Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Министерство образования и молодежной политики Свердловской области

ГАПОУ СО «Туринский многопрофильный техникум»

Курсовая работа

по теме:

Ремонт и обслуживание насосов

Подготовил Новоселов К.С.

Студент группы ТЭ-410



Содержание

• Введение
• 1. Организация ремонтных работ оборудования на насосных и компрессорных станциях
• 1.1 Износ оборудования
• 1.2 Планово-предупредительный ремонт и организация ремонтных работ
• 1.3 Методы проверки оборудования и деталей
• 1.4 Организация ремонта и составление графиков ремонта оборудования
• 2. Ремонт и монтаж центробежных насосов
• 2.1 Виды ремонтов
• 2.2 Ремонт и восстановление основных деталей оборудования насосных станций. Валы
• 2.3 Монтаж центробежных насосов
• 2.4 Ремонт поршневых насосов
• 2.5 Охрана труда и техника безопасности
• 2.6 Для чего нужна защита двигателя?
• 2.7 Возможные условия отказа двигателя
• 2.8 Виды защиты
• Заключение
• Литература


Введение

Специфика работы магистрального газонефтепровода состоит в том, что перекачивающие агрегаты и установки (насосы и компрессоры) работают в среднем 350-360 дней в году (из 365 дней), т.е. практически без остановки. В силу этого к перекачивающему оборудованию предъявляются высокие требования по работоспособности без поломок и аварий.

Этого можно достичь за счет следующих факторов:

а) наличие определенного резерва оборудования;

б) проведение предупредительных ремонтов по плану;

в) организация запасов взаимозаменяемых деталей и частей;

г) грамотная эксплуатация оборудования и систем охлаждения, смазки, регулирования параметров и т.п.;

д) качественный монтаж оборудования;

е) наличие надежного автоматического контроля за работой агрегатов.

Задачей курсовой работы является выяснение вопросов по организации ремонтных работ оборудования по перекачке нефти и газа, анализ технологической цепочки по ремонту, монтажу и пуску агрегатов после ремонта. Цель курсовой работы - проанализировать технологию ремонта центробежных насосов, выявить достоинства и недостатки каждого вида ремонта центробежных насосов.



1. Организация ремонтных работ оборудования на насосных и компрессорных станциях

1.1 Износ оборудования

Оборудование перекачивающих станций и нефтебаз подвержено износу, который может быть механическим, коррозийным, эрозийным и термическим. При механическом износе поверхности детали разрушаются в результате трения (износ шеек валов, подшипников, штоков, поршней, уплотнительных поверхностей задвижек и др.). При коррозийном износе поверхности детали разрушаются под действием химически агрессивных нефтепродуктов или газов (содержащих серу, сероводород). Коррозия оборудования бывает местной, равномерно распределенной по всей поверхности, интеркристаллитной (разрушение металла распространяется по группам его кристаллов) и селективной (разрушается одна из структурных составляющих металла). Эрозийный износ вызывает действие абразивных частиц и механических примесей, находящихся в перекачиваемой среде. Ударяясь о рабочие поверхности деталей, движущиеся с большей скоростью абразивные частицы разрушают их. Термический износ - это разрушение деталей оборудования вследствие действия высоких температур. Термическому износу подвержены детали газомотокомпрессоров, газовых турбин и котлов.

1.2 Планово-предупредительный ремонт и организация ремонтных работ

Для поддержания газонефтепроводов и оборудования насосных, компрессорных станций и нефтебаз в технически исправном состоянии периодически в плановом порядке выполняют комплекс ремонтных работ, называемый планово-предупредительным ремонтом (ППР). Планово-предупредительный ремонт - это комплекс организационных и технических мероприятий по техническому уходу и надзору, обслуживанию и ремонту (через определенное количество отработанных оборудованием часов) оборудования, проводимых периодически по заранее составленному плану и графику с учетом условий эксплуатации. Система планово-предупредительного ремонта оборудования включает следующие определения и понятия: ремонтный цикл, межремонтный период, и плановые периодические профилактические работы. Ремонтным (межремонтным) циклом называют время работы оборудования между двумя плановыми капитальными ремонтами (для оборудования, бывшего в эксплуатации) или время работы от начала эксплуатации до первого планового капитального ремонта (для нового оборудования). Длительность ремонтного цикла для каждого вида оборудования различна и зависит от его конструкции, условий работы

Межремонтный период - это время работы оборудования между двумя любыми очередными плановыми ремонтами. Структурой ремонтного цикла называют порядок чередования всех ремонтных и профилактических работ в ремонтном цикле. Плановыми периодическими профилактическими работами называют межремонтное обслуживание оборудования, состоящее из надзора и ухода за агрегатами, запорной арматурой, коммуникациями в течение всего периода работы между двумя плановыми ремонтами. Межремонтное обслуживание включает:

- надзор за правильной эксплуатацией оборудования в соответствии с правилами технической эксплуатации и техническими паспортами;

- наблюдение за состоянием всех агрегатов, запорной арматуры и трубопроводов;

- наблюдение за контрольно-измерительными приборами, системами регулирования и автоматики и их регулирование;

- наблюдение за нормальной работой систем смазки, охлаждения и уплотнения;

- проверку исправности муфт сцепления, а также ограждения над муфтами;

- мелкий ремонт оборудования - подтягивание болтовых соединений, смена сальниковых набивок насосов и задвижек, наложение хомутов на технологические трубопроводы, смена прокладок и т.п.;

- профилактическое испытание энергетического оборудования.

Правильная организация межремонтного обслуживания оборудования позволяет увеличить срок его службы, межремонтные периоды и межремонтный цикл, исключает возможность аварии.

Плановые виды работ системы ППР подразделяются на текущий, средний и капитальный ремонты.

Текущим называют ремонт, при котором в результате замены или восстановления быстроизнашивающихся частей и деталей оборудования (срок службы которых меньше или равен межремонтному периоду) и регулирования отдельных узлов обеспечивается нормальная работа оборудования. При остановке оборудования для выполнения текущего ремонта обследуют техническое состояние этого оборудования. Текущий ремонт выполняют без остановки работы трубопровода. Затраты, связанные с текущим ремонтом, относят к эксплуатационным.

