Меню

Насос цнс для поддержания пластового давления

Надежность эксплуатации насосов ЦНС в системах ППД

Эффективность работы систем поддержания пластового давления ППД во многом зависит от надежности работы насосного оборудования. Мероприятия по обеспечению надежности насосного оборудования должны выполняться как производителем, так и Заказчиком — эксплуатирующей организацией, специалистам которой необходимо обеспечить правильный подбор насосного оборудования, нормальные режимы эксплуатации, своевременное и качественное проведение ремонта. Изготовитель оборудования, со своей стороны, должен постоянно совершенствовать конструкцию и технологию изготовления изделия.

Работа в данном направлении является одной из приоритетных задач специалистов ОАО « ГМС Группа» — крупнейшего производителя насосов в России для различных отраслей промышленности. Оптимизация режимов работы насоса в сети как результат правильного подбора насосного оборудования Правильный подбор насоса для существующей гидравлической сети является одним из ключевых факторов для обеспечения надежной работы оборудования. Несоответствие параметров насоса параметрам сети (требуемый объем закачки, фактическое сопротивление водоводов, требуемая величина поддерживаемого пластового давления) приводит к работе насоса на нерасчетных режимах, характеризующихся возникновением кавитационных явлений, повышенной вибрацией, низким КПД (рис.1). Такие режимы эксплуатации неизбежно приводят к усиленному износу и последующему аварийному отказу оборудования.

Рис. 1 Возникновение негативных эффектов при работе на различных участках рабочей характеристики.

1. Значительное повышение температуры.
2. Снижение ресурса работы подшипников и уплотнений из-за вибрации, вследствие:
2.1 Возможной кавитации.
2.2-2.3 Возникновения рециркуляции потока на входе и выходе рабочего колеса.
3. Снижение ресурса работы подшипников и уплотнений из-за вибрации, вызванной отрывом потока в проточной части.
4. Кавитация, перегрузка электродвигателя.

Оборудование с параметрами, несоответствующими гидравлической сети, не должно допускаться к эксплуатации, а случаи неправильного подбора насосов необходимо своевременно выявлять.

Стоимость перерасходованной электроэнергии, а также затраты на ремонт и демонтаж оборудования очень часто в таких случаях намного превосходят стоимость самого насоса. Для решения этой проблемы ОАО «СЗ Насосэнергомаш», входящее в «Группу ГМС», предлагает услуги по подбору оборудования и полную гамму насосов с параметрами по подаче от 30 до 800 м3/ч и напору до 2300 м. (рис.2).

Рис.2 Поля параметров насосов типа ЦНС для систем ППД.

Также изготавливаются комплекты модернизации для уже существующих насосов, с использованием которых в существующие корпуса устанавливаются новые проточные части с требуемыми Заказчиком параметрами. При этом сохраняются все корпусные детали и габаритно-присоединительные размеры к фундаменту и трубопроводам.

Мероприятия по снижению вредного влияния свойств перекачиваемой среды.

Несмотря на наличие на объектах ППД систем подготовки и очистки воды часто не соблюдаются требования, предъявляемые к качеству перекачиваемой среды по содержанию твердых включений и химическому составу. Практически 90% насосов работают без приемных фильтров и других приспособлений для очистки перекачиваемой среды на входе. Эти факторы приводят к износу проточной части насосов и быстрому выходу из строя наиболее уязвимых элементов: торцевых уплотнений, узла разгрузки осевой силы (гидропяты), а также износу переднего и заднего уплотнений рабочего колеса, что резко снижает как рабочие параметры насоса, так и приводит к аварийным отказам.

Частично решить эти проблемы может комплектация насосов устройствами очистки жидкости — гидроциклонами (рис.3), с целью обеспечения постоянного притока очищенной жидкости в торцевые уплотнения и узел гидропяты. Для уменьшения износа щелевых уплотнений рабочего колеса на уплотнительные поверхности наносятся износо- и коррозионностойкие наплавки. Также наплавляются поверхности корпусных деталей в местах наиболее вероятного эррозионно-коррозионого износа.
Проточная часть насоса может быть выполнена в трех исполнениях:
— обычное из стали 20Х13,
— износо-коррозионностойкое из сталей типа КС14, ВНЛ для жидкостей с содержанием сероводорода до 100 мг/л,
— износо-коррозионностойкое из стали 12Х18Н12М3ТЛ для жидкостей с содержанием сероводорода до 300 мг/л.
В настоящее время ведутся работы по созданию насосов в дуплексном и супердуплексном исполнении. ОАО « ГМС Группа» обеспечивает необходимые консультации для правильного выбора того или иного исполнения в зависимости от характеристик перекачиваемой среды.

