Лекция        

Тема: Насосные установки, типы, устройство, эксплуатация

Насосный агрегат состоит из насоса, двигателя, трубопроводной арматуры, измерительных приборов и устройства для заполнения насоса жидкостью перед пуском. К насосному агрегату могут быть отнесены и пусковые устройства двигателя, а также приборы для автоматического управления работой агрегата. Компоновки насосных агрегатов определяются назначением последних.

Типичная компоновка показана на рисунке1

Насос 1 и двигатель, соединенные эластичной муфтой, располагаются на раме 2 из фасонной прокатной стали. Рама крепится анкерными болтами к фундаменту 3. Всасывающий трубопровод 4 может быть индивидуальным, в этом случае жидкость берется насосом из приемного колодца 5 через воронку 6. В других случаях всасывающий трубопровод берет жидкость из общего всасывающего коллектора; это встречается, например, в насосных установках для питания паровых котлов. Во всех случаях горизонтальные участки всасывающих трубопроводов укладываются с подъемом к насосу, равным не менее 0,005.

Это необходимо во избежание образования во всасывающих трубопроводах воздушных мешков. Непосредственно на напорном патрубке насоса располагается обратный клапан 7. Его назначение—автоматически отключать насос от напорного коллектора 9 в случае остановки двигателя (или аварии). Между обратным клапаном и напорным коллектором 9 располагается задвижка (или вентиль) 8 для дроссельного регулирования насоса и отключения eго от напорной сети. При диаметре трубопроводов более 300 мм задвижки часто выполняются с электрическим или гидравлическим приводом. Коллектор 9 располагается на тумбах 10.

Показанное на рисунке расположение напорных трубопроводов выше отметки пола удобно для монтажа, а также надзора за трубопроводом, однако при этом загромождаются проходы для обслуживающего персонала. При такой компоновке в местах перехода через трубопроводы устраивают переходные мостики. Для освобождения помещения располагают напорные трубопроводы в каналах ниже пола и перекрывают последние рифленой сталью.

Перед пуском центробежные и осевые насосы должны заполняться подаваемой ими жидкостью. Если уровень всасываемой жидкости располагается выше верхней точки насоса или на всасывающем коллекторе имеется избыточное давление, то заполнение насоса производят, открывая задвижку на всасывающей трубе и выпуская воздух через краник, расположенный в верхней точке корпуса насоса.

В установках, где уровень всасываемой жидкости лежит ниже оси насоса, для заполнения пользуются двумя способами:
1) в агрегатах небольшой подачи с диаметром всасывающей трубы до 250 мм на конце ее под уровнем жидкости располагают приемный клапан. При этом заполнение производят через воронку и кран в верхней точке корпуса насоса из водопровода или специального заливочного бака;
2) в агрегатах с d>250 мм приемные клапаны не ставят и заполнение производят отсасыванием воздуха из насоса специальным вакуумным насосом (обычно применяют насосы типов КВН и ВВН, создающие вакуум до 97%).

При наличии загрязнений всасываемой жидкости воронка на всасывающей трубе комбинируется со щелевым или сетчатым фильтром. Контроль за работой насоса ведется по показаниям вакуумметра 11 и манометра 12, присоединенных к всасывающему н напорному патрубкам; измерение подачи производится по расходомеру, вмонтированному в напорный трубопровод насоса.

Так как о нагрузке насоса можно судить по показаниям манометра, часто отказываются от установки расходомеров на каждом насосе и располагают один расходомер на общем трубопроводе, контролируя по его показаниям подачу установки в целом. В качестве расходомеров применяют диафрагмы, трубы Вентури и крыльчатые водомеры. Мощность, расходуемая агрегатом, определяется при помощи вольтметров, амперметров или ваттметров, располагаемых на электрическом щите агрегата кли установки.

Для пуска насосного агрегата следует произвести подготовительные операции: убедиться в свободном вращении вала, проверить открытие кранов манометра и вакуумметра, заполнить насос и всасывающую трубу, открыть подачу охлаждающей воды в подшипники (в агрегатах с охлаждаемыми подшипниками), проверить положение уровня масла в подшипниках (при подшипниках с жидкой смазкой). Задвижка на напорном трубопроводе центробежного насоса при пуске должна быть закрыта (при n < 250).

Пуск насоса производится следующим образом:

включается электродвигатель и частота вращения его доводится до нормальной; медленно открывается задвижка на напорном патрубке насоса до достижения требуемой подачи; открываются краны, подводящие охлаждающую воду к сальникам насоса. При работе насоса следует наблюдать за температурой подшипников и корпуса двигателя, которая при нормальных условиях не должна превышать 60°С, наличием масла в камере подшипников (при жидкой смазке), плотностью сальников (затяжка сальника считается нормальной, если он пропускает воду редкими каплями и температура его невысока).

