Эксплуатация нефтегазопромыслового оборудования
Правила монтажа, принцип работы и эксплуатации нефтегазопромыслового оборудования. Технология технического обслуживания наземного оборудования и подземного ремонта скважин. Расчеты и выбор наземного и скважинного оборудования; предотвращение аварий.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | методичка |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 19.04.2022 |
| Размер файла | 5,9 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Форма проведения: индивидуальная работа студентов
Формы контроля: Проверка и оценка письменных работ преподавателем
Оснащение рабочего места: методические рекомендации, учебник С.Л. Никишенко «Нефтегазопромысловое оборудование»
Порядок выполнения практического занятия:
1. Изучить теоретический материал
2. Оформить таблицу
3. Выполнить тест
Методические указания по выполнению задания
Рабочее колесо. Основным узлом центробежного насоса является рабочее колесо. В зависимости от числа рабочих колес насосы подразделяют на одноступенчатые с одним рабочим колесом и многоступенчатые с несколькими рабочими колесами, установленными на одном валу (Рисунок 1).
Рисунок 1 - Схема многоступенчатого центробежного насоса: 1 - направляющий аппарат; 2 - четвертая ступень
При этом жидкость проходит через все рабочие колеса. Суммарный напор многоступенчатого насоса равен сумме напоров, развиваемых каждой ступенью. По способу подвода жидкости к рабочему колесу насосы бывают с односторонним и двусторонним подводом воды (Рисунок 2).
Рисунок 2 - Центробежный насос с двухсторонним подводом водыи направляющим аппаратом. 1 - корпус; 2 - рабочее колесо; 3 - втулка; 4 - всасывающий патрубок; 5 - нагнетательный патрубок; 6 - направляющий аппарат
Рабочее колесо (Рисунок 3) состоит из переднего диска 1 с отверстием для входа жидкости и сплошного-заднего 2, который посредством ступицы обеспечивает крепление колеса на валу. В промежутках между дисками установлены лопатки. Для того чтобы не снижать площадь проходного сечения рабочего колеса на входе жидкости, длина лопатки различна.
Рисунок 3 - Рабочее колесо центробежного насоса
Все лопатки располагают наружными кромками к внешнему диаметру колеса. Лопатки, располагаемые через одну, не доходят до внутренней окружности колеса.
Рабочие колеса выполняют из чугуна, стали. Для работы в агрессивных средах применяют лопатки из бронзы, латуни и коррозионно-стойких сталей.
Направляющий аппарат. Преобразование кинетической энергии, сообщаемой жидкости рабочим колесом, в потенциальную происходит в направляющем аппарате каждой ступени, который представляет собой устройство, состоящее из неподвижных дисков с плашками (Рисунок 4).
Рисунок 4 - Направляющий аппарат центробежного насоса секционного типа. 1 - направляющий аппарат; 2 - рабочее колесо
В одноступенчатых насосах или из последнего рабочего колеса многоступенчатого насоса жидкость с большой скоростью поступает в спиральную камеру 1 (Рисунок 5). Затем через трубный расширитель 2 (диффузор) жидкость направляется в напорный трубопровод. Форма спиральной камеры должна обеспечить плавное снижение скорости по направлению к выходу и минимальные потери на гидравлические сопротивления.
Рисунок 5 - Спиральная камера центробежного насоса
Вал насоса. Вал насоса предназначен для передачи вращающего момента от привода насоса к рабочим колесам.
Вал с неподвижно посаженными на нем рабочими колесами образуют ротор насоса. Для соединения вала с рабочим колесом предусмотрено соединение шпоночного типа. Вал является наиболее нагруженной и ответственной деталью насоса.
Валы изготовляют из высокопрочных сталей. Они имеют ступенчатую форму (Рисунок 2).
К средней части 3 вала со шпонкой 6 крепится рабочее колесо. На концах вала имеются шейки 1 под подшипники. В зонах 2 расположены защитные втулки 7 и 8, а на участке 4 - соединительная полумуфта, на конец шейки вала надета зажимная гайка 9 упорного подшипника. Метка 5 служит для правильной сборки ротора.
Соединительные муфты. Для передачи вращательного момента от двигателя ротору в центробежных насосах применяют в основном соединительные втулочно-пальцевые, зубчатые и упругие муфты.
Втулочно-пальцевые муфты (Рисунок 7) имеют широкое распространение, что обусловлено простотой их изготовления и низкой стоимостью.
Они дополнительно выполняют функции амортизаторов (в муфтах имеются упругие элементы). Так как упругие элементы таких муфт обладают низкими прочностными свойствами, то область их применения ограничивается насосами средней и низкой мощности.
Рисунок 7 - Пальцевая муфта. 1 - уплотнение (фетровый сальник); 2 - втулка привода: 3 - прокладка; 4 - втулка насоса; 5 - полумуфта привода; 6 - полумуфта насоса
У зубчатых муфт (Рисунок 8) все детали выполнены из металла. Незначительные перекосы и осевые смещения валов обусловлены перемещениями в зубчатом зацеплении.
Зубчатая муфта состоит из двух обойм с внутренними зубьями, в зацеплении с которыми находятся зубья втулок, установленных на концах соединяемых валов. Зубчатые муфты надежны в работе и не имеют быстроизнашивающихся деталей. Они способны передавать высокие нагрузки и работать при высоких частотах вращения независимо от направления вращения. Следует отметить, что полость муфты необходимо заполнять маслом.
Рисунок 8 - Зубчатая муфта. 1 - уплотнение (фетровый сальник); 2 - втулка привода: 3 - прокладка; 4 - втулка насоса; 5 - полумуфта привода; 6 - полумуфта насоса
Упругие муфты (Рисунок 9) имеют высокую технологичность, просты и надежны в работе. Упругий элемент состоит из пакета фигурных стальных пластин. Пластины устанавливают на болтах между центральной втулкой и полумуфтами (часть болтов вворачивается во втулку, а часть в полумуфту). Упругие муфты описанной конструкции работают без смазки.