Рис. 3 Пример установки в насосе устройств очистки жидкости.

Совершенствование конструкции насоса и его узлов Как было сказано выше, одними из наиболее уязвимых элементов насоса являются торцевые уплотнения и узел разгрузки гидропяты. Именно они в первую очередь снижают время безаварийной работы и определяют количество и периодичность текущего ремонта. Если проблемы с торцевыми уплотнениями можно частично решить путем обеспечения его работы на очищенной с помощью гидроциклонов жидкости, то в узле разгрузки присутствует еще и механический износ колец, который возникает на переходных режимах работы насоса, в первую очередь, при пусках и остановах. Для решения данной проблемы предлагается комплектовать насос дополнительным отжимным подшипником (рис.4), который обеспечивает постоянный гарантированный зазор между кольцами гидропяты (рис 5а).

Рис.4 Насос типа ЦНСз с отжимным подшипником.

Кардинальный метод повышения ресурса работы узла разгрузки осевой силы — это отказ от использования гидропяты за счет применения в насосе конструктивной схемы со встречным расположением рабочих колес, так называемой схеме «спина к спине» (рис.5б), при которой осевая сила практически полностью уравновешивается, а остаточное неуравновешенное усилие воспринимается подшипником типа «Митчелл». Данные насосы поставляются компанией ОАО « ГМС Группа» под маркой ЦНСп (рис.6).

Рис. 5 Конструктивные схемы насосов:
а) с последовательным расположением рабочих колес и гидропятой,
б) со встречным расположением рабочих колес и подшипником «Митчелл».

Рис.6 Насос типа ЦНСп со встречным расположением рабочих колес.

Совершенствование системы обслуживания и ремонта

На настоящий момент на большинстве объектов ППД используется система планово — предупредительных ремонтных работ, которые осуществляются в соответствии с регламентами через установленные промежутки времени, независимо от фактического состояния деталей и узлов насоса. Это, несомненно, позволяет предупредить отказ всего насоса из-за выхода из строя какой-либо лимитирующей ресурс детали, но влечет недоиспользование индивидуальных ресурсов большинства остальных деталей и выполнение неоправданно большего объема ремонтных работ.

Более прогрессивным является переход к системе ремонта по состоянию, которая характеризуется постоянным проведением 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. Ремонт осуществляется только тогда, когда значение параметра, определяющего техническое состояние детали, приближается к предельному. Основной проблемой внедрения такой системы является оснащение систем агрегатов дополнительными системами мониторинга и приборами КИП, а также необходимость наработки определенной базы данных для прогнозирования того или иного отказа. По требованию Заказчика ОАО « ГМС Группа» комплектует насосные агрегаты системами мониторинга (рис.7).

Рис.7 Электронасосный агрегат ЦНС500-1900 на общей раме (исполнение «Skids»), оснащенный системами мониторинга.

Выводы

— Мероприятия по обеспечению надежности насосного оборудования систем ППД будут эффективными только при тесном сотрудничестве производителя насосов и эксплуатирующей организации.
— Высокопрофессиональная команда конструкторов ОАО «ГМС Группа», обладающая многолетним опытом в области насосостроения, позволяет оперативно предоставить Заказчику необходимые консультации по подбору оборудования.
— ОАО «СЗ Насосэнергомаш», входящее в Группу, производит широкую номенклатуру насосов для систем ППД (подача от 30 до 800 м3/ч, напор до 2300 м), что позволяет подобрать оборудование, соответствующее индивидуальным технологическим параметрам гидравлической сети Заказчика.
— Специалисты НИОКР ОАО «ГМС Группа» постоянно совершенствуют конструкцию насосов и их узлов, разрабатывают способы снижения вредного влияния свойств перекачиваемой среды на работоспособность оборудования.
— Насосное оборудование Группы может быть оснащено дополнительными системами мониторинга и приборами КИП для проведения непрерывного или периодического контроля и измерения параметров, определяющих техническое состояние деталей насоса, в целях повышения эффективности системы технического обслуживания и ремонта Заказчика.

Источник

Насос ЦНС: устройство, характеристики, ремонт.

Центробежный насос цнс применяется в разных областях промышленного производства, поэтому он получил широкую популярность в сфере промышленности.

