Условная часто- | |||||
та вращения | |||||
вала насоса, | |||||
об/мин.... | 375—750 | 750—1000 | 1000—1500 | 1500—3000 | 3000 и |
выше | |||||
Вибрация, мм | 0,12 | 0,1 | 0,08 | 0,06 | 0,04 |
Вибрация насосных агрегатов в основном низко- и средне-частотная гидроаэродинамического происхождения. Уровень вибрации по данным обследования некоторых НПС превышает санитарные нормы в 1—5,9 раза (табл. 29).
При распространении вибрации по конструктивным элементам агрегатов, когда собственные частоты вибрации отдельных деталей оказываются близкими и равными частотам основного тока или его гармоник, возникают резонансные колебанияг угрожающие целостности некоторых узлов и деталей, в частности радиально-упорного подшипника качения и маслопроводов опорных подшипников скольжения. Одно из средств уменьшения вибрации — увеличение потерь на неупругое сопротивление, т. е. нанесение на корпус насоса и электродвигателя
Уровень вибрации, дБ |
Превышение нормы |
Мощность, кВт |
Спектр |
Таблица 29
Центробежные насосы |
Марка агрегата
Среднечастотнып » Низко- и среднечастот-ный Средне-частотный |
1500 1600 2500 2500 4000 |
92-96 94—99 99-105 |
1 — 1,7 1,8—2,8 1,9—3,8 |
14Н-!2::2
16НД-10Х1
20НД-12Х1
98—103 2,4—3 97—101 | 2,5—3,2 |
Электродвигатель |
24НД-14Х1 НМ7000-210
1,3—1.5 Среднечастотный 1,8—2,3 |
1500 1600 2500 2500 4000 |
96—99 93—97 99—103 101 — 105 98—102 |
СТМ1500-2
АЗП-1600/6000
Низкочастотный » Среднечастотный |
1,9—3,1 1,8—5,9 1,6—2,7 |
АТД-2500/АЗП-2000
АЗП-2500/6000
СТД-4000-2
Примечание. Частота вращения 3000 об/мин.
зибропоглощающего покрытия, например мастики ШВИМ-18. Источник низкочастотной механической вибрации агрегатов на фундаменте — сила дисбаланса и величина несоосности валов насоса и двигателя, частота которой кратна частоте вращения валов, деленной на 60. Вибрация, вызванная несоосностью валов, приводит к увеличенным нагрузкам на валы и подшипники скольжения, их нагреву и разрушению, расшатыванию машин на фундаменте, срезанию анкерных болтов, а в ряде случаев— к нарушению взрывопроницаемости электродвигателя. На НПС для снижения амплитуд вибрации валов и увеличения нормативного межремонтного периода баббитовых подшипников скольжения до 7000 мото-ч применяют стальные калиброванные прокладочные листы, устанавливаемые в разъемах крышек подшипников для выбора зазора износа.
Снижение механической вибрации достигается тщательной балансировкой и центровкой валов, своевременной заменой износившихся деталей и устранением предельных зазоров в подшипниках.
Система охлаждения должна обеспечивать температуру подшипников, не превышающую 60 °С. При чрезмерном нагревании сальника насос следует несколько раз остановить и сразу запустить, чтобы масло просочилось через набивку. Отсутствие масла свидетельствует о том, что сальник набит слишком туго и его следует ослабить. При появлении стука насос останавливают для выяснения причины этого явления: проверяют смазку, масляные фильтры. При потере давления в системе, превышающего 0,1 МПа, фильтр очищают.
Нагрев подшипников, прекращение поступления смазки, чрезмерная вибрация или ненормальный шум указывают на неполадки в работе насосного агрегата. Его необходимо немедленно остановить для устранения обнаруженных неполадок. Для остановки одного из насосных агрегатов закрывают задвижку на нагнетательной линии и вентиль на линии гидроразгрузки, затем включают двигатель. После охлаждения насоса закрывают все вентили трубопроводов, подводящих масло и воду, краны у манометров. При остановке насоса на длительное время для предотвращения коррозии рабочее колесо, уплотняющие кольца, защитные гильзы вала, втулки и все детали, -соприкасающиеся с перекачиваемой жидкостью, следует смазывать, а сальниковую набивку вынимать.
При эксплуатации насосных агрегатов возможны разные неполадки, которые могут быть вызваны различными причинами. Рассмотрим неисправности насосов и способы их устранения.
