Материал: Технологическая подготовка ремонтного производства нефтеперекачивающих насосов

Технологическая подготовка ремонтного производства нефтеперекачивающих насосов

РЕФЕРАТ

Выпускная квалификационная работа по теме «Технологическая подготовка ремонтного производства нефтеперекачивающих насосов» содержит 70 страницы текстового документа, 4 приложения, 11 использованных источников, 4 листа графического материала.

Объект работы: Насосный агрегат ЦНС 240.

Цель работы: Повышение технологической подготовки ремонтного производства нефтеперекачиваюих насосов

Задачи работы

. Технический анализ нефтеперекачивающих агрегатов

. Выбор насоса и рассмотрение устранения его дефектов и поломок

Проведен анализ центробежных насосных агрегатов. Произведено исследование основных деталей насосного агрегата. Разработана технология ремонта деталей. Предложены разные способы ремонта и правки отдельных узлов.

СОДЕРЖАНИЕ:

Введение

. Общее описание

. Основные узлы и детали центробежных насосов

.1 Корпус секционного насоса

.2 Ротор насоса, вал, рабочие колеса

.3 Подводящее устройство, направляющий аппарат

.4 Подшипники

.5 Сальниковые уплотнения насосов

.6 Соединительные муфты

.7 Характеристики центробежных насосов

.8 Область применения

3. Насосный агрегат типа АЦНС 240 для закачки воды в продуктивные пласты

.1 Назначение, условное обозначение, технические характеристики

.2 Устройство и принцип работы

.3 Организационная, конструкторская и технологическая подготовка ремонта

.4 Оборудование ремонтной площадки

3.5. Разборка и дефектация насосного агрегата, подготовительные работы

.6 Измерение зазоров и заполнение ремонтных формуляторов

.7 Ремонт рабочих колес

.8 Ремонт корпуса насоса

.9 Ремонт валов

.9.1 Износ и повреждение

.9.2 Правка валов

.9.3 Обточка шеек вала

.10 Торцевого уплотнения насоса

.11 Ремонт торцевых уплотнение

.12 Сборка насосного агрегата

. Безопасность труда, промышленная санитария и противопожарные мероприятия при ремонте

Заключение

Список литературы

ВВЕДЕНИЕ

Крупные осевые и центробежные насосы широко применяются в энергетике, сельской хозяйственности и нефтяной отрасли. На тепловых и атомных электростанциях, нефтяных месторождениях насосы используются в системе технического водоснабжения (охлаждение конденсаторов, водоснабжения, закачивания воды в пласт и т.к.)

Из-за особенностей условий эксплуатации и уникальности современных крупных насосов необходимо предъявлять повышенные требования к организации их технического обслуживания и ремонта.

В настоящее время сведения о проведении ремонта насосного оборудования рассредоточены по различным литературным источникам, что представляет определенные трудности при их использовании.

В моей работе приведены основные конструктивные особенности и технические данные разных насосов. Несколько глав посвящено организации ремонтных работ и собственно технологии ремонта деталей и сборочных единиц, разборке и испытанию насосных агрегатов.

На примере конкретного насоса - АЦНС 240 будет показана разборка агрегата, выявление дефектов и поломок, ремонт основных деталей.

1. ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ

Насос - это устройство, в котором внешняя механическая энергия преобразуется в энергию перекачиваемой жидкости, в результате чего осуществляется ее перемещение.

Насосы делятся на два основных класса: динамические и объемные.

В динамических насосах жидкость перемещается в результате вращения рабочих колес, рабочая камера насоса постоянно соединена с входом и выходом насоса. К ним относятся центробежные, вихревые, осевые насосы.

В объемных насосах энергия передается жидкой среде в рабочих камерах, периодически изменяющих объем и попеременно сообщающихся с входом и выходом насоса. Делятся на две группы: возвратно-поступательные (поршневые, плунжерные) и роторные (шестеренные, пластинчатые, коловратные).

Поршневые и роторные насосы приспособлены для создания высоких напоров. Это машины малых подач и высоких напоров.

Центробежные машины перекрывают широкий диапазон подач при широком диапазоне развиваемых напоров.

Осевые насосы развивают малый напор при очень больших подачах. Применяются для перекачивания загрязненных жидкостях. КПД осевых насосов достигает 90%.

Вихревые насосы требуются там, где требуется большой напор при малой подаче. Занимают промежуточное положение между центробежными и поршневыми. Не пригодны для перекачивания загрязненных жидкостей, содержание абразивные частицы (см. рисунок 1)

Динамические насосы

В динамических насосах жидкость перемещается в результате вращения рабочих колес, рабочая камера насоса постоянно соединена с входом и выходом насоса. К ним относятся центробежные, вихревые, осевые насосы.