Остановка насосного агрегата заключается в закрытии задвижки на напорной трубе, выключении двигателя, закрытии задвижки на всасывающей трубе и выключении охлаждения сальников и подшипников). Пуск, обслуживание при работе и остановка агрегатов значительной мощности обязательно регламентируются особыми инструкциями. Особым инструкциям подчиняется эксплуатация питательных насосных агрегатов паровых котлов и насосов для подачи горячих жидкостей.

При современном развитии техники автоматического управления производственными процессами автоматизация насосных установок не представляет трудности.

Автоматическое управление насосами предусматривает следующие операции:
1) подготовку насосов к пуску, заключающуюся в контроле за положением запорной арматуры и заполнении насосов жидкостью;
2) пуск и останов насосов в зависимости от расхода, требуемого потребителями;
3) останов насоса при неисправностях его и пуск другого насоса взамен неисправного;
4) защиту от перегрева сальников и подшипников;
5) гидравлическую защиту насосов, создающую невозможность пуска насоса, не заполненного жидкостью.
При разработке схемы автоматизации и защиты насосов может быть предусмотрена необходимость работы насосной установки по намеченной программе. Автоматизация повышает экономичность и надежность работы насосной установки, позволяет уменьшить количество обслуживающего персонала.

Общие правила при эксплуатации насосных установок

 Монтаж, ремонт и эксплуатация насосов должны соответствовать СНиП, «Общим техническим условиям по эксплуатации и ремонту центробежных насосов» (ОТУ), инструкциям заводов-изготовителей, отраслевым нормативам, стандартам.

Место установки насосов должно быть удобным для обслуживания при эксплуатации и ремонте, соответствовать строительным нормам, требованиям техники безопасности и промсанитарии.

Всасывающий и напорный трубопроводы должны иметь собственные опоры, исключающие передачу усилий на патрубки и опоры насоса.

В насосных на трубопроводах должно быть указано направление движения продуктов, на оборудовании – индексы согласно технологической схеме, а на двигателях – направление вращения ротора.

Арматуру для насосов необходимо выбирать по условному давлению в соответствии с паспортом насоса и условиями среды.

На нагнетательных трубопроводах центробежных насосов должны быть установлены обратные клапаны.

Насосы должны быть снабжены дренажными устройствами для сброса продукта в закрытую дренажную систему.

Насосные оборудуются грузоподъемными механизмами, рассчитанными на подъем наиболее тяжелых деталей оборудования.

Закрытые насосные по перекачке легковоспламеняющихся жидкостей и сжиженных углеводородных газов оборудуются газоанализаторами, имеющими световую и звуковую сигнализацию с выводом на щит КИПиА. Газоанализаторы должны быть сблокированы с аварийной вентиляцией.

Вращающиеся части насосного агрегата должны быть ограждены кожухами.

Для насосов (групп насосов), перемещающих горючие продукты, должно предусматриваться их дистанционное отключение и установка на линиях всаса и нагнетания запорных или отсекающих устройств, как правило, с дистанционным управлением.

Вопрос дистанционного отключения на линии всаса решается проектной организацией.

Подшипники насосов должны иметь требуемое количество смазки. Не допускается перегрев подшипников.

Все запорные приспособления и арматура на насосах, перекачивающих сжиженные газы, должны быть стальными.

Смазка движущихся частей насосов на ходу допускается лишь при наличии соответствующих приспособлений, делающих ее безопасной, и отсутствии перегрева смазываемого узла.

Хранение смазочных масел в насосных разрешается в количестве не более 20 л в несгораемых шкафах или в ящиках с плотно закрывающимися крышками.

Во время эксплуатации насоса должна быть обеспечена нормальная работа манометра, указывающего давление на выкиде насоса.

Работа с неисправными манометрами или без них не допускается.

Пускать в работу и эксплуатировать центробежные насосы при отсутствии ограждения на муфте сцепления их с двигателем запрещается.

Запрещается пуск паровых насосов без предварительного сброса конденсата пара и прогрева паровых цилиндров. При этом задвижка на напорном трубопроводе должна быть открыта.

Для перекачки сжиженных газов, ядовитых жидкостей рекомендуется применять бессальниковые или мембранные насосы, исключающие пропуск продукта. При использовании центробежных насосов их следует оборудовать двойными торцевыми уплотнениями.

Насосы, применяемые для нагнетания ЛВЖ и ГЖ, должны оснащаться средствами предупредительной сигнализации о нарушении параметров работы, влияющих на безопасность.

Насосы, применяемые для перемещения ГЖ, должны оснащаться блокировками, исключающими пуск или прекращающими работу насоса при отсутствии перемещаемой жидкости в его корпусе или отклонениях ее уровней в приемной и расходной емкостях от предельно-допустимых значений.

Для погружных насосов предусматриваются дополнительные средства блокирования, исключающие их пуск или работу при токовой перегрузке электродвигателей привода.

В технологических блоках 1 категории взрывоопасности центробежные насосы с торцевыми уплотнениями должны оснащаться системами контроля состояния подшипников по температуре с сигнализацией ее предельных значений.

Вопрос оснащения насосов блокировками по повышению температуры подшипников решается проектной организацией.