1. Насос нельзя запустить:
вал насоса, соединенный зубчатой муфтой с валом электродвигателя, не проворачивается-—проверить вручную вращение!зала насоса и электродвигателя в отдельности, правильность • сборки зубчатой муфты; если валы отдельно вращаются, та.216
проверить центровку агрегата; проверить работу насоса и провода при их соединении через турбопередачу или редуктор;
вал насоса, отсоединенный от вала электродвигателя, не проворачивается или туго вращается из-за попадания в насос посторонних предметов, поломки его движущихся частей и сальников, заедания в уплотнительных кольцах — провести осмотр, последовательно устраняя обнаруженные механические повреждения.
2. Насос пущен, но не подает жидкости или после пуска
подача ее прекращается:
всасывающая способность насоса недостаточна, так как в приемном трубопроводе находится воздух вследствие неполного заполнения насоса жидкостью или из-за неплотностей во всасывающем трубопроводе, сальниках — повторить заливку, устранить неплотность;
неправильное вращение вала насоса — обеспечить правильное вращение ротора;
действительная высота всасывания больше допустимой, вследствие несоответствия вязкости, температуры или парциального давления паров перекачиваемой жидкости расчетным параметрам установки — обеспечить необходимый подпор.
3. Насос при пуске потребляет большую мощность: ■
открыта задвижка на напорном трубопроводе — закрыть
задвижку на время пуска;
неправильно установлены рабочие колеса — устранить неправильную сборку;
в уплотнительных кольцах происходит заедание вследствие больших зазоров в подшипниках или в результате смещения ротора — проверить вращение ротора от руки; если ротор вращается туго, устранить заедание;
засорена трубка загрузочного устройства — осмотреть и: очистить трубопровод разгрузочного устройства;
в одной из фаз электродвигателя перегорает предохранитель— заменить предохранитель.
4. Насос не создает расчетного напора:
понижена частота вращения вала насоса — изменить частоту вращения, проверить двигатель и устранить неисправности;
повреждены или изношены уплотняющие кольца рабочего колеса, входные кромки рабочих лопаток — заменить рабочее колесо и поврежденные детали;
гидравлическое сопротивление нагнетательного трубопровода меньше расчетного вследствие разрыва трубопровода, чрезмерного открытия задвижки на нагнетательной или обвод* ной линии — проверить подачу; если она возросла, то закрыть задвижку на обводной линии или прикрыть ее на нагнетательной; устранить разного рода неплотности нагнетательного трубопровода;
плотность перекачиваемой жидкости меньше расчетной, повышено содержание воздуха или газов в жидкости — проверить плотность жидкости и герметичность всасывающего трубопровода, сальников;
во всасывающем трубопроводе или рабочих органах насоса наблюдается кавитация — проверить фактический кавитацион-ный запас удельной энергии; при заниженном значении его устранить возможность появления кавитационного режима.
5. Подача насоса меньше расчетной:
частота вращения меньше номинальной — изменить частоту вращения, проверить двигатель и устранить неисправности;
высота всасывания больше допустимой, вследствие чего насос работает в кавитационном режиме — выполнить работы, указанные в п. 2;
образование воронок на всасывающем трубопроводе, недостаточно глубоко погруженном в жидкость, вследствие чего с жидкостью поступает воздух — установить отсекатель для ликвидации воронки, повысить уровень жидкости над входным отверстием всасывающего трубопровода;
увеличение сопротивлений в напорном трубопроводе, вследствие чего давление нагнетания насоса превышает расчетное — полностью открыть задвижку на нагнетательной линии, проверить все задвижки манифольной системы, линейные задвижки, очистить места засорений;
повреждено или засорено рабочее колесо; увеличены зазоры в уплотнительных кольцах лабиринтного уплотнения вследствие их износа — очистить рабочее колесо, заменить изношенные и поврежденные детали;
через неплотности всасывающего трубопровода или сальника проникает воздух — проверить герметичность трубопровода, протянуть или сменить набивку сальника.
6. Повышенный расход электроэнергии:
подача насоса выше расчетной, напор меньше вследствие открытия задвижки на перепускной линии, разрыва трубопровода или чрезмерного открытия задвижки на нагнетательном трубопроводе — закрыть задвижку на перепускной линии, проверить герметичность трубопроводной системы или прикрыть задвижку на напорном трубопроводе;
поврежден насос (изношены рабочие колеса, уплотнитель-ные кольца, лабиринтные уплотнения) или двигатель — проверить насос и двигатель, устранить повреждения.
