ЦНС 180-1900 усовершенствование первой ступени. Курсовая работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа

Пояснительная записка к дипломному проекту содержит 104 страницы, 23 рисунка, 10 таблиц, 19 источников.
НАСОСНЫЕ УСТАНОВКИ, СЕКЦИЯ ПЕРВОЙ СТУПЕНИ, ШНЕК, РАБОЧЕЕ КОЛЕСО, ДАВЛЕНИЕ, КАВИТАЦИЯ.
Объектом разработки является центробежный насос ЦНС 180-1900.
Цель работы – разработка усовершенствованного насоса повышенной надежности для закачивания жидкой среды в продуктивные пласты.
В процессе работы был осуществлен анализ конструкции насоса.
В результате разработки был внедрен шнек вместо рабочего колеса на первой ступени насоса, позволяющий снизить кавитацию, тем самым повышая надежность.
Предложение по усовершенствованию конструкции первой ступени насоса позволит сократить количество ремонтов.
Основные конструктивные и технико-эксплуатационные показатели: уменьшение явления кавитации при соответствующем давлении на входе.
В процессе разработки дипломного проекта был произведен обзор существующих способов уменьшения кавитации и анализ их работы в производственных условиях. По результатам обзора предложен принципиально новый способ уменьшения кавитации.

3 Усовершенствование насоса ЦНС 180-1900

3.1 Усовершенствованная первая ступень насоса ЦНС 180-1900
Усовершенствование насоса заключается в замене первого рабочего колеса на шнек. Установка шнека вместо рабочего колеса первой ступени (рисунок 3.1) является эффективным мероприятием по повышению антикавитационных качеств насоса. Шнек создает дополнительный подпор на входе в центробежное колесо, обеспечивая бескавитационную его работу. Сам шнек работает в условиях развитой кавитации или суперкавитации, что, не¬смотря на применение специальных материалов, приводит к кавитационному разрушению его.
Для уменьшения кавитационных разрушений применяют мероприятия, несколько снижающие гидродинамические качества предвключенных устройств. Применение предвключенных колес позволяет довести коэффициент С до значений Скр = 2500-3000 и выше.

