1.4 Вспомогательные системы нпс.

Для обеспечения нормальной эксплуатации магист­ральных насосов с заданными параметрами на НПС «Варгаши» используются следующие вспомогательные системы:

• разгрузки и охлаждения торцовых уплотнений;

• смазки насосных агрегатов;

• охлаждения насосных агрегатов;

• сбора утечек.

Система разгрузки и охлаждения торцовых уплот­нений. В секционных насосах типа НМ с рабочими коле­сами одностороннего входа жидкости возникает нескомпенсированное осевое усилие Р₀ (рисунок ниже).

Для его компенсации используется гидравлическая пята. Она устанавливается в насосе после последнего рабочего колеса. Основной деталью гидравлической пяты является диск, закрепленный на валу. Между ним и подпятником, неподвижно закрепленным на корпусе, имеется щелевое отверстие. Аналогичное щелевое от­верстие а имеется между деталями.

Принципиальная схема системы разгрузки торцовых уплотнений

1 - диск гидропяты; 2 - подпятник; 3 - корпус насо­са; 4 - деталь, закрепленная на корпусе; 5 - деталь, вра­щающаяся вместе с валом; 6 - рабочее колесо; 7 - вал; 8 - резиновое кольцо

Система работает следующим образом. Жидкость, выходящая из рабочего колеса, последовательно прохо­дит щели, теряя при этом значительную часть энер­гии на трение и местные сопротивления. За счет этого возникает разность давлений на диск гидропяты, ре­зультатом чего является сила Р, направленная в сторо­ну, противоположную силе Р₀.

При изменении величины осевого усилия его уравно­вешивание в гидравлической пяте происходит за счет изменения величины зазора, т.е. автоматически.

Жидкость, прошедшая через щели, отводится снова на вход в рабочее колесо.

Другой проблемой эксплуатации торцовых уплотне­ний является большое количество тепла, выделяющего­ся в парах трения. Это приводит к возникновению в них температурных напряжений и деформаций, что, в свою очередь, может стать причиной выхода уплотне­ния из строя. Чтобы этого не произошло, прибегают к охлаждению торцовых уплотнений, используя перека­чиваемую жидкость. При этом ее подают к уплотнению либо из области нагнетания насоса, либо из области вса­сывания.

Из области нагнетания перекачиваемая жидкость по трубопроводу поступает в камеру торцового уплотне­ния, где охлаждает торцовое уплотнение. После этого она через щелевое уплотнение поступает на всасывание рабочего колеса. Регулирование расхода охлаждающей жидкости осуществляется вентилем.

В системе охлаждения второго типа перекачиваемая жидкость отбирается из всасывающего патрубка, где дав­ление больше, чем на входе в рабочее колесо. Далее по трубопроводу, снабженному обратным клапаном, она поступает в камеру торцового уплотнения, где охлажда­ет его. После этого перекачиваемая жидкость поступает на всасывание рабочего колеса.

Система охлаждения второго типа предпочтительнее, поскольку ее работа не приводит к снижению объемного КПД магистрального насоса. Однако давление в его всасы­вающей линии существенно ниже, чем в

Схема системы охлаждения насоса первого типа.

1 - щелевое уплотнение; 2 - камера торцового уплотнения; 3 - торцовое уплотнение; 4 - трубопровод; 5 – вентиль

нагнетательной. Поэтому для обеспечения стабильности расхода циркули­рующей жидкости через камеру торцового уплотнения ис­пользуется импеллерное устройство. Оно представляет со­бой винт (винтовой насос), который устанавливается на вал магистрального насоса вместо разделительной втулки. Вса­сывающая сторона импеллерного устройства обращена к ка­мере торцового уплотнения, что позволяет отводить и теп­ло, выделяющееся при работе самого импеллера.

Зазор между винтом и корпусом насоса остается та­ким же, как в обычных щелевых уплотнениях. Прямо­угольная винтовая нарезка глубиной 3-5 мм с шириной выступов не менее 3 мм выполняется под углом 10-17°. Число заходов составляет от 5 до 15. Расход циркуляции доходит до 1,5-2 м³/ч.