Средним называют ремонт, при котором заменяют или капитально ремонтируют изношенные узлы и детали оборудования. Средний ремонт выполняется также за счет эксплуатационных расходов. Капитальным называют ремонт, при котором производят полную разборку, ремонт или замену всех износившихся деталей или узлов, сборку и испытание в соответствии с техническими условиями.

Капитальный ремонт оборудования выполняют за счет ассигнований, выделяемых целевым назначением. Все перечисленные выше виды ремонтных работ являются плановыми и выполняются по заранее составленному графику.

Внеплановые аварийные ремонтные работы в систему ППР не входят. При соответствующей организации планово-предупредительных работ внеплановых ремонтов оборудования не должно быть.

Система планово-предупредительного ремонта оборудования предусматривает категории сложности ремонтных работ. Сложность ремонтных работ (или категорию ремонтной сложности) R любого вида оборудования определяют как общие трудозатраты на ремонт оборудования в человеко-часах; r -единица ремонтной сложности оборудования в человеко-часах. Установление категории сложности ремонта оборудования облегчает направление ремонтных работ и позволяет определить численность ремонтного персонала, и плановый бюджет рабочего времени одного рабочего в часах.

1.3 Методы проверки оборудования и деталей

Оборудование проверяют следующими методами:

- внешним осмотром;

- легким обстукиванием молотком, что позволяет выявить трещины по звуку (у коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания, рабочих колес);

- нанесением керосино-меловой пробы; при этом деталь обильно смачивают керосином (или опускают в ванну с керосином) и по истечении 15 - 20 мин насухо вытирают; места, подверженные трещинообразованию, натирают мелом, затем простукивают молотком; если имеются трещины, из них выступит керосин, оставляя на слое мела пятна;

- измерением толщины стенок и линейных размеров (шейки вала, шипов, уплотнительных колец и др.);

- радиографическими методами, чтобы выявить пороки литья и проконтролировать качество и состояние ответственных сварных швов; электромагнитными методами; ультразвуковой дефектоскопией; люминесцентным методом.

Рисунок 1. Расположение магнитных силовых линий при поверхностной трещине

Более четкие отпечатки дефектов получаются, если вместо сухого порошка использовать суспензию - смесь тончайшего ферромагнитного порошка с жидкостью соответствующей вязкости (керосином, трансформаторным маслом). Потоки рассеивания, образующиеся у поверхности дефектов, притягивают взвешенные частицы порошка, смешанного с жидкостью, а с неповрежденных мест детали смесь стекает, выделяя более четко поверхностные дефекты. Эффективность данного метода зависит от намагниченности детали, ее магнитных свойств, качества ферромагнитного порошка и вязкости жидкости. Детали можно намагничивать постоянными магнитами, электромагнитами, соленоидами, циркуляционным намагничиванием с пропусканием через них постоянного или переменного тока и комбинированным способом.

Рисунок 2. Комбинированный электромагнитный способ

При люминесцентном методе проверяемую деталь тщательно промывают и опускают на 10-15 мин в флуоресцирующую жидкость. В качестве последней применяют смесь светлого трансформаторного масла, осветительного керосина и неэтилированного бензина в соотношении по объему 0,25:0,5:0,25. После извлечения из флуоресцирующей жидкости деталь промывают холодной водой, просушивают сжатым воздухом и облучают ультрафиолетовыми лучами (ртутно-кварцевой лампой ПРК-2 или ПРК-4). Жидкость, выходящая из трещин на поверхность при облучении детали, светится зелено-желтым светом.

1.4 Организация ремонта и составление графиков ремонта оборудования

При составлении графиков ремонта трубопровода необходимо следить, чтобы время его остановки совпадало со временем ремонта основного оборудования перекачивающих станций. Это позволит наиболее полно использовать время остановок трубопровода. Если имеется резерв времени, то ремонт основного оборудования (насосов, приводов к ним, резервуаров) планировать и организовывать несколько проще. В этом случае работу перекачивающих станций можно обеспечить практически без остановок. Для каждого вида оборудования разрабатывают графики планово-предупредительных ремонтов, соблюдая следующие условия:

- продолжительность работы между двумя ремонтами должна соответствовать установленным нормам;

- длительность каждого ремонта должна быть строго ограниченной;

- при длительном ремонте вводить в эксплуатацию резервное оборудование, чтобы число действующих агрегатов не уменьшалось.

Число отработанных часов в году для всех агрегатов должно быть примерно одинаковым, для чего при составлении графика ремонта и плана эксплуатации предусматривают поочередное пребывание всего оборудования как в работе, так и в резерве.

Вспомогательное оборудование, технологически связанное с основным, обычно ремонтируют одновременно с основным, чтобы сократить общий срок простоя.

Для правильной организации ремонта оборудования и качественного выполнения ремонтных работ за короткие сроки необходимо:

- учесть все оборудование, которое требует ремонта;

- составить паспорт оборудования с определением технического состояния агрегата, машины;

- организовать систематический учет работы оборудования, расхода запасных частей, материалов, необходимых для эксплуатации и ремонта;

- разработать номенклатуру и количество деталей, узлов оборудования и материалов для оперативного и неприкосновенного запасов;

- создать оперативный и неприкосновенный запасы деталей, узлов оборудования и материалов;

- организовать изготовление запасных частей; организовать контроль за качеством проведения ремонта и правильностью эксплуатации оборудования; организовать ремонтное хозяйство - ремонтные цехи, базы.

План планово-предупредительного ремонта оборудования составляют по ведомости дефектов - основному техническому документу, подробно отражающему все повреждения оборудования и необходимый объем восстановительных работ. На основании ведомости дефектов составляют спецификацию необходимых для капитального ремонта материалов и смету стоимости ремонтных работ.



