Усовершенствование системы виброизоляции насосного агрегата центробежного секционного насоса ЦНС 180-1900 / СТДМ-1600-2РУХЛ4-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа

Усовершенствование системы виброизоляции насосного агрегата центробежного секционного насоса ЦНС 180-1900 / СТДМ-1600-2РУХЛ4-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа
Разработка усовершенствованного узла.

Блочные насосные станции (БНС) характеризуются большой единичной мощностью агрегатов и относительно малой массой несущих конструкций и фундамента, что способствует вибрации оборудования.
Система виброизоляции предназначена для увеличения показателей надежности насосно-энергетического оборудования до нормативных величин и более, снижения уровней шума и вибрации в зонах обслуживания.
Правильно рассчитанная и спроектированная система виброизоляции значительно снижает передачу динамических нагрузок, генерируемых агрегатами, несущими конструкциями агрегатов, что позволяет снизить требования к жесткости фундамента, а в ряде случаев осуществить строительство блочных кустовых насосных станций (БКНС) экономичным бесфундаментным методом.
Расчет системы виброизоляции выполняется на стадии проектирования новых блочных станций или при модернизации серийных с целью повышения надежности оборудования и улучшения виброшумовых характеристик.

Цель расчета:
 определение величины динамических сил и моментов, возбуждающих вибрацию БНС;
 определение параметров амортизирующего крепления;
 определение собственных частот осевых, поворотных и связанных колебаний агрегата на амортизаторах;
 определение амплитуды колебаний агрегата и виброперемещения в заданных его точках при пуске, установившемся режиме работы, а также в аварийных ситуациях;
 определение величины динамической силы, передающейся через амортизирующее крепление несущим конструкциям насосного агрегата (компрессора);
 определение коэффициента эффективности вибрационной защиты и коэффициента снижения структурного шума;
 определение величины допустимых деформаций оснований блоков БНС;
 сравнение полученных данных с критериями качества виброизоляции.
Критериями качества системы виброизоляции являются:
 отсутствие резонанса собственных частот колебаний агрегата с частотой вращения роторов;
 допустимое значение амплитуды колебаний в контрольных точках агрегата и допустимая деформация амортизаторов при пуске и аварии агрегата;
 допустимое значение динамической нагрузки, передающейся через систему виброизоляции несущим конструкциям и трубопроводам насосной станции;
 требуемое значение коэффициента эффективности вибрационной защиты;
 требуемое значение коэффициента снижения вибрации в зонах нахождения персонала при ТОР БНС;
 требуемое значение коэффициента снижения колебаний металлоконструкций в звуковом диапазоне частот (коэффициента снижения структурного шума);
 требуемое значение компенсации и деформации оснований насосного агрегата.
Методика расчета базируется на следующих допущениях:
 агрегат является абсолютно жестким телом;
 виброизоляторы являются линейными упругими элементами,
обладающими статическими и динамическими жесткостями;
 динамические нагрузки, генерируемые оборудованием, -
гармонические;
 векторы расположены в плоскостях, проходящих через центр
масс вращающихся элементов и перпендикулярны оси их
вращения.
При установке агрегата на упругие виброизолирующие опоры образуется колебательная система, обладающая шестью степенями свободы и соответствующими им шестью частотами собственных осевых и поворотных (угловых) колебаний. Параметры колебательной системы определяются масса - габаритными инерционными показателями объекта, упругодемпфирующими характеристиками виброизолирующих опор и внешних связей.
Источниками первичной информации для расчета системы виброизоляции являются:
 сборочные чертежи насоса и электродвигателя;
 сборочные чертежи роторов с указанием допустимого дисбаланса;
 стандарты, технические условия и другая техническая документация на насос, электродвигатель, соединительную муфту и подшипниковые узлы, используемые в составе агрегата;
 требования технического задания на проектирование системы виброизоляции.
По документации определяют следующие данные:
 массогабаритные размеры и положение центра масс насоса, электродвигателя, муфты, рамы агрегата, а также вспомогательного оборудования, устанавливаемого на раму;
 координаты расположение опор роторов электродвигателя и насоса, и центр масс роторов;
 остаточную неуравновешенность роторов;
 радиальное биение роторов в подшипниках;
 допустимую несоосность валов (расцентровку);
 номинальную частоту вращения роторов.
Определяют центр масс (ц. м.) агрегата. Согласно требованиям ЕСКД разработчики насосно-силового оборудования обязаны указывать на чертежах своих изделий координаты центров масс. Точность определения центра масс агрегата влияет в последующем на эффективность системы, поэтому правильности расчетов нужно уделить должное внимание.
Рекомендуется следующая последовательность вычисления центра масс агрегата:
 задается начальная система координат с точкой О, лежащей в
плоскости симметрии агрегата (рисунок 1.6);
 оси X и Y размещают в плоскости, проходящей через нижнюю
опорную поверхность рамы;
 ось X размещают параллельно оси вращения роторов агрегата;
 ось Y размещают перпендикулярно оси X, в плоскости,
проходящей через конец рамы;
 ось Z - через точку пересечения осей X и Y, перпендикулярно оси вращения роторов.