Рисунок 9 - Упругая муфта. 1 - пакеты упругих пластин; 2 - втулка; 3 - болты; 4 - полумуфты
Уплотнения валов. Неисправность уплотнительных узлов является распространенной причиной остановок насосов. Эксплуатация насосов с неисправными уплотнениями при перекачке радиоактивных, пожаро- и взрывоопасных жидкостей может привести к серьезным авариям. Поэтому устройству и обслуживанию уплотнений валов необходимо уделять серьезное внимание.
Наиболее простым по конструкции и в обслуживании является сальниковое уплотнение (Рисунок 10). Материал, из которого выполнено уплотнение, и усилия поджатия зависят от рабочих давлений, скорости скольжения поверхности вала, температуры и свойств перекачиваемой жидкости.
Рисунок 10 - Сальниковое уплотнение. 1 - корпус сальника; 2 - кольца набивки; 3 - нажимная втулка
При небольшом перепаде давления и низких скоростях скольжения применяют манжетные уплотнения. В современных насосах в основном используют стандартные манжеты, которые изготавливают из резины.
Манжеты имеют металлический каркас, придающий манжете необходимую жесткость, и пружину, создающую предварительный обжим вала уплотняющим элементом.
Наиболее эффективным видом уплотнения являются торцовые уплотнения, которые работают при более значительных перепадах давлений и скоростях скольжения, чем манжетные и сальниковые уплотнения. Кроме того, по сравнению с указанными уплотнениями торцовые уплотнения допускают более значительное радиальное биение вала и имеют больший срок службы.
Торцовые уплотнения значительно сложнее по конструкции, чем сальниковые или манжетные. Однако в условиях длительной эксплуатации они более экономичны, так как практически не требуют затрат на обслуживание.
Конструкции торцовых уплотнений разнообразны. Выбор их определяется условиями эксплуатации. На Рисунок 11 показана конструкция торцового уплотнения с двумя торцовыми парами, в пространство между которыми подается жидкость с давлением, превышающим давление уплотнения.
Рисунок 11 - Конструкция двойного торцевого уплотнения. 1 - вращающиеся обоймы; 2 - обоймы неподвижные; 3 - пары трения
Такая конструкция практически полностью исключает утечку перекачиваемой жидкости. Уплотнение имеет вращающиеся и неподвижные контактные кольца. Нажимное устройство, состоящее из пружины, обоймы и нажимного кольца, вращается вместе с валом.
На Рисунок 12 приведена схема торцевого уплотнения с одной парой трения. Уплотнение осуществляется с помощью подвижного в осевом направлении кольца. В этом уплотнении использовано коническое кольцо из фторопласта. Уплотнения, выполненные по приведенной схеме, применяют при работе с агрессивными средами, которые не содержат абразивных примесей.
Рисунок 12 - Схема торцового уплотнения с одной парой трения
К наиболее простым и надежным уплотнениям относятся также щелевые уплотнения, которые применяют для уплотнения рабочих колес со стороны всасывания, а также в качестве межступенчатых уплотнений.
В общем случае щелевые уплотнения представляют собой цилиндрическую щель, образованную неподвижной деталью корпуса и вращающейся втулкой, установленной на роторе. Герметизирующая способность щелевого уплотнения зависит от длины щели и зазора между вращающимися деталями, который устанавливается минимально возможным, чтобы исключить возможность трения Применение щелевых уплотнений снижает экономичность насоса вследствие утечек.
Особой разновидностью уплотнений являются импеллеры. Они относятся к так называемым динамическим уплотнениям, т.е. их уплотняющая способность проявляется только при вращении вала. По конструкции импеллеры напоминают рабочее колесо центробежного насоса и аналогичны ему по принципу действия.
Задание: Заполнить таблицу
Название узла/детали Материал изготовления Назначение/применение
Задания для закрепления темы: выполните тест
1. Центробежные насосы это:
а) насос, в котором движение жидкости и необходимый напор создаются за счёт центробежной силы, возникающей при воздействии лопастей рабочего колеса на жидкость
б) один из видов объёмных гидромашин, в котором вытеснителями являются один или несколько поршней (плунжеров), совершающих возвратно-поступательное движение
в) насос, в котором роль поршня выполняет гибкая пластина-диафрагма, закреплённая по краям и изгибающаяся под действием рычажного механизма или переменного давления среды
2. Центробежные насосы бывают:
а) одноступенчатые и многоступенчатые
б) только одноступенчатые
в) только многоступенчатые
3. От чего зависит давление, развиваемое центробежным насосом?
а) от температуры
б) от скорости вращения рабочего колеса
в) от плотности жидкости
4. Для чего предназначены центробежные насосы?
а) предназначены для перекачки любой жидкости
б) предназначены для увеличения скорости потока жидкости
в) предназначены для перекачки маловязких жидкостей
5. Дан рисунок, перечислите названия деталей:
а) 1 - рабочее колесо; 2 - вал; 3 - корпус; 4 - лопасть.
б) 1 - рабочее колесо; 2 - вал; 3 - лопасть; 4 - корпус.
в) 1 - корпус; 2 - вал; 3 -рабочее колесо; 4 - лопасть.
6. Насос, в котором жидкость перемещается под действием центробежных сил, называется
а) лопастной центробежный насос;
б) дифференциальный центробежный насос
в) поршневой насос центробежного действия
7. Как обычно располагают установки центробежных насосов при перекачке нефти и нефтепродуктов?
а) ниже резервуара
б) выше резервуара
в) не устанавливают
8.Самовсасывающий центробежный насос способен
а) удалять жидкость из всасывающей линии
б) удалять воздух из всасывающей линии
в) ни на что не способен
9.На сколько групп делятся центробежные насосы?