Центробежные насосы с двойными торцевыми уплотнениями должны оснащаться системами контроля и сигнализацией утечки уплотняющей жидкости, а также блокировками, отключающими насосы в случае возникновения утечки (при индивидуальной для каждого насоса системе подачи уплотняющей жидкости).

В качестве затворной жидкости применяются минеральные масла: индустриальное 20, турбинное 22, трансформаторное или другое с вязкостью 10 – 30 сст. при 50 ºС.

Допускается применение других жидкостей, обладающих смазывающими свойствами, при условии, что их вязкость близка к вязкости указанных выше минеральных масел.

Температура затворной жидкости на выходе из торцевого уплотнения не должна превышать 90 °С, что регулируется расходом воды из холодильника.

При эксплуатации двойных торцевых уплотнений без присутствия обслуживающего персонала на бачке должен быть установлен электроконтактный манометр, который при пропуске уплотнения и росте давления в бачке сначала включает сигнализацию, а потом – блокировку на отключение насоса.

Торцевые уплотнения в собранном виде до монтажа должны подвергаться гидравлическим испытаниям на прочность, плотность и герметичность нефтепродуктом с температурой вспышки выше 61 °С. Величины пробного давления и время испытания определяются «Общими техническими условиями по эксплуатации и ремонту центробежных насосов».

На насосе, подающем масло на торцевые уплотнения, должно быть предусмотрено блокировочное устройство, включающее резервный насос при падении давления масла в системе.

Работы на насосах, перекачивающих пожароопасные и ядовитые жидкости (чистка, промывка, смена сальниковых уплотнений, арматуры и т.п.), производятся только после остановки насоса и освобождения системы от продукта.

Транспортирование легковоспламеняющихся и горючих жидкостей путем передавливания воздухом запрещается.

При эксплуатации насосных должен быть установлен систематический надзор за герметичностью насосов и трубопроводов.

В случае обнаружения какой-либо неисправности, нарушения нормального режима работы насоса, при внезапном прекращении подачи электроэнергии необходимо отключить электродвигатель, перекрыть задвижки на приеме и выкиде насоса. Запрещается производить ремонт во время работы насоса.

Резервный насос должен находиться в «горячем резерве» и быть постоянно готовым к пуску.

При переключении с работающего насоса на резервный должны быть проверены правильность открытия соответствующих задвижек и подготовленность насоса к пуску.

После остановки насоса подачу воды для охлаждения сальников необходимо прекратить во избежание попадания ее через неплотности сальника в камеру насоса.

Удаление остатков продуктов из трубопроводов насосов и другого оборудования должно производиться по закрытым коммуникациям за пределы насосной: жидкий остаток – в специально предназначенную емкость, а пары или газы – на факел или «свечу».

Насосное оборудование, полы и лотки насосных необходимо содержать в чистоте. Сточные воды после мытья полов и лотков, содержащие кислоты и щелочи, селективные растворители, этиловую жидкость и другие едкие и токсичные вещества, перед спуском в промышленную канализацию должны быть обезврежены.

К открытым относятся насосные, в которых оборудование размещено на открытых площадках, под навесами, постаментами и этажерками с устройством облегченных стен или без них.

Обогревающие пол змеевики должны обеспечивать на поверхности пола насосной температуру не ниже 5 °С при средней температуре наиболее холодной пятидневки (расчетная температура отопления).

Насосы, перекачивающие высоковязкие, обводненные или застывающие при температуре наружного воздуха продукты, устанавливать на открытых площадках не рекомендуется. В виде исключения такая установка их допускается при соблюдении следующих условий:

1) непрерывность работы;

2) теплоизоляция или обогрев насосов и трубопроводов;

3) наличие систем продувки насосов и трубопроводов.

Корпуса насосов, перекачивающих легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, должны быть заземлены независимо от заземления электродвигателей, находящихся на одной раме с насосами.

В холодное время года должны быть приняты меры, обеспечивающие нормальную смазку насосов.

К площадкам, на которых установлены насосные агрегаты, должны быть подведены водяной пар, сжатый воздух или инертный газ (в зависимости от свойств перекачиваемого продукта) для прогрева и продувки насосов и трубопроводов.

Для исключения длительного пребывания обслуживающего персонала в открытых насосных необходимо предусматривать дистанционный контроль за работой насосов из помещения операторной.

Перед пуском центробежного насоса при перекачке застывающих продуктов необходимо убедиться в легкости проворачивания его вала от руки. Если вал насоса не проворачивается, насос следует прогреть.

Если для охлаждения корпусов подшипников в сальниковых камерах применяются незамерзающие жидкости (антифриз, керосин и др.), то циркуляция должна осуществляться по непрерывной замкнутой схеме. В случае использования в качестве охлаждающей жидкости воды с температурой

20 –30 °С для контроля за стоком обязательно наличие открытых воронок или смотровых фонарей, соединенных с канализацией.

При работе в зимних условиях обслуживающий персонал должен следить за циркуляцией воды, идущей на охлаждение насосов, по наличию слива через открытые воронки.