2. Ремонт и монтаж центробежных насосов

2.1 Виды ремонтов

Плановый осмотр (ревизию) проводят через каждые 200-250 ч работы агрегата. Объем работ, выполняемых при этом, зависит от типа насосов. Обычно при плановых осмотрах выполняют:

1) ревизию подшипников; если шарикоподшипники имеют раковины на беговых дорожках или недопустимый зазор между шариками и обоймами, их следует заменить; нормальный зазор между шариками и обоймами для подшипников диаметром до 50 мм составляет до 0,1 мм и для подшипников диаметром 50-100 мм - до 0,2 мм; подшипники скольжения перезаливают, когда толщина оставшегося слоя баббита составляет 1-1,5 мм;

2) ревизию и промывку картеров подшипников, смену масла, промывку масляных трубопроводов;

3) ревизию и при необходимости смену сальниковой набивки и проверку рабочих поверхностей защитных гильз (втулок);

4) проверку состояния соединительной муфты, прокладку и смену смазки (у зубчатых муфт);

5) промывку и продувку системы трубопроводов, подводящих уплотняющую жидкость, когда сальники насосов имеют жидкостное уплотнение;

6) чистку трубопроводов и камер водяного охлаждения;

7) проверку состояния корпуса насоса путем его осмотра и простукивания;

8) проверку крепления всего агрегата на фундаменте;

9) проверку центровки агрегата.

Текущий ремонт производят через 700-750 ч работы агрегата.

При этом, кроме работ, предусмотренных плановым осмотром, выполняют следующие операции. Полностью разбирают насос и тщательно осматривают его детали. Обо всех дефектах отмечают в журнале. Проверяют осевой разбег ротора в корпусе. До установки радиально-упорных подшипников осевой разбег составляет 8-10 мм. После их установки и затяжки (то есть фиксации ротора) осевой люфт в пределах 0,1 - 0,2 мм. Зазор между деталями ротора и корпусом насоса должен быть 4-6 мм. Проверяют зазоры в уплотнениях ротора и корпуса насоса. На рис. 3 приведены наиболее широко распространенные конструкции уплотнительных колец центробежных насосов на магистральных трубопроводах.

Рисунок 3. Уплотнительные кольца центробежных насосов: а - плоские; б - типа угольника; в - типа однорядного лабиринта; г - типа двухрядного лабиринта

Для плоских уплотнительных колец нормальный радиальный зазор составляет 0,2-0,3 мм. При зазоре больше 0,4 мм уплотняющие кольца следует менять. Для остальных типов уплотнительных колец радиальный зазор зависит от диаметра входного отверстия рабочего колеса и температуры перекачиваемого продукта.

Если величины радиального зазора меньше расчетных, может произойти заедание в уплотнительных кольцах. Чрезмерное увеличение радиального зазора (более 30% номинальной величины) приводит к недопустимому увеличению коэффициента щелевых утечек и снижению гидравлического к. п. д. насоса. Осевой зазор в уплотнениях типа угольника (рис.4) принимается значительно большим по сравнению с по сравнению с радиальным, обычно в пределах 3-7 мм. Если насос имеет подшипники скольжения, проверяют конусность и эллиптичность шеек вала. При эллиптичности или конусности до 0,02-0,04 мм шейки валов обтачивают и шлифуют, а при больших значениях эллиптичности производят наплавку, затем обточку и шлифовку.

Рисунок 4. Направление потока в уплотнительном кольце типа угольника

При текущем ремонте обычно меняют подшипники качения. Возможна также смена защитных втулок или шлифовка их. Вскрывают и промывают масляные фильтры. При необходимости меняют масло в системе смазки.

Текущий ремонт выполняет ремонтный персонал (бригада слесарей-ремонтников в составе четырех-пяти человек) насосной станции. Выполняют все работы текущего ремонта, разбирают отдельные узлы и заменяют детали (подшипники, уплотняющие кольца, торцевые уплотнения и др.), проверяют состояние рабочих колес, зазоров разгрузочного устройства и состояние поверхностей деталей разгрузки (у секционных насосов), а также биение ротора с помощью индикатора. Значения допустимых биений роторов центробежных насосов следующие (в мм). Если биение отдельных участков собранного ротора несколько превышает допустимое значение, дефектные места обтачивают (за исключением посадочных мест под подшипники качения и полумуфты). При значительном биении отдельных мест ротор разбирают, проверяют вал и все детали на биение. Если биение вала или какой-либо детали больше допустимого, их подвергают правке или обточке.

При среднем ремонте выполняют статическую балансировку ротора насоса. Разбирают торцевое уплотнение и замеряют износ трущихся поверхностей. При необходимости перезаливают подшипники скольжения, меняют масло в системе смазки.

Примерный срок, через который требуется капитальный ремонт центробежных насосов, колеблется в пределах 10 000-25 000 ч. Содержание и объем капитального ремонта устанавливают на основе определения степени износа отдельных деталей. В объем капитального ремонта могут входить следующие работы: полная разборка агрегата, определение дефектов всех деталей, восстановление изношенных деталей до номинальных размеров или замена их новыми, обточка шеек роторов насоса, перезаливка вкладышей подшипников скольжения или замена всех подшипников качения, шлифовка или замена защитных гильз, замена рабочих колес, динамическая балансировка ротора насоса, сборка и обкатка насоса. Аварийная остановка, если для ее ликвидации требуется полная разборка насоса с заменой отдельных узлов и деталей, относится к капитальному ремонту. При капитальном ремонте осуществляют также модернизацию оборудования.

2.2 Ремонт и восстановление основных деталей оборудования насосных станций. Валы

Основными дефектами валов центробежных насосов являются их прогиб, износ шеек, шпоночных канавок и резьбы. Изогнутые валы можно править термически, механически и термомеханически. Для термической правки вал устанавливают на две опоры или в патрон токарного станка выпуклостью вверх Участок вала, имеющий наибольший изгиб, закрывают асбестовым листом, в котором имеется окно для нагрева дефектного участка. Во время нагрева вал еще больше искривляется. При охлаждении деформация изгиба исчезает. Нагретое место вала закрывают на 15-20 мин асбестом во избежание закалки. После правки вала необходимо произвести отжиг при температуре 350°С. Сущность механической правки заключается в растягивании сжатых волокон металла с вогнутой стороны. Для этого вал устанавливают в центрах токарного станка вогнутостью вверх, а под вал в этом месте подводят деревянную подкладку Порядок нанесения ударов при механической правке вала показан на рис. 5.