а) 3
б) 18
в) 45
10. В центробежных насосах различают:
а) вакуумметрическую и геометрическую высоту всасывания
б) геометрическую высоту всасывания
в) вакуумметрическую высоту всасывания
11. Кавитация - это:
а) разрушение корпуса центробежного насоса под действием множества микроударов, возникающих при захлопывании пузырьков паров жидкости при попадании потока из области низкого давления (всасывание) в область высокого давления (нагнетание)
б) разрушение лопаток и корпуса центробежного насоса под действием множества микроударов, возникающих при захлопывании пузырьков паров жидкости при попадании потока из области низкого давления (всасывание) в область высокого давления (нагнетание).
в) разрушение лопаток и корпуса центробежного насоса под действием множества микроударов, возникающих при захлопывании пузырьков паров жидкости при попадании потока из области низкого давления (всасывание) в область высокого давления (нагнетание).
12. Какой тип насоса показано на рисунке?
а) тип К
б) тип НД
в) тип М
13. Какой тип насоса показано на рисунке?
а) К
б) НД
в) М
14. Какой тип насоса показано на рисунке?
а) К
б) НД
в) М
15. Что учитывает механический КПД?
а) учитывает все потери при передаче энергии к насосу, трение в подшипниках, сальниках, крейцкопфах
б) учитывает утечку жидкости через зазоры, сальники, через закрывающийся клапан
в) учитывает все потери напора на трение и местные сопротивления при движении жидкости внутри насоса
Критерии оценивания
Оценка 5 - таблица составлена и заполнена верно, тест решен правильно (15 из 15)
Оценка 4 - таблица сос7тавлена и заполнена верно, но с недочетами, тест решен правильно (13-14 из 15),
Оценка 3 - таблица составлена не полностью и заполнена не совсем верно, тест решен частично верно (10-12 из 15)
Оценка 2 - таблица составлена и заполнена не верно, тест решен не правильно (<9)
Практическое занятие 72
Тема: Конструкция основных узлов ЦН
Цель работы: изучить формулы для расчета основных параметров ЦН; научиться определять параметры насоса для разного числа оборотов; научиться определять параметры насоса для измененного диаметра колеса.
Форма проведения: индивидуальная
Формы контроля: Проверка и оценка письменных работ преподавателем
Оснащение рабочего места: методические рекомендации, учебник С.Л. Никишенко «Нефтегазопромысловое оборудование»
Порядок выполнения практического занятия
1. Изучить теоретический материал
2. Оформить примеры задач
3. Решить задачи
4. Ответить на вопросы
Методические указания по выполнению задания
Общие сведения
При изменении частоты вращения вала лопастного насоса характеристика насоса может быть построена с использованием критериев подобия. Учитывая, что геометрические параметры насоса постоянны и преобразуя зависимости: коэффициент расхода, коэффициент напора, коэффициент мощности, можно получить формулы для определения технических показателей насоса при изменении частоты вращения вала.
Ql/Q2 = n1/n2
Н1/Н2 = (n1/n2)2
N1/N2 = (n1/n2)3
Подачу, напор и мощность при новой частоте вращения вала можно определить из этих формул.
К.п.д. у подобных насосов, при небольшом изменении частоты вращения вала насоса, равны. При большом изменении частоты вращения вала насоса, к.п.д. насоса также меняется.
Подача и напор лопастного насоса, как было показано выше, зависят от внешнего диаметра рабочего колеса D2. Поэтому для получения необходимых технических показателей насоса в практике применяется обточка рабочих колес по внешнему диаметру. При уменьшении внешнего диаметра уменьшается окружная скорость на выходе из рабочего колеса, что приводит к уменьшению напора насоса.
Уменьшение внешнего диаметра рабочего колеса с D2.1 до D2.2 ограничивается величиной к.п.д. насоса. При большом уменьшении диаметра колеса к.п.д. насоса также уменьшается.
Формулы для определения технических показателей насоса при изменении внешнего диаметра рабочего колеса
Ql/Q2 = D2.1 / D2.2
Н1/Н2 = (D2.1 / D2.2)2
Методика решения задач
Задача 1. При изменении частоты вращения вала лопастного насоса, учитывая, что геометрические параметры насоса постоянны и преобразуя зависимости: коэффициент расхода, коэффициент напора, коэффициент мощности, можно получить формулы для определения технических показателей насоса при изменении частоты вращения вала.
Ql/Q2 = n1/n2
Н1/Н2 = (n1/n2)2
N1/N2 = (n1/n2)3
Подачу, напор и мощность при новой частоте вращения вала можно определить из этих формул.
Задача 2. Подача и напор лопастного насоса, зависят от внешнего диаметра рабочего колеса D2.
Формулы для определения технических показателей насоса при изменении внешнего диаметра рабочего колеса
Ql/Q2 = D2.1 / D2.2
Н1/Н2 = (D2.1 / D2.2)2
Пример решения задач
Задача 1. Определить напор, подачу и мощность насоса после изменения частоты вращения вала если частота вращения n1 = 40 с-1, частота вращения измененная n2 = 46 с-1, подача насоса Q1 = 180 м3/ч, напор насоса Н1 = 60 м, мощность насоса N1 = 30 кВт.
Дано:
n1 = 40 с-1
n2 = 46 с-1
Q1 = 180 м3/ч
Н1 = 60 м
N1 = 30 кВт
Н2, м - ? Q2, м3/ч - ? N2, кВт - ?
Решение
Подачу, напор и мощность при новой частоте вращения вала можно определить из формул:
Ql/Q2 = n1/n2
Н1/Н2 = (n1/n2)2
N1/N2 = (n1/n2)3
Подача насоса после изменения частоты вращения будет равна
Q2 = (Ql *n2) / n1 = (180*46) / 40 = 207 м3/ч.
Напор насоса после изменения частоты вращения будет равен
Н2 = (Н1* n22) / n12 = (60*462) / 402 = 79,35 м.