Рисунок 1 - Вихревой насос

Центробежный насос состоит из рабочего колеса 1 с криволинейными лопастями, насаженного на вал, рабочей камеры 2, в которой располагается рабочее колесо. Жидкость в насос поступает через входной патрубок 3 к центральной части рабочего колеса. Рабочее колесо вращается, и жидкость, увлекаемая лопастями за счет центробежной силы, отбрасывается к перифирии рабочей камеры, переходящую в короткий напорный патрубок - диффузор, соединенный с напорным трубопроводом 4. Динамическое воздействие лопастей на поток приводится к тому, что давление в напорном патрубке будет больше, чем давление во входном патрубке, следовательно, напор будет прямо пропорционально зависеть от частоты вращения рабочего колеса. Привод центробежных насосов осуществляется непосредственно от вала электродвигателя.

Осевой насос (см. рисунок 2) состоит из рабочего колеса 2 с несколькими рабочими лопастями, который закреплен на валу 1. Рабочие лопасти вращаются и увлекают жидкость, которая движется в направлении, близким к осевому. Осевые насоса могут быть одно- и многоступенчатыми и характеризуются большой подачей, сравнительно малой высотой всасывания (до 3 м) и небольшим напором (до 20 м). КПД осевых насосов достигается 90%. Такие насосы применяются при перекачивании загрязненных жидкостей.

Рисунок 2 - Осевой насос

2. ОСНОВНЫЕ УЗЛЫ И ДЕТАЛИ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ

.1 Корпус секционного насоса

Центробежные насосы всех типов имеют следующие основные детали: корпус, ротор, подводящее устройство, направляющий аппарат, спиральную камеру, уплотнения и подшипники. Конструкция этих деталей у разных типов насосов различна в зависимости от назначения и условий работы насоса.

Корпус насоса. Конструкция корпуса насоса зависит от трех основных факторов: давление, температура и свойств перекачиваемой жидкости. В нефтяной промышленности наибольшее распространение получили секционные корпуса.

Рисунок 3 - Секционный корпус

Секционный корпус (см. рисунок 3) применяется для многоступенчатых насосов и состоит из всасывающей 1 и напорной 4 крышек и комплекта секций 2, соединенных между собой стяжными болтами 3. Крышки выполняются цельнолитыми и сварно-литыми с приварными патрубками и опорными лапами, отлитыми заодно с крышками.

К крышкам присоединяется корпуса концевых уплотнений, а в напорной крышке располагается узел гидравлической разгрузки осевых усилий.

Секции представляют собой литые, кованые и штампованные цилиндрические оболочки со стенкой и центрируются между собой крышками на цилиндрических заточках. Стыки уплотняются за счет контакта тщательно обработанных уплотняющих поясков или при помощи специальных колец круглого сечения. Уплотняющее усилие в стыках секций создается при помощи стяжных болтов. Секции отдельных ступеней находятся под разным внутренним давлением, но по технологическим соображениям выполняются с одинаковой толщиной стенок.

2.2 Ротор насоса, вал, рабочие колеса

Центробежные насосы всех типов имеют следующие основные детали: корпус, ротор, подводящее устройство, направляющий аппарат, спиральную камеру, уплотнения и подшипники. Конструкция этих деталей у разных типов насосов различна в зависимости от назначения и условия работы насоса.

Ротор насоса - отдельная сборочная единица, определяющая динамическую устойчивость работы насоса, его надежность, долговечность и экономичность.

Вал предназначен для передачи момента вращения от электродвигателя к рабочим колесам, неподвижно закрепленным на валу при помощи шпонок и установочных гаек.

Часть вала, которая лежит непосредственно на опоре, называется цапфой, причем концевые цапфы принято называть шипами, а промежуточные - шейками. Если цапфа передает опоре осевую нагрузку вала, ее называют пятой.

Основной элемент ротора и насоса - рабочее колесо, в котором механическая энергия, получаемая от электродвигателя, преобразуется в гидравлическую энергию перекачиваемой жидкости.

Типы роторов центробежных насосов: а - одноступенчатого; б - многоступенчатого; 1 - вал; 2 - предвключенное колесо; 3 - одностороннее рабочее колесо; 4 - двухстороннее рабочее колесо; 5 - диск разгрузки.

Колесо состоит из трех основных элементов: основного диска, переднего диска и лопастей. Основной диск с втулкой насаживается непосредственно на вал насоса. Между основным и передним дисками расположены лопасти, отогнутые назад относительно направления вращения рабочего колеса. Во втулке рабочего колеса имеется шпоночный паз для крепления колеса на валу. С целью уменьшения гидравлических потерь и повышения КПД они тщательно обрабатываются и имеют гладкую поверхность.

Рабочие колеса (см. рисунок 4) у большой части центробежных насосов выполняются цельнолитыми (бронзовые, чугунные, стальные), открытого, закрытого типов или двустороннего входа. Колесо с двусторонним входом представляет собой как бы два колеса с односторонним входом, сложенные основными дисками. Это колесо имеет один основной и два передних диска. Основное достоинство таких рабочих колес - их хорошая осевая уравновешенность.