7. Повышенная вибрация и шум насоса:
подшипники смещены вследствие ослабления их крепления; изношены подшипники — проверить укладку вала и зазоры в подшипниках; в случае отклонения довести величину зазоров до допустимой;
ослаблены крепления всасывающего и нагнетательного трубопроводов, фундаментных болтов и задвижек — проверить крепление узлов и устранить недостатки; 218
попадание посторонних предметов в проточную часть — прочистить проточную часть;
нарушена уравновешенность насоса или двигателя вследствие искривления валов, неправильной их центровки или эксцентричной установки соединительной муфты — проверить центровку валов и муфты, устранить повреждения;
увеличены износ и люфты в обратных клапанах и задвижках на нагнетательном трубопроводе — устранить люфты;
нарушена балансировка ротора в результате засорения рабочего колеса — очистить рабочее колесо и отбалансировать, ротор;
насос работает в кавитационном режиме — уменьшить подачу путем прикрытия задвижки на нагнетательной линии, герметизировать соединения во всасывающем трубопроводе, увеличить подпор, уменьшить сопротивление на всасывающем трубопроводе.
8. Повышенная температура сальников и подшипников:
нагрев сальников вследствие чрезмерной и неравномерной затяжки, малого радиального зазора между нажимной втулкой и валом, установки втулки с перекосом, заедания или перекоса фонаря сальника, недостаточной подачи уплотнительной жидкости— ослабить затяжку сальников; если это не даст эффекта, то разобрать и устранить дефекты монтажа, заменить набивку; увеличить подачу уплотнительной жидкости;
нагрев подшипников вследствие слабой циркуляции масла в принудительной системе смазки подшипников, отсутствие вращения колец в подшипниках с кольцевой смазкой, утечка масла и загрязнения — проверить давление в системе смазки, работу масляного насоса и устранить дефект; обеспечить герметичность масляной ванны и трубопровода, сменить масло;
нагрев подшипников вследствие неправильной их установки (малы зазоры между вкладышем и валом), износа вкладышей, повышенной затяжки опорных колец, малых зазоров между шайбой и кольцами в упорных подшипниках, задира опорного или упорного подшипника или расплавления баббита — проверить и устранить дефекты; зачистить задир или заменить подшипник.
Поршневые компрессоры. К деталям, где возможно появление наиболее опасных дефектов, относят валы, шатуны, крейцкопфы, штоки, головки цилиндров, пальцы кривошипов, болты и шпильки. Зоны, в которых наблюдается максимальная концентрация напряжений, — резьбы, галтели, поверхности сопряжений, напрессовки, шейки и щеки колончатых валов, шпоночные пазы.
При эксплуатации рамы (станины) и направляющих проверяют деформацию их элементов. Вертикальные перемещения, превышающие 0,2 мм, являются признаком неработоспособности компрессора. На поверхности рамы выявляют трещины и контролируют их развитие.
219-
Прилегание к фундаменту рамы, а также любой из направляющих, закрепленных на фундаменте, должно быть не менее Г)0 % периметра их общего стыка. Не реже одного раза в год проверяют горизонтальность положения рамы (отклонение плоскости рамы в любом направлении на длине 1 м не должно превышать 2 мм). На поверхностях скольжения направляющих не должно быть рисок, вмятин, забоин глубиной более 0,3 мм. Для коленчатого вала при эксплуатации контролируют температуру его участков, работающих в режиме трения. Она не должна превышать значений, указанных в инструкции по эксплуатации.
Для шатунных болтов контролируют их затяг, состояние устройства стопорения и поверхности болта. Признаки неработоспособности болта следующие: наличие трещин на поверх- ' ности, в теле или резьбе болта, коррозии в призонной части болта, срыв или смятие витков резьбы. Суммарная площадь касания должна составлять не менее 50 °/о площади опорного пояса. Пятна касания не должны иметь разрывов, превышающих 25 % длины окружности. При превышении остаточного удлинения болта на 0,2 % от его первоначальной длины болт выбраковывается.
Для крейцкопфа контролируют состояние элементов его соединения со штоком, а также пальца, проверяют зазоры между верхней направляющей и башмаком крейцкопфа. При эксплуатации обращают внимание на состояние внешней поверхности цилиндра, уплотнение масловодов индикаторных пробок, фланцевых соединений системы водяного охлаждения. Свищи и пропуски газа, воды, масла в корпусе или фланцевых соединениях недопустимы. Температура воды на выходе из водяных рубашек и крышек цилиндров не должна превышать значений, приведенных в инструкции по эксплуатации.