Мощность насоса после изменения будет равна
N2 = (N1*n23)/ n13 = (30* 463)/ 403 = 45,6 кВт
Ответ: Подача насоса после изменения частоты вращения будет равна Q2 = 207 м3/ч, напор насоса после изменения частоты вращения будет равен Н2 = 79,35 м, мощность насоса после изменения будет равна N2 = 45,6 кВт.
Задача 2. Определить напор и подачу насоса после изменения диаметра рабочего колеса на выходе диаметр рабочего колеса на выходе D2.1 = 460 мм, диаметр рабочего колеса после изменения D2.2 = 450 мм, подача насоса Q1 = 1800 м3/ч, напор насоса Н1 = 25 м
Дано:
D2.1 = 460 мм
D2.2 = 450 мм
Q1 = 1800 м3/ч
Н1 = 25 м
Н2, м - ? Q2, м3/ч - ?
Решение
Формулы для определения технических показателей насоса при изменении внешнего диаметра рабочего колеса
Ql/Q2 = D2.1 / D2.2
Н1/Н2 = (D2.1 / D2.2)2
Подача насоса после изменения внешнего диаметра рабочего колеса
Q2 = (Ql * D2.2) / D2.1 = (1800*450) / 460 = 1761 м3/ч.
Напор насоса после изменения внешнего диаметра рабочего колеса
Н2 = (Н1* D2.22) / D2.1 2 = (25*4502) / 4602 = 24 м.
Ответ: Подача насоса после изменения внешнего диаметра рабочего колеса Q2 = 1761 м3/ч, напор насоса после изменения внешнего диаметра рабочего колеса Н2 = 24 м.
Задание по вариантам
Задача 1. Определить напор, подачу и мощность насоса после изменения частоты вращения вала если частота вращения n1, частота вращения измененная n2, подача насоса Q1, напор насоса Н1, мощность насоса N1.
|
Параметры |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
Частота вращения n1, с-1 |
16 |
18 |
20 |
22 |
24 |
26 |
28 |
30 |
32 |
34 |
|
|
Частота вращения измененная n2, с-1 |
22 |
24 |
26 |
28 |
30 |
32 |
34 |
36 |
38 |
40 |
|
|
Подача насоса Q1, м3/ч |
180 |
216 |
252 |
288 |
324 |
360 |
396 |
432 |
468 |
504 |
|
|
Напор насоса Н1, м |
170 |
165 |
160 |
155 |
150 |
145 |
140 |
135 |
130 |
125 |
|
|
Мощность насоса N1, кВт |
122 |
142 |
160 |
175 |
190 |
204 |
215 |
225 |
234 |
242 |
|
|
Параметры |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
|
|
Частота вращения n1, с-1 |
36 |
38 |
40 |
42 |
44 |
46 |
48 |
50 |
52 |
54 |
|
|
Частота вращения измененная n2, с-1 |
42 |
44 |
46 |
48 |
50 |
52 |
54 |
56 |
58 |
60 |
|
|
Подача насоса Q1, м3/ч |
540 |
576 |
612 |
648 |
684 |
720 |
756 |
792 |
828 |
864 |
|
|
Напор насоса Н1, м |
120 |
115 |
110 |
105 |
100 |
95 |
90 |
85 |
80 |
75 |
|
|
Мощность насоса N1, кВт |
248 |
252 |
255 |
256 |
256 |
216 |
215 |
212 |
208 |
204 |
|
|
Параметры |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
|
|
Частота вращения n1, с-1 |
56 |
58 |
60 |
62 |
64 |
66 |
68 |
70 |
72 |
74 |
|
|
Частота вращения измененная n2, с-1 |
52 |
54 |
56 |
58 |
60 |
62 |
64 |
66 |
68 |
70 |
|
|
Подача насоса Q1, м3/ч |
900 |
936 |
972 |
1008 |
1044 |
1080 |
1116 |
1152 |
1188 |
1224 |
|
|
Напор насоса Н1, м |
70 |
65 |
60 |
55 |
50 |
45 |
40 |
35 |
30 |
25 |
|
|
Мощность насоса N1, кВт |
198 |
190 |
180 |
170 |
160 |
150 |
140 |
125 |
110 |
95 |
Задача 2. Определить напор и подачу насоса после изменения диаметра рабочего колеса на выходе диаметр рабочего колеса на выходе D2.1, диаметр рабочего колеса после изменения D2.2, подача насоса Q1, напор насоса Н1
|
Параметры |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
Диаметр рабочего колеса на выходе D2.1, мм |
450 |
445 |
440 |
435 |
430 |
425 |
420 |
415 |
410 |
405 |
|
|
Диаметр рабочего колеса после изменения D2.2, мм |
440 |
435 |
430 |
426 |
421 |
416 |
412 |
407 |
402 |
398 |
|
|
Подача насоса Q1, м3/ч |
1224 |
1188 |
1152 |
1116 |
1080 |
1044 |
1008 |
972 |
936 |
900 |
|
|
Напор насоса Н1, м |
25 |
30 |
35 |
40 |
45 |
50 |
55 |
60 |
65 |
70 |
|
|
Параметры |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
|
|
Диаметр рабочего колеса на выходе D2.1, мм |
400 |
395 |
390 |
385 |
380 |
375 |
370 |
365 |
360 |
355 |
|
|
Диаметр рабочего колеса после изменения D2.2, мм |
393 |
388 |
384 |
379 |
374 |
370 |
365 |
360 |
355 |
350 |
|
|
Подача насоса Q1, м3/ч |
864 |
828 |
792 |
756 |
720 |
684 |
648 |
612 |
576 |
540 |
|
|
Напор насоса Н1, м |
75 |
80 |
85 |
90 |
95 |
100 |
105 |
110 |
115 |
120 |
|
|
Параметры |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
|
|
Диаметр рабочего колеса на выходе D2.1, мм |
350 |
345 |
340 |
335 |
330 |
325 |
320 |
315 |
310 |
305 |
|
|
Диаметр рабочего колеса после изменения D2.2, мм |
345 |
341 |
336 |
331 |
327 |
322 |
317 |
313 |
308 |
303 |
|
|
Подача насоса Q1, м3/ч |
504 |
468 |
432 |
396 |
360 |
324 |
288 |
252 |
216 |
180 |
|
|
Напор насоса Н1, м |
125 |
130 |
135 |
140 |
145 |
150 |
155 |
160 |
165 |
170 |
Задания для закрепления темы
1. Что происходит при изменении частоты вращения вала?