Рисунок 4 - Рабочее колесо

Рисунок 5 - Типы рабочих колес центробежных насосов. а - открытый; б - закрытый; в - двухстороннего входа

2.3 Подводящее устройство, направляющий аппарат

Центробежные насосы всех типов имеют следующие основные детали: корпус, ротор, подводящее устройство, направляющий аппарат, спиральную камеру, уплотнения и подшипники. Конструкция этих деталей у разных типов насосов различна в зависимости от назначения и условия работы насоса.

Подводящее устройство (подвод) (см. рисунок 6) - часть проточной полости насоса, подводящая перемещаемую среду к входному отверстию рабочего колеса.

Подвод обеспечивает равномерное, осесимметричное распределение потока по входному сечению рабочего колеса. Несоблюдение этого устройства снижает гидравлическое КПД колеса и насоса в целом. Симметричность потока при входе в рабочее колесо достигается выполнением подвода в форме прямолинейного конфузора при осевом потоке или спирального кожуха при поперечном потоке. Проходные сечения подвода постепенно уменьшаются для обеспечения возрастания скорости.

Рисунок 6 - Подводящее устройство

Выбрасываемая из рабочего колеса жидкость движется с большой скоростью. Для уменьшения гидравлических потерь в насосе скорость жидкости должна быть преобразована в давление при помощи специальных устройств - направляющего аппарата (отвода).

Направляющий аппарат (отвод) - часть проточной полости насоса, принимающую перемещаемую среду из рабочего колеса и частично преобразующую энергию этой среды в потенциальную.

Отводы обеспечивают отведение жидкости от колеса с наименьшими потерями и по возможности без нарушения осесимметричности потока в колесе. При этом скорость потока должна постепенно уменьшаться до скорости в начальном сечении приемного трубопровода. В центробежных насосах направляющий аппарат (1) предназначен для того, чтобы поток жидкости, поступающий из рабочего колеса (2), отвести в определенном направлении и одновременно преобразовать кинематическую, энергию потока в потенциальную энергию давления.

2.4 Подшипники

Подшипники. Вращающийся вал насоса своей шейкой (шипом) соприкасается с неподвижной опорой - подшипником. Подшипники воспринимают и усилия, передаваемые валом насосу на опару.

Подшипники насоса можно подразделить на две группы: радиальные, воспринимающие перпендикулярные к оси вала усилия, и упорные, вопринимающие осевые усилия, действующие на ротор.

ПО виду трения в кинематической паре подшипники разделяются на подшипники скольжения и подшипники качения. (шарикоподшипники и роликоподшипники).

Подшипник скольжения (см. рисунок 7) состоит из корпуса 3, который служит основание подшипника, воспринимающим давление вала и передающим это давление на опорную конструкцию; крышки 1, закрывающей подшипник сверху, и вкладыша 2, состоящего из двух разъемных половин, одна из которых располагается под цапфой, а другая над ней. Между крышкой и корпусом подшипника имеется небольшой зазор. При небольшом срабатывании вкладышей наличие этого зазора позволяет путем подтягивания крышечных болтов устранить образовавшийся зазор между цапфой и вкладышами.

Рисунок  7 - Подшипники скольжения

Наиболее ответственная часть подшипника - вкладыш, который непосредственно воспринимает давление шейки вала. Материал вкладыша должен хорошо сопротивляться износу, обладать достаточной пластичностью и иметь небольшой коэффициент трения пары шип-вкладыш. Этим требованиям удовлетворяют бронзовые вкладыши и вкладыши стальные или чугунные с заливкой баббитом.

Для предотвращения проворачивания вкладышей вокруг оси на верхнем или нижнем вкладыше делается выступ, входящий в соответствующую впадину в крышке или корпусе подшипника. От продольного перемещения вкладыши удерживаются торцовыми фланцами. Наличие разъемного вкладыша позволяет производить быструю его замену в результате износа.

В простейшем шарикоподшипнике (см. рисунок 8) между внутренним (1) и внешним (2) кольцами расположены стальные закаленные шарики (3), которые при вращении вала катятся по канавкам, выполненным на обоих кольцах. Внутреннее кольцо подшипника закреплено на валу, а внешнее - в корпусе и крышке. Для сохранения определенного расстояния между шариками их устанавливают в специальную обойму (сепаратор), обычно штампуемую из мягкой стали.

В зависимости от типа нагрузки (радиальной или осевой) подшипники качения делятся на три группы:

·  радиальные, которые могут воспринимать только нагрузки, направленные радиально (а);

·        упорные, предназначенные для восприятия нагрузки, действующей вдоль оси вала (б);

·        радиально-упорные, воспринимающие комбинированную нагрузку - радиальную и осевую (в).

В малых и средних насосах в качестве радиальных опор применяются подшипники качения с консистентной или жидкой смазкой. Для восприятия осевых усилий используют также радиальные подшипники.