Для поршней подлежит контролю состояние поверхности (в том числе состояние и толщина несущей поверхности поршня скользящего типа), а также фиксация поршня на штоке и заглушек (у литых поршней) ступени, работающей под давлением. Признаки выбраковки поршней следующие: задиры в виде борозд на площади, составляющей более 10 % поверхности заливки, наличие участков с отставшим, выплавленным или выкрошенным баббитом, а также трещины с замкнутым контуром. Радиальная трещина слоя заливки не должна снижаться до 60 % от первоначальной. Не допускаются нарушения фиксации поршневой гайки для заглушек литых поршней, люфт поршня на штоке, неплотности поверхности сварных швов, отрыв днища поршня от ребер жесткости.
Для штоков перед выводом компрессора в ремонт контролируют биение штока в пределах поршня ступени, состояние поверхности штока; выявляют задиры или следы наволакивания металла уплотнительных элементов на поверхности штока. Не допускаются трещины на поверхности, резьбе или 220
галтелях штока, деформации, срыв или смятие резьбы. При эксплуатации контролируют герметичность уплотнения штока, не оснащенного и оснащенного системой отвода утечек. Показатель герметичности уплотнений штоков — содержание газа в контролируемых местах компрессора и помещении, которое не должно превышать значений, допускаемых действующими нормами.
Ежегодно при ремонте проверяют состояние уплотнения штока. Трещины на элементе или поломки его недопустимы. Износ уплотнительного элемента должен составлять не более 30 % его номинальной радиальной толщины, а зазор между штоком и защитным кольцом уплотнения штока с неметаллическими уплотннтельными элементами — не более 0,1 мм.
При эксплуатации контроль работоспособности поршневых колец осуществляют по регламентированным давлениям и температуре сжимаемой среды. В цилиндрах не должно отмечаться усиление шума или стука в цилиндрах. Задиры поверхности скольжения колец должны быть менее 10 % окружности. Если радиальный износ кольца в любом его сечении превышает 30 % первоначальной толщины, кольцо выбраковывают.
Признаки неработоспособности клапанов следующие: не нормальный стук в клапанных полостях, отклонения давлений и температуры сжимаемой среды от регламированных. При контроле состояния клапанов проверяют целостность пластин, пружин и наличие трещин в элементах клапана. Площадь проходного сечения клапана в результате загрязнения не должна уменьшаться более чем на 30 % от первоначальной, а плотность — ниже установленных норм.
Поршневые насосы. Цилиндры и их гильзы могут иметь следующие дефекты: износ рабочей поверхности в результате трения, коррозионный и эрозионный износы, трещины, задиры. Величину износа цилиндров определяют после выемки поршня (плунжера) путем замера диаметра расточки в вертикальной и горизонтальной плоскостях по трем сечениям (среднему и двум крайним) с помощью микрометрического штихмаса.
На рабочей поверхности поршня недопустимы задиры, забоины, заусеницы и рваные кромки. Максимально допустимый износ поршня—(0,008—0,011)Г>п, где Ол — минимальный диаметр поршня. При обнаружении трещин на поверхности поршневых колец, значительном и неравномерном износе, эллипс-ности, потере упругости колец их необходимо заменить новыми.
Отбраковочные зазоры поршневых колец насоса определяют следующим образом: наименьший зазор в замке кольца в свободном состоянии Д» (0,06^-0,08) Б; наибольший зазор в замке кольца в рабочем состоянии Л =к (0,015-^0,03) Д где О — минимальный диаметр цилиндра.
Допустимое радиальное коробление для колец диаметром до 150, 150—400, свыше 400 мм составляет соответственно не более 0,06—0,07; 0,08—0,09; 0,1—0,11 мм.
Отбраковочный зазор между кольцами и стенками канавок поршня рассчитывают по следующим соотношениям: Лтщ = = 0,003 /г; Атах= (0,008-4-9,01) к, где к — номинальная высота колец.
При обнаружении рисок глубиной 0,5 мм, эллипсностн 0,15—0,2 мм штоки и плунжеры протачивают. Шток можно протачивать на глубину не более 2 мм.
Несоосность цилиндра и направляющей штока допустима в пределах 0,01 мм. Если биение штока превышает 0,1 мм, то шток протачивают на 7г величины биения или правят.
Глава 9