2. Как найти КПД и мощность ЦН?
3. На что влияет диаметр рабочего колеса?
Критерии оценивания:
Оценка 5 - записаны основные формулы и их пояснение, задачи решены верно, ответы на вопросы точные и полные
Оценка 4 - записаны основные формулы и их пояснение, задачаи решены верно, но с неточностями, ответы на вопросы точные, но не полные
Оценка 3 - записаны основные формулы без пояснения, задачи решены не верно, ответы на вопросы не точные
Оценка 2 - не записаны основные формулы и их пояснение или записаны частично, задачи решены не верно, нет ответов на вопросы
Информационное обеспечение:
С.Л. Никишенко «Нефтегазопромысловое оборудование»
Практическое занятие 73
Тема: Конструкция основных узлов и деталей поршневых компрессоров
Цель работы: обобщить знания об узлах и деталях поршневых компрессоров
Форма проведения: индивидуальная работа студентов
Формы контроля: Проверка и оценка письменных работ преподавателем
Оснащение рабочего места: методические рекомендации, учебник С.Л. Никишенко «Нефтегазопромысловое оборудование»
Порядок выполнения практического занятия:
1. Изучить материал
2. Зачертить схемы с описанием
3. Заполнить таблицу
Методические указания по выполнению задания
Основные детали и конструктивные особенности поршневых компрессоров
Поршневые компрессорные установки представляют собой наиболее распространенный вид оборудования, который способен сжимать воздух. Принцип работы заключается в том, что цилиндр засасывает определенное количество воздуха, который затем сжимает поршень при движении. Для сжатия возможно использовать обе стороны поршня (так называемый принцип двойного действия). Двухступенчатая поршневая компрессорная установка производит воздух с высокими показателями качества и активно применяется в производственных процессах, где существуют строгие требования к соблюдению технологий.
Ключевыми составляющими конструкции поршневого компрессора являются поршень, цилиндр, камера, коленчатый вал, кривошипно-шатунный механизм, клапаны (впускной и выпускной), а также привод (электрический, бензиновый или дизельный).
Конструкция данных компрессоров является простой, ремонт и замена запасных частей доступной. Тем не менее, такое оборудование нуждается в регулярной профилактике.
Типы поршневых компрессоров
В настоящее время на рынке представлено большое разнообразие модификаций поршневых компрессоров. Существует множество моделей одноступенчатых, многоступенчатых компрессоров, одностороннего, двустороннего всасывания, сальниковых и бессальниковых агрегатов и пр. Ряд поршневых компрессоров необходимо смазывать минеральными маслами, другие в этом не нуждаются. Основные модели поршневых компрессорных установок можно классифицировать по типу привода, уровню конечного давления, количеству ступеней сжатия и виду исполнения.
Можно выделить следующие типы поршневых компрессоров:
· одинарного (бескрейцкопфные) или двойного действия (крейцкопфные);
· масляные и безмасляные (сухого трения или сухого сжатия);
· горизонтальные, вертикальные, угловые по расположению цилиндров
· по количеству ступеней - многоступенчатые, одноступенчатые.
· с различным количеством цилиндров.
По типу привода компрессоры делятся на установки:
· с прямым приводом (обеспечивают существенную экономию электрической энергии, демонстрирует более низкий уровень шума относительно агрегатов с ременным приводом, и имеют более высокий показатель КПД);
· с ременным приводом (демонстрируют меньшие динамические нагрузки при запуске благодаря проскальзыванию ременной передачи).
По уровню давления на выходе поршневые компрессоры делятся на агрегаты низкого давления (диапазон от 5 до 12 бар), среднего (диапазон от 2 до 100 бар) и высокого (диапазон от 0 до 1000 бар).
По количеству ступеней сжатия поршневые компрессорные установки бывают многоступенчатыми, двухступенчатыми и одноступенчатыми. В компрессорах многоступенчатого сжатия важно не допускать чрезмерного повышения температуры сжимаемого газа (не более 180°С), так как существует опасность взрыва и возгорания.
По виду исполнения данные агрегаты делятся на стационарные установки и мобильные (передвижные).
Материал корпуса - чугун. В корпусе расположены цилиндр и картер. Коленчатый вал находится в картере. Масло для смазки деталей заливают в нижнюю часть картера. В подшипниках находятся коренные шейки коленчатого вала. Сальник как уплотнение шейки вала от утечки хладагента. Маховик напрессован на шейке вала. Вращение от электродвигателя через ременную передачу.
Поршневой компрессор в разрезе
Шатун и поршень соединяют поршневым пальцем. Движение поршня до крайнего положения цилиндров на значение 2-го радиуса кривошипа.
Уплотнение поршня: кольца. Пары хладагента не попадают в картер.
Всасывающий и нагнетательный клапан в камерах на головке цилиндра.
Назначение: перекрывают отверстия между камерой и цилиндром.
Подсоединение испарителя с всасывающим трубопроводом, конденсатор с нагнетательным трубопроводом.
По виду расположения в установке цилиндров поршневые компрессоры подразделяют на вертикальные, горизонтальные и угловые.
Компрессор одинарного действия
Вертикальное расположение
V-образное расположение
W-образное расположение
Ступенчатый поршень (дифференциальный)
Компрессор двойного действия (крейцкопфный)
Линейное расположение
Горизонтальные ступенчатые поршни
L-образное расположение
С оппозитными цилиндрами
V-образное расположение
W-образное расположение
Угловое размещение Цилиндры могут размещаться в одних рядах вертикально, в других - горизонтально. В этом случае речь о прямоугольных компрессорах. Расположение цилиндров бывает V-образным и W-образными (компрессоры бывают по расположению цилиндров соответственно V- и W-образными).