Рисунок 5. Механическая правка вала: а - установка вала при правке наклепом, б - порядок нанесения ударов: 1 - вал, 2 - опора, 3 - индикатор.

При термомеханическом способе вал нагревают до 500-550⁰ С, при помощи траверс производят нажим и оставляют в таком состоянии в течение 3-4 ч (рис. 6). После правки вал разрешается использовать, если его биение не больше 0,015 мм (т. е. прогиб вала не более 0,0075 мм)

Рисунок 6. Правка вала термомеханическим способом

Сильному износу подвержены шейки валов. Если конусность или эллиптичность шеек валов не превышает 0,04 мм, их можно устранить обточкой на токарном станке и последующей шлифовкой. Исправление шеек валов этим способом применимо до тех пор, пока их размеры не отличаются на 2-3% от номинальных.

Рисунок 7. Наплавка изношенной шейки вала продольным наложением швов

Последовательность наплавки: 1-2-3-4- 5-6 и т.д. Если изменение размеров диаметра шейки превышает 2-3% от первоначального или конусность (эллиптичность) больше 0,04 мм и имеются глубокие царапины, то изношенные участки вала необходимо проточить на глубину повреждений и на эти места наплавить валики. Чтобы не допустить тепловой деформации (коробления) вала, сварку выполняют по спирали при постоянной скорости вращения вала. При продольном наложении швов окружность делят на четыре части и сварку ведут поочередно через 180⁰ (рис.7). Подшипники скольжения. Если при проверке подшипников установлен большой радиальный и торцевой износ баббитовых вкладышей, а также образование в них трещин в отставание баббита от поверхности вкладыша, необходимо вновь залить подшипники

Муфты. У зубчатых муфт износу подвержены зубья. При ремонте зубьев устраняют вмятины и заусенцы. У полу эластичных муфт износу подвержены резиновые кольца на пальцах, которые по мере износа заменяют новыми. Статическая балансировка ротора. Вибрацию центробежного насоса при работе вызывает статическая и динамическая неуравновешенность ротора.

Рисунок 9. Центробежная заливка подшипников

1 - планшайба, насаженная на шпиндель токарного станка; 2, 4 - диски для зажима вкладыша; 3 - вкладыш подшипника; 5 - камера для радиального и упорного подшипников; 6 - воронки для заливки баббита.



Рисунок 10. Зазоры между валом и вкладышем подшипника

Перед сборкой ротора проверяют статическую балансировку (уравновешенность) каждой его детали отдельно на специальных призмах, изготовленных из стали марки Ст. 5 с последующей термообработкой и шлифовкой рабочей поверхности. Длину призм принимают такой, чтобы вал мог сделать три-четыре оборота (рис. 11).

Рисунок 11. Станок для статической балансировки ротора

ремонтный центробежный насосный компрессорный

Ножи устанавливают параллельно и строго горизонтально с точностью до 0,2 мм на 1 м. Для проверки рабочего колеса насоса его насаживают на короткий вал и устанавливают на ножи. Затем легким толчком приводят в движение и дают свободно остановиться. У неотбалансированного колеса центр тяжести всегда расположен ниже оси, и поэтому колесо останавливается тяжелой частью вниз. На противоположной стороне небалансированного рабочего колеса укрепляют груз, который полностью должен уравновесить его. Груз, уравновешивающий рабочее колесо, взвешивают. Для достижения статической балансировки колеса из его тяжелой части удаляют эквивалентное количество металла высверливанием или фрезерованием стенки рабочего колеса на небольшую глубину (ближе к наружной окружности). Толщину рабочего колеса при этом оставляют не менее 3 мм.

Вся операция повторяется сначала, пока не будет достигнута полная балансировка. Собранный из предварительно, от балансированных деталей ротор подвергают проверке на биение, установив его в центрах токарного станка. Имеющееся биение устраняют обточкой. Максимальное допустимое биение собранного ротора по рабочим колесам должно быть не более 0,2 мм. Допускаемое же биение защитных втулок вала составляет 0,03 мм, под уплотнительные кольца между рабочими колесами - 0,05 мм. Динамическую балансировку в условиях перекачивающих станций не производят, ее осуществляют специализированные заводы. Коленчатый вал. Усиленному износу подвержены шейки коленчатых валов, в результате чего они могут иметь эллипсность или конусность. Эллипсность или конусность замеряют микрометром или индикатором. Коленчатый вал ремонтируют обязательно, если в шейках образовались задиры глубиной более 0,1 мм, эллипсность или конусность по длине шейки более 0,001d + 0,05 mm (d - диаметр шейки вала в мм). Такие дефекты устраняют путем проточки и шлифовки вала. Задиры и царапины устраняют притиркой. При этом допускаемое уменьшение диаметра шейки составляет 0,03d.

Восстанавливают путем металлизации с последующей шлифовкой. Прогиб штоков исправляют в центрах токарного станка подобно валам центробежного Картеры газомотокомпрессоров. В картерах иногда образуются трещины, которые устраняют путем заварки, как описано выше. При сварке стальных рам применяют электроды УОНИ-13/45, УОНИ-13/55, ОММ-5 диаметром 3-5 мм.

2.3 Монтаж центробежных насосов

На магистральных трубопроводах для перекачки нефти и нефтепродуктов применяются в основном высокопроизводительные центробежные насосы с приводом от электродвигателей.

В качестве привода центробежных насосов применяются асинхронные или синхронные электродвигатели. Наибольшее распространение нашли асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором.

Перед установкой на фундамент производят расконсервацию и ревизию насосов. Корпуса подшипников промывают керосином, насаживают полумуфты на концы промежуточного вала и валов насоса электродвигателя. При монтаже центробежных насосов с промежуточным валом применяют следующую схему установки агрегата. Ставят на фундамент электродвигатель и выверяют его в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Смещение главных осей электродвигателя в горизонтальной плоскости от проектных не должно быть более 10 мм. При выверке в вертикальной плоскости определяют совпадение фактической высотной оси с проектной. Смещение не должно превышать 10 мм, а уклон - 0,15-0,20 мм. Между опорной поверхностью фундамента и подошвой фундаментной плиты для подливки оставляют зазор 40-80 мм. Устанавливают промежуточный вал и центруют его по концу ротора электродвигателя. Горизонтальность промежуточного вала проверяют уровнем. При установке промежуточного вала между его торцами и торцами ротора электродвигателя оставляют зазор не менее 5 мм. Устанавливают и центруют насос по промежуточному валу.

