значений на 5-6 % и более для магистральных и подпорных насосов горизонтального исполнения и на 7 % - для вертикальных подпорных насосов. Величина возможного снижения КПД относительно базового значения может уточняться для конкретного типоразмера насоса на основании экономической оценки, выполненной при сравнении стоимости ремонта, при котором обеспечивается восстановление первоначального КПД, и затрат, вызванных перерасходом электроэнергии из-за снижения КПД насоса. Для насосов типа НМ эта величина составляет 2-4 % в зависимости от типоразмера (НМ 500-300, НМ 710-280 - 4 %; НМ 1250-260 - 3,5 %; НМ 2500-230 - 3 %; НМ 3600-230, НМ 5000-210, НМ 7000-210, НМ 10000-210 и подпорные горизонтальные насосы - 2 %; подпорные вертикальные насосы - 3,5 %).

6.5.3 Оценка работоспособности насоса по параметрическим критериям осуществляется как на основе данных, полученных по АСУ ТП, так и на основе контрольных испытаний с применением временно устанавливаемых образцовых средств измерения. Измеряемые параметры и средства измерения:

- напор определяется по давлению на входе и выходе насосного агрегата и плотности нефти. Давление замеряется штатными первичными преобразователями давления АСУ ТП или манометрами МТИ класса точности не более 1,0, дифференциальными датчиками давления;

- подача определяется по узлу учета, по изменению объемов в резервуарах или переносными (накладными) ультразвуковыми расходомерами;

- мощность, потребляемая насосом, определяется штатными первичными преобразователями мощности или переносными комплектами типа К-506 класса точности 0,5 с последующим учетом КПД электродвигателя. Для грубой оценки допускается определять мощность по счетчику потребляемой электроэнергии или вольтметру, амперметру и cos j;

- частота вращения ротора замеряется датчиком частоты вращения или переносным строботахометром класса точности 0,5;

- плотность, вязкость и давление насыщенных паров перекачиваемой нефти определяются в лаборатории.

Измерения параметров проводятся только при стационарном (установившемся) режиме перекачки и отсутствии перетока нефти через обратный клапан.

Контроль стационарности режима осуществляется по подаче (при возможности непосредственного измерения) или по давлению на входе и выходе НА. Колебания контролируемого параметра не должны превышать ±3 % от среднего значения в течение не менее 1 часа.

Из расчетов должны быть исключены значения текущих параметров, измеренные:

- в первые 72 часа после монтажа или ремонта насоса;

- при запуске или остановке контролируемого насосного агрегата или соседних с ним агрегатов НПС;

- при переключении измерительных линий на узлах учета нефти.

Для насосов типа НМ 1250 - НМ 10000 с постоянной частотой вращения ротора влияние вязкости перекачиваемой нефти на напорную характеристику необходимо учитывать при вязкости более 1,0×10^-4 м²/с для насосов с подачей 1250-2500 м³/ч, при вязкости более 2,0×10^-4 м²/с - для насосов с подачей выше 3600 м³/ч. Влияние вязкости на энергетическую характеристику (h-Q) необходимо учитывать при вязкости более 0,6×10^-4 м²/с. Для насосов НМ 360 - НМ 710 влияние вязкости на напорную характеристику необходимо учитывать при вязкости более 0,7×10^-4 м²/с, на КПД при вязкости более 0,4×10^-4 м²/с.

Оценку текущих эксплуатационных параметров (напора, КПД) необходимо выполнять по среднеарифметическому значению не менее 3-х замеров.

Для построения любой характеристики необходимо обработать не менее 5-ти точек (режимов), чтобы полностью охватить интервал работы данного насосного агрегата.

Оценка текущих параметров и построение характеристик насосных агрегатов выполняется по РД 39-0147103-342-89 [10].

6.5.4 Определение и оценка допускаемого кавитационного запаса выполняются при снятии базовых характеристик и обязательны при:

- использовании рабочих колес в исполнении, не предусмотренном технической документацией;

- установке на входе в рабочее колесо предвключенных шнеков;

- модернизации насоса, приведшей к изменению площади проточной части насоса, конструкции рабочего колеса;

- изменении частоты вращения ротора насоса;

- уменьшения длины валов подпорных насосов типа НПВ.

Работы по определению и оценке кавитационного запаса проводятся в соответствии с ГОСТ 6134 и утвержденной главным инженером ОАО МН программой и методикой для конкретной НПС.

Полученная величина допускаемого кавитационного запаса используется при определении уставок по минимальному давлению на входе в насос, согласно приложению Ц.