1. Определение кавитационного запаса магистральных насосов.

Нормальная работа центробежного насоса может быть обес­печена при определенных так называемых бескавитационных режимах. Нормальная работа сохраняется только в случае, если давление во всех точках его внутренней полости будет превы­шать давление насыщенных паров перекачиваемой жидкости при данной температуре. Это давление носит название крити­ческого р_кр. Если же давление во внутренней полости насоса будет меньше критического, то тогда возможно образование паров жидкости и наступление так называемой кавитации. При кавитации за счет образования большого числа пузырьков, за­полненных парами жидкости, происходит нарушение сплошно­сти потока. При попадании кавитационных пузырьков в область, где давление жидкости больше критического (например, на поверхность лопаток рабочего колеса), они разрушаются и при этом происходят гидравлические удары в микроскопических зонах. Это приводит к местным разрушениям металла рабоче­го колеса. Возникновение кавитации зависит от многих причин (материала и наличия покрытия на поверхности рабочего ко­леса, режимов перекачки). Наибольшее значение имеет со­блюдение так называемых бескавитационных режимов рабо­ты насоса, при которых давление на входе насоса р_вх должно быть больше критического давления, т. е. давления насыщен­ных паров перекачиваемой жидкости. В паспорте каждого на­соса указывают допустимый кавитационный запас ∆h_кр . Напри­мер, для насоса НМ 10000-210 ∆h_кр =65м (водяного столба) или р_кр =0,65 МПа. Это значит, что бескавитационный режим рабо­ты данного насоса может быть обеспечен только в случае, если давление во входном (всасывающем) патрубке будет не мень­ше 0,65 МПа. Для обеспечения бескавитационных режимов работы магистральных насосов на головных насосных станциях устанавливают специальные подпорные насосы, которые отка­чивают нефть или нефтепродукт из резервуаров и подают ее под нужным давлением на всасывающие патрубки магистраль­ных насосов. На промежуточную насосную станцию нефть или нефтепродукт поступает на всасывающие патрубки от преды­дущей станции под давлением, превышающим допустимый ка­витационный запас. Для обеспечения нормальной бескавитационной работы горизонтальных подпорных насосов их устанавливают на отметке ниже нулевой, т. е. применяют заглубленные подпорные насосные станции. Вместо горизонтальных все более широко применяют вертикальные подпорные насосы, их нормальная бескавитационная работа обеспечивается без заглубления ниже нулевой отметки.

Где - значение допустимого кавитационного запаса, полученного при перекачке воды;- допустимый кавитационный запас центробежных насосов при работе на нефти;- коэффициент кавитационного запаса;- коэффициент, определяемый геометрией рабочего колеса;- термодинамическая поправка, учитывающий влияние термодинамических свойств жидкости;- поправка на влияние вязкости жидкости;- напор, определяемый минимальным давлениемна входе в насос;- минимальное давление на входе;- напор определяемый давлением насыщенных паров.

2.Типовой объем работ при текущем ремонте подпорных насосов.

Для магистральных и подпорных насосов проводятся все операции технического обслуживания, а также: подготовка транспортных средств, подъемных механизмов и приспособлений, инструментов; проверка наличия и состояния запасных частей, мест для укладки узлов и деталей насоса; проверка состояния подшипников, торцевых уплотнений, зубчатой и пластинчатой муфт; смена смазки зубчатой муфты; измерение радиальных зазоров во вкладышах подшипников, натяга крышек радиально-упорного подшипника и подшипника скольжения; разборка, дефектация и сборка торцевых уплотнений; вновь устанавливаемые торцевые уплотнения должны пройти обкатку и испытание на стенде БПО (ЦБПО); проверка герметичности стыков крышки с корпусом основных и горизонтальных подпорных насосов, крышки со стаканом вертикальных подпорных насосов; контроль работоспособности и, при необходимости, ремонт системы обогрева элементов картера вертикальных насосов; проверка центровки и подготовка насосного агрегата к пуску; пуск, измерение и анализ рабочих параметров насосного агрегата под нагрузкой.

Для насосов вспомогательных систем выполняются все операции ТО, а также разборка, промывка деталей и узлов, дефектация и замена изношенных деталей, сборка и монтаж от ремонтированного насоса; проверка центровки, пуск и проверка рабочих параметров.

3. Стратегии то и р оборудования нс

С учетом изложенного для выявления и предупреждения отказов можно выделить следующие стратегии ТОР оборудования НПС: по потребности после отказа; планово-предупредительная в зависимости от наработки; по состоянию.