Горизонтальность насоса проверяют уровнем, устанавливаемым на шейке вала переднего подшипника. Торцевой зазор между полумуфтами насоса и промежуточного вала должен быть 5 мм. После того как будут установлены все три узла агрегата, к насосу подсоединяют предварительно опрессованные водой технологические трубопроводы и производят окончательную центровку. За базу принимают насос. Выверив и прицентровав электродвигатель, равномерно затягивают фундаментные болты. После этого монтажные плиты вместе с регулировочными болтами заливают цементным раствором. Синхронные двигатели большой мощности поступают на монтажную площадку в большинстве случаев в разобранном виде и монтируют их в такой последовательности. Вначале по главным осям фундамента устанавливают фундаментную плиту и выверяют ее в горизонтальной и вертикальной плоскостях. После выверки затягивают фундаментные болты. Для фиксации установленных под плиту клиньев и подкладок их сваривают вместе и приваривают коротким швом к фундаментальным плитам электродвигателя. На выверенную фундаментную плиту устанавливают статор электродвигателя и выверяют его в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Перед вводом ротора в статор тщательно проверяют их состояние и продувают их сжатым воздухом. Шейки ротора очищают от консервационной смазки. Выполняя такелажные работы при сборке и разборке электродвигателей, необходимо следить, чтобы стропы не касались поверхностей скольжения на роторе (шейка вала, поверхности под уплотнения) и лобовых частей обмотки статоров. При вводе и выемке ротора пользуются удлинителями (оправками), крепящимися к концу вала со стороны приводного механизма (рис. 13). До ввода ротора со стороны возбудителя собирают подшипник, затем ротор стропят за середину и центруют его ось с осью статора (рис. 14). Горизонтальное перемещение ротора в статор производят плавно, без толчков. Когда удлинитель выйдет из статора, производят перестройку, во время которой один конец ротора будет опираться на собранный подшипник, а другой - на деревянные поперечные подкладки. Переставив строп на конец удлинителя, подтягивают ротор в осевом направлении до его рабочего положения, т.е. до совпадения вертикальных магнитных осей статора и ротора. Затем, опустив ротор на деревянные подкладки, заводят вкладыш подшипника со стороны приводного механизма и опускают ротор на оба вкладыша. После сборки электродвигателя и выверки, его положения окончательно центруют агрегат. Сначала центруют ротор электродвигателя к ротору насоса (через промежуточный вал), затем якоря возбудителя к ротору электродвигателя. Рамы и фундаментные плиты установленного и прицентрованного агрегатов подлежат подливке цементным раствором. При монтаже центробежного насоса без промежуточного вала сначала устанавливают насос и по нему центруют электродвигатель.

Рисунок 13. Крепление удлинителя к ротору электродвигателя

Рисунок 14. Последовательность монтажа ротора электродвигателя

Насосы небольшой производительности монтируют на общей раме. Это сокращает трудоемкость работ. Насосы большой производительности с электродвигателями серии АТД устанавливают на отдельных рамах, причем электродвигатель устанавливают не на раме, а на двух монтажных плитах (рис. 15). Для облегчения выверки электродвигателя и улучшения его центровки с насосом монтажные плиты устанавливают на фундаменте на болтах-домкратах (регулирующих болтах). Монтажные плиты имеют резьбовые отверстия, куда ввинчиваются регулировочные болты. Чтобы головки болтов не вдавливались в бетон фундамента, их упирают на металлические подкладки. На рис. 15 и 16 приведены монтажные чертежи насосов различных конструкций. По окончании монтажных работ производят наладку и опробование центробежных насосов. При производстве наладочных работ насос вскрывают, вынимают ротор и проверяют состояние всех узлов. Для нормальной работы насоса должны быть установлены номинальные радиальные зазоры в уплотнениях (диафрагмах).

Рисунок 15. Монтажный чертеж насосов 24НД-14Х1, снабженного взрывозащищенным электродвигателем АТО-2-2750

Рисунок 16. Монтажный чертеж насоса 16НД-10Х1, снабженного взрывозащищенным электродвигателем АТО-2-1600

Величина радиального зазора в уплотнениях между вращающимся кольцом и невращающимся в пределах 0,20-0,25 мм. При сборке торцевых уплотнений (рис. 18) необходимо проверить качество уплотняемых поверхностей и пружины. Уплотняемые поверхности вращающейся и неподвижной втулок должны быть тщательно притерты. Когда ротор устанавливают в корпус насоса, необходимо, чтобы пружина уплотнения не задевала корпус.

Установив ротор в корпус, проверяют полный осевой разбег ротора, сдвинув его до отказа в сторону упорного подшипника. Разбег должен быть в пределах 8-12 мм, чтобы между вращающимися частями ротора и корпусом насоса оставался зазор 4-6 мм.

Рисунок 17. Установка монтажных плит электродвигателей серии АТД

Такой зазор предотвращает поломку насоса из-за неточностей при сборке или попадания вместе с нефтью механических примесей. Измерив величину полного осевого разбега, определяют ширину шайбы, устанавливаемой между упорным подшипником и буртом вала (рис. 19). Ширину шайбы принимают равной а/2 -(0,10ч-0,15), где а - полный осевой разбег (в мм).