Рисунок 3.1- Модернизированная первая ступень насоса

3.2 Устройство и принцип действия насоса ЦНС 180-1900 с усовершенствованной первой ступенью
Принцип действия насоса ЦНС 180-1900, с усовершенствованной первой ступенью не отличается от базового насоса ЦНС 180-1900 .
Принцип действия заключается в преобразовании получаемой от привода динамической энергии в потенциальную энергию давления, кинетическую энергию потока перекачиваемой жидкости за счет взаимодействия с жидкостью рабочих колес ротора и направляющих аппаратов статора насоса.
Конструкция насоса типа ЦНС 180 разработана с учетом создания на одной корпусной базе (корпусные детали, рабочие колеса и пр.) насосов с напорами 1900, 1422 и 1056 метров путем изменения коли¬чества ступеней.
Насос типа ЦНС 180 - центробежный, горизонтальный, секционный, однокорпусной с односторонним расположением колес, с гидравли¬ческой пятой, подшипниками скольжения и концевыми уплотнениями комбинированного типа - щелевое уплотнение и уплотнение с мягкой сальниковой набивкой или торцовое уплотнение. Корпус насоса состоит из набора секций, крышек входной и напорной, концевых уплотнении.
Базовыми деталями насоса являются крышки входная и напорная с лапами, расположенными в плоскости, параллельной горизонтальной оси насоса. Входной патрубок – горизонтальный. Напорный патрубок - направлен вертикально вверх.
Герметичность стыков секций обеспечивается металлическим контак¬том уплотняющих поясков секций. В качестве дополнительно¬го уплотнения в этих стыках установлены резиновые уплотнительные кольца. Секции центрируются на заточках и стягиваются с крышками входной и напорной шпильками. В секциях по напряженной посадке посажены направляющие аппараты. От проворота направляющие аппараты стопорятся в секциях штифтами.
Ротор насоса состоит из рабочих колес, шнека, насаженных на вал по скользящей посадке, диска разгрузочного, защитных втулок и других деталей, собираемых на валу.
Во избежание перетока воды по валу имеется плотный металлический контакт в стыках рабочих колес. Уплотнения рабочих колес – щелевого типа.
Опорами ротора служат подшипники скольжения с принудительной смазкой.
Вкладыши – стальные, залитые баббитом, имеют цилиндрическую посадку в корпусе подшипника.
Для предотвращения обводнения масла предусмотрены водомаслоотражатели на валу и уплотнительные кольца в корпусах подшипников. Корпус подшипника имеет отверстия для подвода масла в подшипник и установки датчика температуры, снизу - отверстия для слива масла. Для того, чтобы выставить ротор в корпусе насоса, во фланцах корпусов концевых уплотнения предусмотрены три регулировочных винта. После центровки ротора корпус подшипников штифтуется. На период выбега ротора в подшипниках предусмотрено смазочное кольцо. На заднем подшипнике смонтирован визуальный указатель осевого сдвига ротора.
Переднее и заднее уплотнения представляют собой щелевые уплотнения и уплотнения с мягкой сальниковой набивкой марки АГ-12х12, ГОСТ 5151-77. Щелевое уплотнение предназначено для разгрузки сальника с отводом воды в безнапорную емкость. В качестве концевых уплотнений ротора насоса применены самоустанавливающиеся сальниковые уплотнения. Их особенность заклю¬чается в том, что пакет набивки установлен в гильзе и обжат с обеих сторон кольцами. Вместе с кольцами и гильзой пакет набивки при ее обжатии выставляется соосно валу, чем предотвращает износ уплотнителя.
При сборке самоустанавливающегося сальникового уплотнения следует обращать внимание на следующее:
- наружное кольцо, которое прижимается поршнем к набивке, должно гарантированно входить в расточку гильзы во избежание каса¬ния его о втулку вала и задира;
- необходимо обеспечивать гарантированное размещение резинового уплотнительного кольца в канавке наружного кольца;
- поджимающие гайки при сборке затягиваются от руки, а после пробного пуска агрегата, при необходимости проводится дополнительная их подтяжка для уменьшения утечек через уплотнение и нагрева узла.
Демонтаж сальниковых уплотнений удобно осуществлять гидровыпрессовкой, для чего при снятых буксах производится кратковременный пуск-останов агрегата, отработавшая набивка извлекается из гильзы, на ее место устанавливаются новые опрессованные кольца, после чего весь пакет с гильзой и кольцами подается в камеру. Сальниковое уплотнение после приработки насоса может быть заменено торцовым уплотнением. Насос с электродвигателем соединяется с помощью зубчатой муфты с консистентной сказкой или упругой пластинчатой муфты без смазки. Приводом агрегатов электронасосных типа ЦНС 180 служат синхронные электродвигатели серии СТД с разомкнутым или замкнутым циклом вентиляции, а также двигатель серии 4АРМ или АЗМ.
Двигатели мощностью 1000 кВт изготовляются на подшипниках скольжения с кольцевой смазкой, двигатели большей мощности – на стояковых подшипниках с принудительной смазкой.
Направление вращения - правое, если смотреть со стороны электродви-гателя, обозначено стрелкой на крышке всасывания насоса.
Маслосистема состоит из оборудования и арматуры, предназначенных для подачи масла, необходимого для смазки и охлаждения подшипников насоса и электродвигателя.
Для смазки подшипников агрегата рекомендуется применять масло турбинное "ТП 22" ГОСТ 9972-74, "Т 22'',"Т 30" ГОСТ 32-74 или их заменители, масло индустриальное И20А, И25А, И30А, И40А, И50А ГОСТ 20799-75. Объем маслосистемы принудительной смазки составляет 200 литров.
Смазка соединительных муфт под наливом. Для смазки применяется ЛИТОЛ 24 ГОСТ 21150-75.
Работа маслонасоса сблокирована с системой запуска электродвигателя, запуск двигателя агрегата возможен только при достижении давления масла в конце линии не менее 0,1 МПа, что обеспечивается автоматикой.
В местах подвода масла в подшипники установлены дроссельные шайбы, регулирующие подвод необходимого количества масла.
Для регулирования давления, в маслосистеме на напорном трубопроводе предусмотрен вентиль для регулирования давлении в магистрали, соединяющий напорную магистраль с маслобаком.
Система автоматики и КИП предназначена для контроля за работой и защиты насосного агрегата от аварийных ситуаций.
Описание и наладка автоматики и КИП приведены в инструкции по автоматике агрегатов электронасосных центробежных типа ЦНС 180.