Стратегия ТОР после отказа состоит в том, что оборудование НПС и их составные части ремонтируют по потребности после возникновения отказа, поломки в случайные моменты времени. Трудоемкость восстановления в этом случае тоже величина случайная. Система обеспечивает почти полное использование ресурса (долговечности), отдельных деталей, так как элементы эксплуатируются до отказа. В то же время показатель безотказности остается низким в связи с отсутствием работ по предотвращению отказов. Кроме того, аварийный ремонт сопровождается большими материальными издержками. Факт отказа при такой стратегии ТОР может привести к серьезным последствиям, влекущим за собой сокращение перекачки, длительный простой оборудования, ухудшению безопасности эксплуатации объекта.

Основу планово-предупредительной системы ТОР составляет плановый предупреждающий отказы ремонт (обслуживание) оборудования, осуществляемый регламентно через заранее назначенные промежутки времени t_м. Если оборудование отказывает в случайный момент t_i, в межремонтном периоде, то проводится внеплановый ремонт длительностью t_B.

Следующий плановый ремонт осуществляется через время t_м или через время t_м + t_i, т.е. данная система ТОР имеет две разновидности: с учетом наработки до отказа в межремонтном периоде и без учета наработки до отказа. В первом случае возникает необходимость постоянной корректировки графиков планово-предупредительного ремонта. По этой системе при планировании технического обслуживания и ремонта оборудования НПС используют так называемые календарный и регламентный методы.

Календарный метод состоит в проведении технического обслуживания в зависимости от срока службы оборудования (узла или элемента), т.е. календарного времени их эксплуатации. Интенсивность использования оборудования при этом не учитывается. Этот метод применяется для оборудования, находящегося в эксплуатации в режиме ожидания (задвижки, вентиляторы, компрессоры и т.п.). Замена и ремонт по календарным срокам без учета использования оборудования ведет к неоправданным материальным и трудовым потерям.

Регламентный метод состоит в проведении технического обслуживания оборудования по достижении определенной наработки при достижении которой происходит выработка ресурса. Организация технического обслуживания остается сравнительно простой, но возможности экономии сил и средств используются неполностью.

Одним из радикальных путей повышения надежности и эффективности использования узлов и деталей оборудования на перспективу, является разработка и внедрение в практику эксплуатации нефтепроводного транспорта метода обслуживания оборудования по техническому состоянию. Сущность метода заключается в проведении непрерывного или периодического контроля и измерения параметров, определяющих техническое состояние деталей, для обеспечения заданного уровня их надежности при эксплуатации и более полного использования индивидуальных ресурсов. При этом элемент подвергается замене только тогда, когда значение прогнозируемого параметра данного элемента (агрегата) приблизилась к предельному уровню. В остальных случаях эксплуатация продолжается до очередной проверки его состояния. При этом значительно сокращаются трудозатраты на обслуживание, сокращается расход дорогостоящих узлов и деталей.

Эта стратегия ремонта наиболее целесообразна для магистральных и подпорных насосных агрегатов, на долю которых приходится 90-96 % всей потребляемой электроэнергии НПС, и отказы которых могут привести к серьезным последствиям. При реализации этой стратегии ТОР периодически проводят проверку состояния насосного агрегата, по результатам которой оценивают его состояние в момент контроля t_ki и прогнозируют его к моменту последующего контроля t_ki+1. На основании анализа текущих прогнозных параметров состояния насосного агрегата в сопоставлении с предельно допустимыми определяют потребность в ремонте его на межпроверочном интервале времени (t_ki, t_ki+1). В этом случае проводят ремонт агрегата по потребности, характеризующейся тем, что срок его заранее не регламентируется, а определяется остаточным ресурсом. Объем ремонта определяют потребностью в замене узлов или деталей, обусловивших предотказовое состояние оборудования. В случае возникновения отказа на периоде (t_ki, t_ki+1) агрегат подвергается восстановительному ремонту.

Стратегия ТОР по состоянию может иметь две разновидности: первая характерна для ремонта по потребности без диагностирования состояния НА, когда отклонение параметра состояния превышает предельно допустимое значение; вторая - для ремонта по потребности с диагностированием состояния (или дефектовкой), когда отклонение фактического значения параметра состояния равно предельно допустимому.

Обслуживание и ремонт по состоянию с контролем параметров предусматривает непрерывный или периодический контроль и измерение параметров, определяющих техническое состояние функциональных систем и изделий. Такими параметрами для насосных агрегатов могут быть вибрация, температура, напор, КПД, кавитационный запас, сила тока и пр. Данная стратегия требует разработки методов и средств диагностирования, обладающих большой информативностью.