Рисунок 18. Одинарное торцовое уплотнение конструкции Гипронефтемаша. 1 - нажимная гайка; 2 - гильза вала; 3 - кольцо; 4 - крышка уплотнения; 5 - штуцер подачи воды; 6 - вращающаяся втулка; 7 - упругое кольцо; 8 - нажимная втулка; 9- пружина; 10 - шпонка; 11 - упорная втулка; 12 - винт; 13 - неподвижная втулка; 14 - прокладка; 15- сальник гильзы вала; 16 - шпилька; 17 - гайка

Рисунок 19. Схема измерения толщины прокладочных шайб радиально-упорных подшипников

1 - кольцо, 2 - корпус подшипника, 3 - вал насоса,4 - установочная шайба

Рисунок 20. Установка и регулирование положения фонаря сальника насоса

А - расстояние от кромки внутренней полости фонаря до стенки отверстия в корпусе насоса для подвода уплотняющей жидкости, равное 1/3 - ј диаметра отверстия в корпусе

После затяжки опорно-упорного подшипника установочной гайкой фактическая величина осевого разбега должна быть в пределах 0,10-0,15 мм для компенсации температурных расширений. После этого устанавливают крышку корпуса насоса, а для уплотнения по плоскости разъема кладут прокладку из паронита толщиной 0,5 мм. Шпильки затягивают равномерно. Проверяют центровку агрегата, затем набивают сальники, если предусмотрены сальниковые уплотнения. При набивке сальниковых уплотнений длина колец набивки должна быть такой, чтобы внутренний диаметр каждого кольца равнялся наружному диаметру защитной гильзы. Сальниковые набивки вводят по одной, предварительно смазав их маслом. Для большей плотности замки смежных колец смещают на 120°. Каждое кольцо уплотняют. При установке фонарного кольца, служащего для подвода уплотняющей жидкости к поверхностям уплотнения, необходимо, чтобы оси фонаря и отверстия для подвода уплотняющей жидкости не совпадали. Передняя кромка фонаря должна перекрывать 1/3 и 1/4 диаметра отверстия, чтобы была возможность подвода уплотняющей жидкости и одновременного подтягивания грундбуксы при выработке сальникового уплотнения (рис. 20). Окончательную затяжку грундбуксы производят равномерно, правильность затяжки проверяют щупом. Зазор между валом и грундбуксой во всех четырех точках замера (через 90°) должен быть одинаковым. Перед пробным пуском насоса всю маслосистему и систему охлаждения продувают, промывают и испытывают при давлении, превышающем рабочее на 50%. Подготовленные таким образом системы смазки и охлаждения обкатывают. Затем производят обкатку основного насоса, обязательно залив его рабочей (перекачиваемой) жидкостью.

2.4 Ремонт поршневых насосов

Плановый осмотр поршневых насосов производят через 700-750 ч работы. При этом проверяют крепление насоса к фундаменту, вскрывают цилиндры и клапаны гидравлической части и определяют состояние сальникового уплотнения плунжеров, проверяют посадку седел клапанов в гнездах клапанной коробки и клапанов на герметичность. При необходимости производят притирку клапанов и подтягивание их пружин. Кроме даго, проверяют сальниковые уплотнения штоков и подшипников. Осматривают также редуктор и систему смазки, при необходимости меняют масло и промывают масляные фильтры. Текущий ремонт поршневых насосов производят через каждые 700 ч беспрерывной работы. При этом выполняют полный объем работ, предусмотренных плановыми осмотрами, и проверяют шплинтовку шатунных болтов, их затяжку, крепление поршня (плунжера), штока и пальца крейцкопфа. Основными деталями, подверженными усиленному износу, являются подшипники, крейцкопфы, уплотняющие манжеты и клапаны. Поэтому проверяют зазоры во всех подшипниках, между крейцкопфом и направляющей, а также в уплотнении манжет поршня и штока. Во время текущего ремонта очищают и промывают картеры насоса, подшипники и фильтры системы смазки, производят ревизию перепускного устройства, проверяют все приборы контроля и автоматики. Заключительная операция - проверка центровки агрегата. Средний ремонт поршневых насосов производят каждый год (через 5500-6000 ч работы) с остановкой на 10-12 дней. Этот ремонт включает в себя полный объем работ текущего ремонта, проверку обоих вкладышей рамовых подшипников, замер зазоров для масла и подшипников, расхождение щек коленчатого вала (если оно больше 0,05 мм, вал укладывают заново), обмер мотылевых шеек вала, полную ревизию клапанов и их замену, проверку шестерен и подшипников редуктора, посадки муфт на валу и их износа, состояния шеек промежуточного вала, а также промывку и ревизию всей системы смазки.

Эти работы выполняет ремонтный персонал станции. Затраты по текущему и среднему ремонту относят к эксплуатационным.

Капитальный ремонт поршневых насосов производят через 22 000-25 000 ч (примерно через три года) работы агрегатов. При этом выполняют работу текущего и среднего ремонтов, а также полную разборку насоса и редуктора, выявляют дефекты, восстанавливают все детали или заменяют новыми. Часто исправляют шейки коленчатых валов путем их проточки, вновь заливают подшипники скольжения, восстанавливают шестерни редуктора, заменяют иди восстанавливают крейцкопфы. При сборке тщательно выверяют установку цилиндров насоса. После капитального ремонта производят обкатку агрегата в течение 72 ч

2.5 Охрана труда и техника безопасности

При ремонтных работах все операции делятся на подготовительные, ремонтные, заключительные. Подготовительные работы заключаются в подборе инструментов и приспособлений для проведения ремонта, подготовка рабочего места. Правила техники безопасности заключаются в соблюдении инструкций для слесарей, монтажников и сварщиков. При ремонте оборудования соблюдается правило пожарной безопасности. Все рабочие-ремонтники проходят, инструктажи по охране труда и обучение по безопасному ведению работ. Все отходы при ремонте - ветошь, тряпки, масла, электроды, обрезки металла. Все электрооборудование (станки, сварочные аппараты) должно быть заземлено с сопротивлением меньше 4 Ом. Все подъемные механизмы (кран-балки, тали, треноги) должны быть испытаны на нагрузку, на 25% превышающую максимальный вес. Все сосуды под давлением, работающие с давлением более 0,7 кг/см² должны иметь манометры, с соответствующей шкалой. Искусственное освещение при работах в темное время суток. Все работники ремонтных служб обеспечиваются спецодеждой, спецобувью и средствами индивидуальной защиты. Все работники проходят инструктаж по технике безопасности и противопожарной безопасности.

2.6 Для чего нужна защита двигателя?