У-образное расположение цилиндров:
· компрессоры для воздуха
· холодильные одноступенчатые (аммиак или фреоне)
· холодильные двухступенчатые (аммиак)
Вертикальное размещение. У вертикальных установок цилиндры расположены вертикально. Количество цилиндров определяет область применения компрессора и давления на нагнетании. На рисунке ниже представлен крейцкопфный компрессор двойного действия. На раме (материал: чугун, литая) зафиксированы цилиндры в несколько рядов. Сколько рядов столько колен у коленчатого вала, расположенного на коренных подшипниках. По длине коленвала и расстоянию между цилиндрами подбирают требуемое количество подшипников. Привод от электродвигателя посредством муфты или клиноременной передачи. Маховик - это полумуфта на валу. Шкив привода смонтирован на торцевой части вала.
Клапаны на всосе и нагнетании - пластинчатые, самодействующие. Такие компрессоры могут быть изготовлены с одной до четырех ступеней сжатия и иметь одно- и двухрядное исполнение.
Вертикальный двухрядный двухступенчатый компрессор
Горизонтальное размещение. У горизонтальных компрессорных установок цилиндры могут размещаться как с одной стороны, так и с двух на коленчатом валу.
Оппозитное исполнение (расположение цилиндров с двух сторон на коленчатом валу) поршневых компрессоров средней и высокой производительности - это результат технологического прогресса. Поршни двигаются на встречу друг другу. Таким компрессорам присущи высокая динамичность и уравновешенность, компактность и небольшой вес.
Установки с небольшой или средней производительностью имеют прямоугольную конструкцию и У-образное размещение цилиндров. Благодаря улучшенной производительности, оппозитные компрессоры чаще используются, чем стандартные устройства.
Приведем пример горизонтального крейцкопфного компрессора двойного действия с оппозитным размещением цилиндров. Поршни движутся во взаимно-противоположном направлении. Такие конструкции компактны, имеют большую скорость работы. Монтаж таких установок несложен благодаря удобному расположению аппаратура между ступенями и магистралями. Части компрессора при поставке могут поставляться укрупненными узлами-блоками.
Горизонтальный оппозитный четырехрядный многоступенчатый компрессор
Цилиндры в оппозитных компрессорах могут располагаться в 2-, 4-и 6 рядов. См. рисунок выше. Отработавшее масло в нижней части рамы коробчатой формы (материал чугун, литая). Перегородки, расположенные поперек ребра, стяжки и распорки сверху создают жесткость рамы основания. По кол-ву рядов цилиндров подбирают коренные подшипники, их может быть 3, 5 и 7 соответственно. 2 упорные подшипника имеют вкладыши с тонкими стенами и расположены у привода.
Крупные компрессоры, у которых 8 рядов цилиндров от иностранных заводов изготовителей имеют 2 отдельные рамы (коробчатая форма). Приводной механизм размещается между рамами. Направляющие крейцкопфов смонтированы с каждой стороны рамы и прикреплены к фланцам, расположенным вертикально. Качающиеся опоры используют для монтажа направляющих к раме в небольших компрессорах. Опорные лапы с жестким креплением требуются для направляющих в других компрессорах.
Количество рядов цилиндров совпадает с количеством шатунных шеек на коленвалах. Крепление шатунных шеек на 180° по парам (щека общая). В компрессорах с 4 рядами разворот пары шатунных шеек на 90° относительно другой. Если 6 рядов, то разворот уже на 120°.
Чугун используют в качестве материала литых цилиндров для первых 3х ступеней. Крышки цилиндров имеют рубашки с водным охлаждением. Исключение 1я ступень холодильного компрессора. Сталь (кованые цилиндры) идет в качестве материала в остальных ступенях. Для охлаждения используют разъемные кожухи. В зависимости от размеров и кол-ва цилиндров в ряду у них 1 или 2 качающиеся опоры. Клапаны обычно устанавливают прямоточные.
Компрессор приводится в действие от электродвигателя с неразъемным ротором. Ротор -консольный конец вала, а неразъемный статор - фундамент. Иногда на некоторых типах компрессоров ротор может быть на приставном валу.
Поршни. На первых 3х ступенях сжатия поршень двойного действия, изготовленный обточкой (скользящий тип). На следующих ступенях ставят дифференциальные поршни. Составные части сальникового уплотнения - это сальник, предсальник и маслосниматель.
Клапаны. Некоторые конструкции и типы клапанов более соответствуют имеющимся условиям эксплуатации, чем другие. Для работы в холодильных компрессорах и некоторых воздушных более подходят полосовые клапаны на всасе. Для работы с водородом используют грибковые клапаны, пластинчатые клапаны с прорезями и клапаны с концентрическими кольцами как наиболее надежные. Кольцевой тип клапанов применяется для других случаев. Клапаны на нагнетании прямоточного типа. Дисковые и пластинчатые клапаны применяют на ступенях высокого давления и при работе с коксующимися газами с примесями. Компрессорные клапаны могут являться самой большой единственной причиной незапланированных остановов поршневых компрессоров.
У крупных компрессоров 2 отдельные рамы с 2 коленчатыми валами с фланцевым подсоединением к ротору электродвигателя. Вал у ротора смонтирован на 2х подшипниках, которые крепят к фундаменту. Разъемный статор монтируется на фундамент.
Один коленчатый вал в компрессорах с 2мя рамами среднего класса располагают на подшипниках обеих рам электродвигателя. На нем между рамами монтируют разъемный ротор. Вал поворачивают вручную или электроприводом для этого на торце коленчатого вала с другой стороны от электродвигателя устанавливают храповое колесо. Ротор привода может быть размещен и на выносной части вала, при наличии выносного подшипника.