Система смазки насосных агрегатов. Смазка подшип­ников насосов и электродвигателей на НПС «Варгаши» осуществляется цент­рализованно. Предназначенная для этого система (рисунок ниже) состоит из рабочего и резервного маслобаков М-1, М-2, ак­кумулирующего маслобака ЕА, рабочего ШН-1 и резервно­го ШН-2 шестеренных насосов, фильтров для очистки мас­ла Ф-1 - Ф-3, аппаратов воздушного охлаждения масла АВОМ-1 - АВОМ-3, а также системы трубопроводов, связы­вающих перечисленное оборудование с насосами НМ-1 - НМ-4 и электродвигателями ЭД-1 - ЭД-2.

Работает система смазки следующим образом. Масло из основного маслобака М-1 забирается шестеренным насосом ШН-1 и прокачивается через фильтры Ф-1 - Ф-3. Поскольку одновременно со смазкой трущихся поверх­ностей производится и их охлаждение, далее масло ох­лаждается в аппаратах воздушного охлаждения АВОМ, откуда частично поступает в аккумулирующий бак ЕА, а частично подводится к подшипникам насосов и элект­родвигателей. Бак ЕА, расположенный выше уровня оси насосных агрегатов, предназначен для подачи масла к подшипникам самотеком в период, когда электроснаб­жение НПС прекращено, роторы насосов и электродви­гателей еще продолжают вращаться.

Остальное оборудование системы смазки (кроме АВОМ) располагается в приямке на отметке заглубления около 2,2 м относительно пола насосной. Маслопроводы монти­руются с уклоном в сторону маслобаков для обеспечения их самотечного опорожнения.

Возле насосной устанавливаются две подземные ем­кости объемом 5 м³ для масла: чистого и отработанного. Обвязка шестеренного насоса ШН-3 позволяет закачи­вать чистое масло в маслобаки М-1, М-2 и откачивать загрязненное масло в автоцистерну.

В системе смазки используются турбинные масла ма­рок Т–22, Т–22л, Т–30

Температура подшипников насосного агрегата не дол­жна превышать 60 °С. Поэтому температура масла после их прохождения не должна быть выше 55 °С, что требует поддержания температуры масла в коллекторе перед по­ступлением в подшипники не более 35 °С.

Схема системы смазки насосных агрегатов

ШН - насос шестерный; М - маслобак; АВОМ - аппарат воздушного охлаждения масла; Ф - фильтр; ЭД - электродвигатель; НМ - насос магистральный; ЕА - аккумулирующий бак

Система охлаждения насосных агрегатов. Система оборотного водоснабжения насосных агрегатов предназначена для обеспечения охлаждения: а) подшип­ников основных насосов; б) подшипников промежу­точного вала; в) подшипников и воздухоохладителя электродвигателя; г) масла в маслоохладителе (если не применяется АВОМ).

Система функционирует следующим образом. Из гра­дирни вода насосами подается в нагнетательную ли­нию, из которой распределяется между узлами, требу­ющими охлаждения. Отработавшая (нагретая) вода по при­емной линии поступает в градирню для охлаждения.

Данная система будет рассмотрена более подробно в следующем пунке курсового проэкта.

Система сбора утечек. Для уменьшения износа пар трения торцовых уплотнений через них допускается утеч­ка перекачиваемой жидкости с очень малым расходом. Относительно большая утечка (до 40 м³/ч с одного насос­ного агрегата) происходит через линии разгрузки торцо­вых уплотнений. Значительных размеров достигает ава­рийная утечка, связанная с внезапным раскрытием пар трения.

Система работает следующим образом. Утечки пере­качиваемой жидкости от торцовых уплотнений насосов по коллектору самотеком поступают в емкость. При ее наполнении автоматически включается погружной насос, который откачивает собранную жидкость в кол­лектор.

Помимо приема утечек от магистральных насосов емкость служит для дренажа в нее перекачиваемой жидкости из фильтров-грязеуловителей, из камер при­ема и пуска СОД, из регуляторов давления и других объек­тов НПС.

Принципиальная схема системы сбора утечек

1 - всасывающий коллектор; 2 - насос магистральный; 3 - коллектор сбора утечек; 4, 8 - задвижки; 5 - емкость сбора утечек; 6 - погружной насос; 7 - обратный клапан

[Лит.1 стр.73-75]