Насосы типа ЦНС (расшифровка: Ц – центробежный, Н- насос, С — секционный) предназначены для откачивания воды из шахт угольной и горнорудной промышленности. Широкое распространение получила эксплуатация насосов ЦНС в высоконапорной системе пожаротушения, для подачи воды в высотные здания, для питания паровых котлов, в строительной промышленности, на транспорте.

Содержание статьи

Довольно часто насос цнс используется как химический агрегат для транспортировки нефти и нефтяных продуктов.

Устройство насоса цнс

Работа насоса цнс заключается в создании избыточного давления и выталкивании перекачиваемой среды в нагнетательный трубопровод. Механическая энергия двигателя передается потоку перекачиваемой жидкости рабочими колесами, смонтированными на одном валу, в одном секционном корпусе.

Каждая лопасть рабочего колеса во время вращения взаимодействует с жидкость, которая находится непосредственно внутри секции. Из-за этого каждая секция приобретает центробежное ускорение. В то же время на периферии каждой секции появляется зона избыточного давления. Напор насоса типа ЦНС равен сумме напоров, создаваемых каждым установленным рабочим колесом.

Корпус насоса ЦНС секционного типа состоит из отдельных секций, число которых равно числу ступеней минус единица, так как одно колесо расположено в передней крышке.

Уплотнение между секциями обеспечивается резиновыми прокладками. Секционная конструкция корпуса насоса позволяет увеличить или уменьшить число секций и тем самым увеличить или уменьшить напор, не изменяя подачи.

Крышки насоса отлиты за одно целое и всасывающим(задняя крышка) и напорным (передняя крышка, дальняя от двигателя) патрубками. Сальник всасывающей секции имеет гидравлический затвор, вода к которому подводится по трубке, выполненной в задней крышке корпуса насоса.

Многоступенчатый насос типа ЦНС выпускается с числом рабочих колес от 2 до 10. Перекачиваемая жидкость передается от одного рабочего колеса к следующему по внутреннему каналу и лопастям направляющего аппарата. Уплотнения направляющего аппарата и рабочих колес осуществляется уплотняющими кольцами.

Все секции соединены друг с другом при помощи направляющих аппаратов. Эти элементы изготовлены таким образом, чтобы жидкость не могла оказаться снаружи. В то же время перекачиваемая жидкость, которая получает дополнительный напор от колеса самой первой секции, должна поступить из первой секции во вторую. Также она тоже подвергается воздействию лопастей колеса. В итоге давление жидкости растёт по мере того, как она поступает из одной секции в другую.

Ввиду того, что в секционных насосах устанавливается большое число рабочих колес с осевым входом воды, возникают большие гидравлические осевые усилия, разгрузка которых осуществляется с помощью автоматических разгрузочных устройств в виде уравновешивающих дисков (гидравлической пяты). Некоторые насосы типа ЦНС выпускают с двумя рабочими колесами осевого входа левого и правого вращения.

Осевые усилия уравновешиваются симметричным расположением колес. Спиральные диффузорные отводы выполнены в общей отливке корпуса.

Столь необычное устройство насоса позволяет добиться высокой эффективности, поэтому это оборудование пользуется завидной популярностью в самых разных отраслях. После того, как жидкость пройдёт все секции, она отправится в нагнетательный трубопровод, где и останется.

Устройство насоса цнс позволяет использовать его практически для любых задач. По этой причине насосы часто используются для повышения эффективности работы промышленного предприятия. Их можно часто увидеть на различных заводах, где они выполняют роль напорных насосов в куда более крупных агрегатах.

На российском рынке эти насосы производят российские компании, поэтому вполне закономерно, что стоимость на них достаточно невелика.

Характеристика насоса цнс

ЦНС — центробежный электронасос. В качестве главного рабочего органа применяется рабочее колесо (многоступенчатое).

Многоступенчатые насосы предназначенные для перекачивания чистой воды с температурой до 105 градусов цельсия принято разделять на нормальные и высокооборотные.

Нормальные насосы ЦНС показывают технические характеристики по подаче в диапазоне 8 – 850 м 3 /час, напор от 40 до 1440 метров и КПД 67-77%.

Высокооборотные показывают подачу 38-1000 м 3 /ч при напоре 136 – 2000 метров, их устанавливают с подпором 2-6 м, КПД в районе 72-80%.

Характеристика насоса цнс позволяет перекачивать практически любые жидкости. Это может быть как вода, так и нефть. Для повышения эффективности работы это устройство приводится в действие электрическим двигателем. Он достаточно мощный.