Для рабочих частей применяется циркуляционная система смазки. Лубрикатор смазывает маслом цилиндр и сальник. Насос соединен с электродвигателем через муфту, лубрикатор соединяется при помощи редуктора. У компрессоров этого класса направляющие, крейцкопфы, шатуны, коренные и шатунные подшипники и остальные составные части кривошипно-шатунного механизма с одинаковыми размерами.
Задание: зачертите схемы и их описания, заполните таблицу - «Виды компрессора»
Задания для закрепления темы: составить тезисы
Критерии оценивания:
Оценка 5 - таблица заполнена верно, все схемы с описаниями, тезисы составлены грамотно
Оценка 4 - таблица заполнена верно, не все схемы с описаниями, тезисы составлены грамотно
Оценка 3 - таблица заполнена верно, все схемы без описания, тезисы составлены не грамотно
Оценка 2 -таблица заполнена не верно, все схемы с описаниями отсутствуют, тезисы составлены не грамотно
Информационное обеспечение:
С.Л. Никишенко «Нефтегазопромысловое оборудование»
Практическое занятие 74
Тема: Конструкция основных узлов и деталей поршневых компрессоров
Цель работы: обобщить знания об узлах и деталях поршневых компрессоров
Форма проведения: индивидуальная работа студентов
Формы контроля: Проверка и оценка письменных работ преподавателем
Оснащение рабочего места: методические рекомендации, учебник С.Л. Никишенко «Нефтегазопромысловое оборудование»
Порядок выполнения практического занятия:
1. Изучить материал
2. Зачертить схемы с описанием
3. Заполнить таблицу
Методические указания по выполнению задания
Типы/виды и конструкции поршневых компрессоров
Любой тип компрессора или установки компрессорной предназначен для сжатия, подачи воздуха (любого газа) под давлением. Поршневым называется компрессор, поршень которого делает возвратно-поступательные движения, находясь в цилиндре. В странах СНГ отдают предпочтение поршневым компрессорам, наиболее известным среди машин, имеющих производительность < 100 куб. метров в минуту.
Известны поршневые компрессоры следующих типов:
Коаксиальные поршневые компрессоры
Для коаксиальных компрессоров характерно то, что муфта соединяет коленвал с электрическим приводом, что обеспечивает исключение потерь мощности вследствие трения. Конструктивное исполнение данных компрессоров довольно компактно. Данные компрессорные агрегаты отличаются методами смазки. Цилиндропоршневую группу безмасляных компрессоров данного типа смазывать не надо. Сжатый воздух на выходе подобных устройств не имеет масляных примесей. Аппараты такого типа популярны в пищевой промышленности, фармацевтике, медицинских отраслях. В масляных же коаксиальных компрессорах применяют минеральное компрессорное масло в качестве смазки. За счет этого у данного компрессора довольно высокий ресурс. Коаксиальные компрессоры работают в периодическом режиме, т.е. 20 минут в работе, 40 минут составляет перерыв. Рабочее давление равно при этом восьми барам. Мощность двигателя равна приблизительно 2,25 кВт, производительность же может достигать 200 л/мин. К основным достоинствам данных насосных устройств можно отнести малогабаритность, лёгкость, относительно низкую стоимость. Коаксиальные компрессоры подразделяются на безмасляные и масляные поршневые компрессоры.
Компрессоры безмасляные
Этот тип компрессоров приемлем для систем, в которых обязательным условием является подача чистого воздуха. В воздухе не должно быть примесей масляной эмульсии. Двигатель для безмасляных компрессорных устройств выпускается с мощностью 1,1 кВт, они оснащаются также ресиверами различного объема. Данный тип компрессора обладает своими положительными особенностями:
· небольшого размера;
· не частое обслуживание;
· транспортировка и перемещение осуществляется в любом положении.
От масляного компрессорного устройства безмасляный компрессор отличается тем фактом, что воздух и смазочное средство в нем «существуют раздельно». Дополнительная очистка способствует обеспечению высокого качества выходного потока. Безмасляные компрессоры подразделяются, в свою очередь, на следующие виды:
· автомобильный безмасляный компрессор представляет собой компактный агрегат для подкачки шин. Обычно он не оснащается ресивером и работает от аккумулятора.
· бытовой компрессор, который применяется для работы с пневматическим инструментом, например, с краскопультами. Безмасляные компрессоры поршневого конструктивного исполнения являются отдельной категорией, осуществляя, например, высококачественную окраску, достигая при этом идеально окрашенной поверхности. При использовании осушителей компактного типа, для которых параметр точки росы не должен быть выше 70 °С, полностью удаляется влага из сжатого воздуха и исключается попадание её на окрашиваемую компрессором поверхность.Этот факт способствует увеличению коррозионной стойкости материалов для лакокрасочных покрытий. Большинство импортных автомобилей и часть машин российских производителей окрашиваются на заводах при помощи безмасляных компрессоров, имеющих адсорбционные осушители.
· полупрофессиональный и профессиональный безмасляный компрессор, используемый в мастерских, лабораториях, производственных цехах, в которых обязательным условием является подача большого объёма чистого воздуха. Эти компрессоры популярны при использовании в фармацевтической и пищевой промышленностях. Однако, стоимость данного вида безмасляных компрессоров этого класса высока.
Масляные компрессоры, оснащённые прямым приводом
В ресивер данного компрессора, если он есть, можно вместить максимально 100 л воздуха, а мощность двигателя равна приблизительно 1,1-1,8 кВт. В сравнении с безмасляными компрессорными аппаратами, ресурс их намного выше. Кроме того, безмасляным компрессорам необходимо специфичное техобслуживание. Отрицательный фактор у компрессоров этого типа несет в себе воздух, который на выходе содержит масляную эмульсию, а это требует дооснащения компрессора фильтром. Масляные компрессоры, оснащенные прямыми приводами, находят широкое применение при изготовлении мебели, в автомобильном сервисе, а также при ремонтных работах, связанных с реконструкцией фасадов.
