1.Технология монтажа центробежного насоса.
1.1.Принцип действия насосов.
Насосами называютгидравлические машины, предназначенные для перемещения жидкостей. Насоссовершает свою работу за счёт энергии двигателя. Часть этой энергиизатрачивается на преодоление гидравлических и механических сопротивлений,другая – на создание избыточного давления (разрежения), за счёт которогожидкость перемещается от насоса к месту её потребления.
Во всех отрасляхпромышленности применяют насосы различных конструкций. Наиболее распространенылопастные насосы – центробежные, осевые и вихревые. При необходимости созданиявысокого напора жидкости или точной её дозировки применяют насосы объёмноготипа – поршневые и роторные.
/>
Рис.1. Схема центробежного насоса: 1-сетка, 2, 7-приёмный и обратныйклапан, 3-резервуар, 4, 8-всасывающий и нагнетательный трубопроводы,5-вакуумметр, 6, 13-патрубки, 9-задвижка, 10-маноматр, 11-насос, 12-рабочееколесо.
Центробежные насосы (рис.1) просты по конструкции иудобны в эксплуатации. Главными частями центробежного насоса являются рабочееколесо с изогнутыми лопатками, посаженное на валу, и неподвижный корпус насосаспиральной формы, изолирующий колесо от внешней среды. Корпус насоса имеетпатрубки для присоединения его к всасывающему и нагнетательному трубопроводам.Между всасывающим патрубком корпуса и колесом во избежание циркуляции жидкостивнутри насоса устроено лабиринтное уплотнение. Для пуска центробежного насосавсасывающий трубопровод и корпус насоса должны быть залиты жидкостью, так каквозникающая при вращении рабочего колеса центробежная сила из-за небольшойплотности воздуха (по сравнению с плотностью жидкости) недостаточна длясоздания требуемого разрежения. Для того чтобы залитая жидкость не уходила врезервуар, служит приёмный клапан. Сетка предохраняет насос от загрязнения, атакже от попадания в него посторонних предметов, которые могут вызвать поломку.
При вращении рабочегоколеса жидкость, залитая в насос перед его пуском, увлекается лопатками, поддействием центробежной силы движется от центра колеса к периферии вдоль лопатоки подается через спиральную камеру в нагнетательную трубу. Поэтому на входе вколесо в том месте, где всасывающая труба соединяется с корпусом насоса,создаётся разрежение, под действием которого вода из резервуара всасывается внасос. Таким образом, создаётся непрерывное движение жидкости из резервуарачерез всасывающую трубу, насос, задвижку, обратный клапан в нагнетательнуютрубу. На насосе устанавливают вакуумметр и манометр.
/>
Рис.2. Секционный четырёхступенчатый центробежный насос: 1-секции,2-стяжные шпильки, 3-рабочее колесо, 4, 8-нагнетатальный и всасывающийпатрубки, 5-вал, 6-полумуфта, 7-трубопровод охлаждения подшипника.
Центробежные насосыразличают:
- по числу колес –одноколесные или одноступенчатые и многоколесные или многоступенчатые (до 10–12колес);
- по создаваемомудавлению: низкого давления – до 0,2МПа, среднего давления – до 0,6МПа, высокогодавления – свыше 0,6МПа;
- по способуподвода жидкости к колесу – с односторонним и двусторонним подводом жидкости кколесу;
- по расположениювала насоса – горизонтальные (наиболее распространённые) и вертикальные(применяются главным образом для откачки воды из глубоких скважин);
- по способуразъёма корпуса: с горизонтальным разъёмом – корпус делится на верхнюю и нижнюючасти и с вертикальным разъёмом – секционные (рис.2), корпус которых состоит изсекций, стягивающихся между собой стяжными шпильками.