Каждое колесо этого сложного устройство соединено последовательно. По этой причине эти агрегаты смонтированы сразу на 1 вал, сделанный из стали. При помощи электрического двигателя включают и колёса, поэтому вполне закономерно, что такие насосы часто используются для перекачки нефти. Сложно найти другой инструмент, который было бы возможно использовать для схожих задач.

Секционный насос цнс

Секционные насосы цнс отличаются особой конструкцией. Мотор устанавливают отдельным блоком. Это наиболее подходящий вариант для того, чтобы значительно повысить эффективность оборудования. Во время изготовления секционного насоса компании-производители используют чугун, а также стали марок 35Л и 40Х.

Непосредственно во время режима работы этого устройства можно изменять напор. По этой причине можно регулировать и длину вала, а также установки на определённый размер стяжных шпилек. Ротор, который находится внутри камеры, приводится в движение благодаря подшипникам.

Можно приобрести варианты как с водным, так и с масляным охлаждением подшипника. Некоторые модели применяют сразу несколько видов регуляции температуры. Это оптимальный вариант для того, чтобы секционный насос ЦНС работал в любых условиях.

Достоинства секционных насосов состоит в возможности изменения напора путем добавления или уменьшения числа секций и в малых габаритах насоса при больших напорах.

Недостатки заключаются в сложности разборки и сборки насосов, в невысоком КПД и в большом числе деталей, требующих высокой точности обработки на металлообрабатывающих станках.

Популярные модели

Насос цнс 180 относится к типу центробежных многоступенчатых. Он используется для перекачивания нейтральной жидкости (техническая вода) и любых иных жидкостей, которые не относятся к взрывоопасным. Твёрдые включения в жидкости не должны составлять более 0.1%. Размер частиц — не более 0.25 мм.

Насос цнс 300 относится к секционных центробежным насосам. Он используется для того, чтобы перекачивать жидкость, чья температура составляет менее 45 градусов по Цельсию. В перекачиваемой жидкости не должно быть никаких механический примесей. Размер частиц, которые могут находится в жидкости, не должен превышать 0.1 мм.

Насосы цнс 60 также используют для перекачивания воды, которая может похвастаться нормальным водородным показателем (7-8.5) и температурой не более 45 градусов по Цельсию. Этот насос можно увидеть в шахтах.

Насос цнс 105 применяется для перекачивания жидкости, чья температура не достигает 45 градусов по Цельсию. Этот насос допускается производить только в климатическом исполнении УХЛ. Также следует обратить внимание на массу механических примесей. Она должна составлять не более 0.1%.

Все перечисленные секционные горизонтальные насосы отличаются друг от друга уровнем производительности. Как понятно из названия каждого устройства, они предназначены для перекачивания жидкости.

Каждый из перечисленных насосов (насос цнс 180, насос цнс 300, насос цнс 60, насос цнс 105) позволяет выполнять похожие задачи, однако их производительность накладывает определённые ограничения. Перед покупкой желательно проконсультироваться с продавцом и уточнить функционал насоса.

Ремонт насосов ЦНС

Ремонт насосов ЦНС, как и всех сложных технических устройств, — это сложная задача даже для самых подготовленных пользователей. Неудивительно, что для этого нанимают профессиональных мастеров. Если такой возможности нет, то придётся как можно внимательнее изучить представленную инструкцию по ремонту. Она представляет интерес для всех, кто хотел бы как можно скорее отремонтировать насос. Для этого придётся воспользоваться массой инструментов и проявить недюжинную смекалку.

Все представленные рекомендации нужно соблюдать неукоснительно. Этого будет вполне достаточно для того, чтобы выполнить ремонт самостоятельно. В таком случае работа насоса цнс не будет вызывать никаких вопросов.

Полезные советы для проведения ремонта:
Перед тем, как разобрать насос, надо запомнить точное расположение каждой детали. Это очень важно, ведь иначе собрать устройство уже не получится.
Сложные (в техническом плане) ремонтные работы надо выполнять после 26 тысяч часов работы. В таком случае нужно произвести замену рабочего вала, а также колеса, колец уплотнения корпуса, а также прижимных втулок. Тогда работа насоса цнс будет бесперебойной ещё долгое время.
Во время эксплуатации оборудования нужно соблюдать все рекомендации производителя, изложенные в инструкции.

Источник

Читайте также:  Оборудование для перекрытия трубопровода под давлением
Adblock
detector