Для того чтобы избежать непредвиденных сбоев, дорогостоящего ремонта и последующих потерь из-за простоя электродвигателя, очень важно оборудовать двигатель защитным устройством. Защита двигателя имеет три уровня:

Внешняя защита от короткого замыкания установки. Устройства внешней защиты, как правило, являются предохранителями разных видов или реле защиты от короткого замыкания. Защитные устройства данного типа обязательны и официально утверждены, они устанавливаются в соответствии с правилами безопасности.

Встроенная защита двигателя с защитой от перегрева, чтобы избежать повреждений и сбоев в работе электродвигателя. Для встроенного устройства защиты всегда требуется внешний выключатель, а для некоторых типов встроенной защиты двигателя требуется даже реле перегрузки.



2.7 Возможные условия отказа двигателя

Во время эксплуатации могут возникать различные неисправности. Далее приведён перечень условий отказа, при которых можно избежать повреждений электродвигателя:

- Высокое напряжение

- Пониженное напряжение

- Несбалансированное напряжение/ ток (скачки)

- Изменение частоты

- Неверный монтаж, нарушение условий хранения или неисправность самого электродвигателя

- Постепенное повышение температуры и выход её за допустимый предел: недостаточное охлаждение высокая температура окружающей среды пониженное атмосферное давление (работа на большой высоте над уровнем моря) высокая температура рабочей жидкости слишком большая вязкость рабочей жидкости

- Частые включения/отключения электродвигателя слишком большой момент инерции нагрузки (свой для каждого насоса) Резкое повышение температуры: блокировка ротора обрыв фазы

Для защиты сети от перегрузок и короткого замыкания при возникновении каких-либо из перечисленных выше условий отказа необходимо определить, какое устройство защиты сети будет использоваться. Оно должно автоматически отключать питание от сети. Плавкий предохранитель является простейшим устройством, выполняющим две функции. Как правило, плавкие предохранители соединяются между собой при помощи аварийного выключателя, который может отключить двигатель от сети питания. Рассмотрим три типа плавких предохранителей с точки зрения их принципа действия и вариантов применения: плавкий предохранительный выключатель, быстродействующие плавкие предохранители и предохранители с задержкой срабатывания.

2.8 Виды защиты

Плавкий предохранительный выключатель

Плавкий предохранительный выключатель - это аварийный выключатель и плавкий предохранитель, объединённые в едином корпусе. С помощью выключателя можно размыкать и замыкать цепь вручную, в то время как плавкий предохранитель защищает двигатель от перегрузок по току. Выключатели, как правило, используются в связи с выполнением сервисного обслуживания, когда необходимо прервать подачу тока.

Аварийный выключатель имеет отдельный кожух. Этот кожух защищает персонал от случайного контакта с электрическими клеммами, а также защищает выключатель от окисления. Некоторые аварийные выключатели оборудованы встроенными плавкими предохранителями, другие аварийные выключатели поставляются без встроенных плавких предохранителей и оснащены только выключателем.

Устройство защиты от перегрузок по току (плавкий предохранитель) должно различать перегрузки по току и короткое замыкание. Например, незначительные кратковременные перегрузки по току вполне допустимы. Но при дальнейшем увеличении тока устройство защиты должно срабатывать немедленно. Очень важно сразу предотвращать короткие замыкания. Выключатель с предохранителем - пример устройства, используемого для защиты от перегрузок по току. Правильно подобранные плавкие предохранители в выключателе размыкают цепь при токовых перегрузках.

Плавкие предохранители быстрого срабатывания

Быстродействующие плавкие предохранители обеспечивают отличную защиту от короткого замыкания. Однако кратковременные перегрузки, такие как пусковой ток электродвигателя, могут вызвать поломку плавких предохранителей такого вида. Поэтому быстродействующие плавкие предохранители лучше всего использовать в сетях, которые не подвержены действию значительных переходных токов. Обычно такие предохранители выдерживают около 500% своего номинального тока в течение одной четвёртой секунды. По истечении этого времени вставка предохранителя плавится и цепь размыкается. Таким образом, в цепях, где пусковой ток часто превышает 500% номинального тока предохранителя, быстродействующие плавкие предохранители использовать не рекомендуется.

Плавкие предохранители с задержкой срабатывания

Данный тип плавких предохранителей обеспечивает защиту и от перегрузки, и от короткого замыкания. Как правило, они допускают 5-кратное увеличение номинального тока на 10 секунд, и даже более высокие значения тока на более короткое время. Обычно этого достаточно, чтобы электродвигатель был запущен и плавкий предохранитель не открылся. С другой стороны, если возникают перегрузки, которые продолжаются больше, чем время плавления плавкого элемента, цепь также разомкнётся.

Время срабатывания плавкого предохранителя

Время срабатывания плавкого предохранителя - это время плавления плавкого элемента (проволоки), которое требуется для того, чтобы цепь разомкнулась. У плавких предохранителей время срабатывания обратно пропорционально значению тока - это означает, что чем больше перегрузки по току, тем меньше период времени для отключения цепи. В общем, можно сказать, что у электродвигателей насосов очень короткое время разгона: меньше 1 секунды. В этой связи для электродвигателей подойдут предохранители с задержкой времени срабатывания с номинальным током, соответствующим току полной нагрузки электродвигателя. Во время пуска через индукционный электродвигатель проходит достаточно большой ток. В очень редких случаях это приводит к выключению посредством реле или плавких предохранителей. Для уменьшения пускового тока используются различные методы пуска электродвигателя.

Что такое автоматический токовый выключатель и как он работает? Автоматический токовый выключатель является устройством защиты от перегрузок по току. Он автоматически размыкает и замыкает цепь при заданном значении перегрузки по току. Если токовый выключатель применяется в диапазоне своих рабочих параметров, размыкание и замыкание не наносит ему никакого ущерба. Сразу же после возникновения перегрузки можно легко возобновить работу автоматического выключателя - он просто устанавливается в исходное положение. Различают два вида автоматических выключателей: тепловые и магнитные. Тепловые автоматические выключатели - это самый надёжный и экономичный тип защитных устройств, которые подходят для электродвигателей. Они могут выдержать большие амплитуды тока, которые возникают при пуске электродвигателя, и защищают электродвигатель от сбоев, таких как блокировка ротора. Магнитные автоматические выключатели. Магнитные автоматические выключатели являются точными, надёжными и экономичными. Магнитный автоматический выключатель устойчив к изменениям температуры, т.е. изменения температуры окружающей среды не влияют на его предел срабатывания. По сравнению с тепловыми автоматическими выключателями, магнитные автоматические выключатели имеют более точно определённое время срабатывания. В таблице приведены характеристики двух типов автоматических выключателей.