Центробежный насос типа В(рис.3) – вертикальный, одноступенчатый, с рабочим колесом одностороннего входа,предназначен для перекачки воды или другой чистой жидкости при напоре до 90мстолба жидкости. Входной патрубок насоса отлит вместе с нижней крышкой инаправлен вертикально вниз, напорный патрубок – горизонтально. Корпус насосаимеет верхнюю и нижнюю крышки, изготовленные из чугуна или стали, рабочееколесо насоса чугунное, вал насоса стальной. Корпус насоса опирается двумялапами на фундаментные плиты. Рабочее колесо насоса скреплено призматическойшпонкой и гайкой с шайбами. Колпак служит для лучшего направления потока. Увхода жидкости в рабочее колесо между нижней крышкой и колесом установленыкольца – стальное защитное и чугунное уплотняющее. Сальник насос состоит изкорпуса, крышки и промасленной хлопчатобумажной набивки. Сальник набивают с помощьювтулки. На верхней крышке установлен направляющий подшипник с водяной смазкой.Осевая нагрузка, масса ротора электродвигателя, трансмиссия вала и рабочегоколеса насоса воспринимаются опорным подшипником электродвигателя. Валы насосаи электродвигателя соединены с помощью муфт и трансмиссионного вала.
/>
Рис.3. Вертикальный насос типа В: 1, 14-фундаментные плиты, 2-колпак,3-шайба, 4-рабочее колесо, 5-корпус, 6-шпонка, 7-набивка, 8-крышка, 9-вал,10-корпус сальника, 11-защитная втулка, 12-подшипник, 13, 15-верхняя и нижняякрышки корпуса, 16, 17-защитное и уплотняющее кольца, 18-гайка.
1.2.Монтаж центробежных насосов.
Насосы поставляют наместо монтажа, как правило, в полностью собранном виде, законсервированнымитаким образом, чтобы не требовалось разборки при расконсервации и монтаже. Доначала монтажа производится проверка исправности и комплектности насоса внешнимосмотром.
Монтаж горизонтальныхнасосов. Монтажцентробежных горизонтальных насосов начинают с установки плит или рам нафундамент и выверки их в плане, по высоте и горизонтали. Допускаются отклоненияплиты (рамы) в плане и по высоте до 10мм, а от горизонтали – 0,1мм на 1м длиныплиты.
Сборочные единицы насосовустанавливают на общей раме (рис.4, а) или на отдельных плитах (рис.4, б). Если горизонтальныйнасос поступает на монтаж отдельными сборочными единицами, то в агрегатах безредуктора электродвигатель центруют к выверенному и закреплённому на раменасосу, а в агрегатах с редуктором насос и электродвигатель – к выверенному изакреплённому редуктору. В агрегатах с трубопроводом насос центруют кзакреплённому трубоприводу; в агрегатах с гидромуфтой редуктор, насос иэлектродвигатель – к выверенной и закреплённой гидромуфте.
/>
Рис.4. Установка насосов: а-на общей раме, б-на раздельных фундаментныхплитах; 1-насос, 2-электродвигатель.
При центровке насосныхагрегатов с клиноременной передачей следят за тем, чтобы оси валовэлектродвигателя и насоса были параллельны, а канавки шкивов расположены безсмещения один относительно другого.
Монтаж горизонтальногонасосного агрегата с раздельными опорными плитами под насос и электродвигатель(рис.4, б) обычно начинают с установки на фундамент насоса вместе с опорнойплитой или рамой, выверяют её и крепят к фундаменту. После этого насос являетсябазой, к которой центруют электродвигатель.
Горизонтальные насосныеагрегаты на общей фундаментной раме или раздельных плитах перед подливкойбетонной смесью выверяют по высотным отметкам относительно репера или насечкипо высоте. Кроме того, проверяют положение насосного агрегата по осям в плане ив горизонтальной плоскости. Для этого натягивают горизонтально-продольные ипоперечные струны. На струны вешают отвесы так, чтобы они совпали ссоответствующими насечками, нанесёнными на фундаменте. На натянутых и закреплённыхпродольных струнах каждого насоса с обеих сторон вешают отвесы так, чтобы одинотвес совпал с центром всасывающего патрубка насоса и насечкой, нанесённой нафундаменте, второй отвес – с осью электродвигателя и насечкой. Поперечнуюструну следует натягивать, если в цехе одновременно устанавливают два илинесколько насосов в одном ряду. При этом отвесы, опушенные с натянутой струны,должны совпасть с центрами нагнетательных патрубков.
При монтаже насосов,работающих на горячих жидкостях, обязательно проверяют зазоры в продольныхшпонках и между дистанционной втулкой и отверстиями в лапах насоса.