Масляные компрессоры на ременном приводе
Расчет бурового наземного и подземного оборудования при глубинно-насосной штанговой эксплуатации. Выбор типоразмера станка-качалки и диаметра плунжера насоса, конструкции колонны штанг и расчет их на выносливость. Правила эксплуатации станка-качалки. Назначение, устройство и техническая характеристика центробежных насосов. Виды и периодичность технического обслуживания и ремонта оборудования. Описание дефектов и способов их устранения. Техника безопасности при ремонте нефтепромыслового оборудования. Выбор подземного и наземного оборудования ШСНУ для скважин. Установление параметров работы штанговой скважинной насосной установки. Определение ее объемной производительности, глубины спуска насоса. Выбор типа электродвигателя и расчет его мощности. Структура службы главного механика. Организация и технология обслуживания и ремонта оборудования. Планирование работы ремонтного цеха. Учет работы и планирование технологического оборудования и его ремонта. Формы оплаты труда работникам рабочих служб. Устройство скважинных штанговых насосов. Описание дефектов в процессе эксплуатации. Виды и периодичность технического обслуживания и ремонта оборудования. Порядок подъема насоса и его демонтаж. Выбор рациональной технологии восстановления деталей. Нормативы периодичности, продолжительности и трудоёмкости ремонтов, технологического оборудования. Методы ремонта, восстановления и повышения износостойкости деталей машин. Методика расчета численности ремонтного персонала и станочного оборудования. Характеристика Красноярского алюминиевого завода. Номинальный фонд времени работы оборудования. Определение количества и видов ремонтов. Выбор необходимого количества оборудования. Расчет численности ремонтного персонала. Годовые суммарные трудозатраты. Характеристика монтируемого оборудования: его назначение, конструкция, принцип действия, комплектация и основные монтажные характеристики. Выбор способов доставки оборудования к месту монтажа. Разработка плана монтажной площадки и сетевого графика работ. Технологическая схема производства, сравнительная характеристика оборудования. Назначение, устройство и принцип действия оборудования, которое входит в технологическую линию. Правила эксплуатации и техники безопасности. Выполнение расчетов оборудования. Изучение организации проведения планового обслуживания и ремонта оборудования, технологии и порядка ведения монтажа, механизации разборочно-сборочных и монтажных работ, правил эксплуатации. Структура ремонтной службы и роль ремонтно-механического цеха. Описание и условия эксплуатации крыши вертикального цилиндрического наземного резервуара. Выбор способа сварки и сварочного оборудования. Разработка технологии изготовления полотнища крыши. Контроль качества сварных соединений, исправление дефектов. Электрооборудование поступившее на ремонт, должно пройти полный технологический контроль на участке по ремонту оборудования. Предусмотрены осмотры, техническое обслуживание, текущий, средний и капитальный ремонты. Дежурный и ремонтный персонал. Расчет годовых режимов работы оборудования. Понятие ремонтного коэффициента представляет собой число дней нахождения оборудования в ТО и ремонте, в расчете на один час его работы. Значение ремонтного коэффициента. Годовой план технического обслуживания. Паспортные и эксплуатационные параметры заданного оборудования. Назначение заданного оборудования в технологическом процессе цеха. Монтажные документы на монтаж заданного оборудования и способ его монтажа. Пуско-наладочные работы заданного оборудования. Поставка, монтаж технологического оборудования. Условия поставки. Транспортирование оборудования железнодорожным транспортом. Погрузочно-разгрузочные работы. Фундаменты, опорные конструкции и их приёмка под монтаж оборудования. Монтаж турбокомпрессоров. Технологический процесс и характеристика оборудования. Назначение, схема принципа действия, устройство турборастворителя. Расчет и монтаж оборудования, технология ремонта восстанавливаемой детали при капитальном ремонте. Основы техники безопасности. Взаимодействие подвижного состава и пути, неисправности и технология ремонта. Определение количества оборудования , необходимого для выполнения годового плана осмотра и ремонта. Расчет годовой суммы амортизации оборудования установленного на участке. Установление технологического маршрута и последовательности выполнения операций. Технология ремонта предохранителя. Расчёт и подбор оборудования для участка. Техническое описание оборудования и режимов его работы. Расчёт потребного контингента участка. Корректировка проектного задания в связи с организацией производства центрифугальной вискозной нити. Технологический процесс и характеристика оборудования. Порядок транспортировки и монтажа оборудования, техническая документация. Техника безопасности. Электроснабжение и освещение производственных зданий СПК "Лесная". Составление годового графика технического ремонта оборудования. Расчёт потребности в материалах и запасных частях. Выбор производственной базы для проведения обслуживания оборудования.
Подобные документы
контрольная работа [81,8 K], добавлен 07.10.2008
курсовая работа [1,9 M], добавлен 26.06.2011
контрольная работа [47,9 K], добавлен 28.04.2016
отчет по практике [38,0 K], добавлен 24.12.2009
курсовая работа [2,7 M], добавлен 12.12.2013
курсовая работа [1,4 M], добавлен 08.02.2013
курсовая работа [56,1 K], добавлен 12.10.2013
курсовая работа [1,0 M], добавлен 18.11.2012
курсовая работа [2,8 M], добавлен 01.12.2009
курсовая работа [1,4 M], добавлен 27.01.2014
курсовая работа [440,8 K], добавлен 25.09.2014
дипломная работа [225,7 K], добавлен 20.07.2008
реферат [391,0 K], добавлен 11.01.2010
дипломная работа [74,2 K], добавлен 15.12.2008
реферат [88,6 K], добавлен 18.09.2008
дипломная работа [3,0 M], добавлен 28.05.2009
курсовая работа [1,1 M], добавлен 13.06.2020
курсовая работа [163,3 K], добавлен 12.07.2013
реферат [17,1 K], добавлен 28.05.2009
курсовая работа [71,0 K], добавлен 14.11.2012