Рабочий диапазон автоматического выключателя

Автоматические выключатели различаются между собой уровнем тока срабатывания. Это значит, что всегда следует выбирать такой автоматический выключатель, который может выдержать самый высокий ток короткого замыкания, который может возникнуть в данной системе. Функции реле перегрузки.

Реле перегрузки:

При пуске электродвигателя позволяют выдерживать временные перегрузки без разрыва цепи.

Размыкают цепь электродвигателя, если ток превышает предельно допустимое значение и возникает угроза повреждения электродвигателя.

Устанавливаются в исходное положение автоматически или вручную после устранения перегрузки.

Сочетание плавких предохранителей с реле перегрузки. Плавкие предохранители служат для того, чтобы защитить установку от повреждений, которые могут быть вызваны коротким замыканием. В связи с этим плавкие предохранители должны иметь достаточную ёмкость. Более низкие токи изолируются с помощью реле перегрузки. Здесь номинальный ток плавкого предохранителя соответствует не рабочему диапазону электродвигателя, а току, который может повредить наиболее слабые составляющие установки. Как было упомянуто ранее, плавкий предохранитель обеспечивает защиту от короткого замыкания, но не защиту от перегрузок при низком токе. Очень важно, чтобы плавкий предохранитель сработал прежде, чем другие детали установки получат тепловое повреждение в результате короткого замыкания.

Современные наружные реле защиты двигателя. Усовершенствованные наружные системы защиты двигателя также обеспечивают защиту от перенапряжения, перекоса фаз, ограничивают число включений/выключений, устраняют вибрации В дополнение к этому усовершенствованные наружные системы защиты двигателя могут принимать и обрабатывать сигнал от встроенной тепловой защиты. Далее в этой главе мы рассмотрим устройство тепловой защиты. Наружные реле защиты двигателя предназначены для защиты трёхфазных электродвигателей при угрозе повреждения двигателя за короткий или более длительный период работы. Кроме защиты двигателя, наружное реле защиты имеет ряд особенностей, которые обеспечивают защиту электродвигателя в различных ситуациях:

* Подаёт сигнал прежде, чем возникает неисправность в результате всего процесса

* Диагностирует возникшие неисправности

Позволяет выполнять проверку работы реле во время техобслуживания

Контролирует температуру и наличие вибрации в подшипниках.

Можно подключить реле перегрузки к центральной системе управления зданием для постоянного контроля и оперативной диагностики неисправностей. Если в реле перегрузки установлено наружное реле защиты, сокращается период вынужденного простоя из-за прерывания технологического процесса в результате поломки. Это достигается благодаря быстрому обнаружению неисправности и недопущению повреждений электродвигателя. Например, электродвигатель может быть защищён от:

Перегрузки

Блокировки ротора

Заклинивания

Частых повторных пусков

Разомкнутой фазы

Замыкания на массу

Перегрева (с помощью сигнала, поступающего от электродвигателя через датчик PT100 или терморезисторы)

Малого тока

Предупреждающего сигнала о перегрузке

Для чего нужна встроенная защита двигателя, если электродвигатель уже оснащён реле перегрузки и плавкими предохранителями? В некоторых случаях реле перегрузки не регистрирует перегрузку электродвигателя. Например, в ситуациях:

Когда электродвигатель закрыт (недостаточно охлаждается) и медленно нагревается до опасной температуры.

При высокой температуре окружающей среды.

Когда наружная защита двигателя настроена на слишком высокий ток срабатывания или установлена неправильно.

Когда электродвигатель перезапускается несколько раз в течение короткого периода времени и пусковой ток нагревает электродвигатель, что в конечном счёте, может его повредить.

Устройства тепловой защиты, встраиваемые в клеммную коробку

В устройствах тепловой защиты, или термостатах, используется биметаллический автоматический выключатель дискового типа мгновенного действия для размыкания и замыкания цепи при достижении определённой температуры. Как только биметаллический диск достигает заданной температуры, он размыкает или замыкает группу контактов в подключённой схеме управления. Термостаты оснащены контактами для нормально разомкнутого или нормально замкнутого режима работы, но одно и то же устройство не может использоваться для двух режимов. Термостаты предварительно откалиброваны производителем, и их установки менять нельзя. Диски герметично изолированы и располагаются на контактной колодке. Через термостат может подаваться напряжение в цепи аварийной сигнализации - если он нормально разомкнут, или термостат может обесточивать электродвигатель - если он нормально замкнут и последовательно соединён с контактором. Так как термостаты находятся на наружной поверхности концов катушки, то они реагируют на температуру в месте расположения. Применительно к трёхфазным электродвигателям термостаты считаются нестабильной защитой в условиях торможения или в других условиях быстрого изменения температуры. В однофазных электродвигателях термостаты служат для защиты при блокировке ротора.

Тепловой автоматический выключатель, встраиваемый в обмотки. Устройства тепловой защиты могут быть также встроены в обмотки, см. иллюстрацию.

Они действуют как сетевой выключатель как для однофазных, так и для трёхфазных электродвигателей. В однофазных электродвигателях мощностью до 1,1 кВт устройство тепловой защиты устанавливается непосредственно в главном контуре, чтобы оно выполняло функцию устройства защиты на обмотке.

Внутренняя установка

В однофазных электродвигателях используется один одинарный тепловой автоматический выключатель. В трёхфазных электродвигателях - два последовательно соединённых выключателя, расположенных между фазами электродвигателя. Таким образом, все три фазы контактируют с тепловым выключателем. Тепловые автоматические выключатели можно установить на конце обмоток, однако это приводит к увеличению времени реагирования. Выключатели должны быть подключены к внешней системе управления.

...