Наиболее ответственнойоперацией при монтаже горизонтальных насосных агрегатов является центровкавалов по полумуфтам. При проверке по полумуфтам валы устанавливают так, чтобыторцовые плоскости полумуфт были параллельны и расположены концентрично. Дляэтого необходимо совпадение образующих цилиндрических поверхностей обеихполумуфт и равенство зазоров между их торцами в любом положении. Зазоры поокружности полумуфт принято называть радиальными, а между торцовыми плоскостямиполумуфт – осевыми.
После центровки агрегатовподливают бетонную смесь, набивают сальники, монтируют смазочную систему, еслиона имеется, присоединяют трубопроводы. Затем насосные агрегаты испытываютвхолостую и под нагрузкой.
Монтаж вертикальныхнасосов производяткак в собранном, так и в разобранном виде. Наиболее сложен монтаж насоса,поступающего на площадку в разобранном виде. Перед такой установкой насоса(рис.5) проверяют фундамент под насос и через проём для электродвигателя нанижний этаж к месту монтажа подают сборочные единицы.
Сначала устанавливаютфундаментные плиты насоса и предварительно выверяют их по высотной отметкеметаллической линейкой, в горизонтальной плоскости – уровнем. Отклонения недолжны превышать по вертикальной отметке ±1мм; по горизонтальной плоскости –0,3мм на 1м. Затем устанавливают и закрепляют болтами корпус насоса. На верхнийэтаж подают статор электродвигателя с закреплёнными нижней крестовиной ифундаментными плитами и устанавливают его на заданной отметке. Статор вгоризонтальном положении выверяют уровнем с ценой деления 0,1мм на 1м, которыйпомещают на верхнем кольце корпуса. Отклонения не должны превышать повертикальной отметке +1мм; по горизонтальной плоскости – 0,1мм на 1м.
/>/>
Рис.5. Установка вертикального насоса типа В: 1-электродвигаетль,2-трансмиссия, 3-корпус насоса, 4-напорный патрубок, 5-входной патрубок.
Затем приступают кцентровке агрегата по вертикальной оси струной и отвесом. За базу принимаютуплотняющее кольцо корпуса насоса (рис.6). Струну натягивают через центр насосаи статора. Зазоры между струной и уплотняющим кольцом насоса замеряютштихмассом электроакустическим методом. Он состоит в том, что цепь срадионаушниками и источником тока в виде батарейки для карманного фонаря однимконцом присоединяют к струне, а другим концом к раме (или цилиндрам). Призамерах соосности один конец штихмасса устанавливают на обработаннуюповерхность рамы или цилиндра и подбирают его длину, при которой второй конецлегко касается струны. В момент касания цепь замыкается и в наушниках слышентреск. Расстояние до струны считается замеренным правильно, если уменьшениедлины штихмасса на 0,02мм не дает контакта в цепи наушников. Несоосность рамы ицилиндра не должна превышать 0,15–0,2мм. После предварительной центровки насосаи статора подливают бетонной смесью фундаментные болты, а когда бетонзатвердеет, агрегат центруют окончательно. Допустимые отклонения по соосностине должны превышать 0,03–0,05мм.
Ротор насосаустанавливают на нижнюю крышку корпуса. После этого ставят верхнюю крышкунасоса с вкладышами подшипника и предварительно выверяют вертикальность валанасоса равным уровнем; допустимое отклонение от вертикали не более 0,04мм на1м. указанной точности добиваются путем установки в зазор между шейкой вала ивкладышами подшипника полуколец, заранее изготовленных из металлических пластинтолщиной 0,1–0,4мм. После предварительной выверки вертикальности вала монтируюттрансмиссии. Затем собирают электродвигатель и проверяют зазоры межжелезногопространства между ротором и статором вверху и внизу в четырех диаметральнопротивоположных точках. Зазоры (рис.7) не должны превышать ±10% проектногоразмера. Несоосность ротора по отношению к статору можно устранитьпередвижением вала ротора по сегментам подпятника опорного подшипника с помощьюприжимных болтов.
/>
Рис.6. Выверка корпуса насоса типа В: 1-плита опорная, 2-болтфундаментный, 3-линейка контрольная, 4-уровень брусковый, 5-корпус насоса,6-струна.
После выверкивертикальности вала и зазоров в подшипниках подливают бетонную смесь под плитынасоса и электродвигателя. После затвердения бетонной смеси перебираютсальники, ставят вспомогательное оборудование и трубопроводы. Затем приступаютк опробованию и испытанию насосного агрегата.
/>/>
Рис.7. Установка сегментов направляющего подшипника: 1-болты,оттягивающие сегменты, 2-болты, прижимающие сегменты, 3-прокладки изоляционные,4-зазоры.
1.3.Испытания насосов.
К пуску и опробованиюнасосных агрегатов должны быть закончены работы по устройству верхнего покрытияпола и вентиляции, монтаж всего оборудования трубопроводов насосного агрегата,КИП и автоматических устройств, смазочных систем, электромонтажные работы и др.
При подготовке агрегата кпуску проверяют затяжку всех крепежных изделий, удаляют пыль и грязь ипродувают сжатым воздухом смазочные системы трубопроводов. Затем через сеткузаливают чистое масло в картер насоса, редуктор и зубчатые муфты, проверяютзатяжку сальников. Муфту вручную приводят в движение, при этом вращение ротораили коленчатого вала и ход поршней или плунжеров насоса должен быть плавным ибез рывков. Насосы, предназначенные для перекачки горячих жидкостей, передпуском прогревают паром, температура которого может быть на 40оСниже температуры перекачиваемой жидкости. Напор жидкости и производительностьагрегата регулируют у центробежного насоса задвижкой, установленной на напорномтрубопроводе. Пробный пуск агрегата производят при малой нагрузке насоса.
Пуск в работуцентробежных агрегатов осуществляют следующим образом. Все задвижки или вентилина всасывающем напорном и вспомогательных трубопроводах, а также кранывакуумметра, манометров и расходомеров закрывают. Не закрывают задвижку навсасывающем трубопроводе насоса. У центробежного агрегата при необходимостизадвижка может быть закрыта только на 80%.
Затем открывают краны,подающие смазывающую или охлаждающую жидкости к сальнику, подшипникам илиохладителю. Всасывающий трубопровод и насос заполняют перекачиваемой жидкостью.После заполнения насоса жидкостью закрывают кран для выпуска воздуха, и если уагрегата предусмотрен байпас, то его открывают. Затем включают электродвигательагрегата и открывают краны манометров.
Запрещается пуск насосовбез воды или перекачиваемой жидкости и с отключённой системой охлаждения. Недопускается работа центробежного насоса при закрытой задвижке на напорномтрубопроводе более 2–3минут.
Когда частота вращениявала центробежного насоса достигнет предусмотренной, а манометр при напорномпатрубке будет показывать номинальное давление, необходимо открыть задвижку нанапорном трубопроводе и закрыть байпас (если он предусмотрен). Напорнуюзадвижку следует открывать постепенно, чтобы прохождение жидкости быломинимальным, что исключает нагрев корпуса насоса и электродвигателя. Приоткрытии напорной задвижки необходимо следить за равномерным возрастаниемнагрузки электродвигателя до рабочего режима. В случае его перегрузки нужнонемедленно остановить агрегат для выявления причин. При остановке агрегатасначала медленно перекрывают задвижку на всасывающем (если она предусмотрена)трубопроводе, затем задвижку на напорном трубопроводе и выключаютэлектродвигатель.
Во время работы агрегатанеобходимо следить за показаниями контрольно-измерительных приборов. Повышенноедавление указывает на большое сопротивление в напорном трубопроводе, вызванноеего засорением или неполным открытием напорной задвижки.
При нормальной работенасоса стрелки приборов, за исключением вольтметра, должны равномерноколебаться относительно значения измеряемого параметра; скачки стрелокпоказывают, что насос подсасывает воздух. В этом случае необходимо устранитьнегерметичность стыков всасывающего трубопровода.
Повышенная сила тока(показание амперметра) по сравнению с паспортным значением указывает нанеисправность в насосе (заедание ползунов, перетяжка шатунных подшипников,сальников, штоков), неправильную сборку редуктора и т.п.
При появлении резкихстуков и чрезмерного нагревания корпуса насос следует немедленно остановить дляустранения неисправностей.
В процессе опробованияагрегатов необходимо обеспечить: работу агрегата без стука и чрезмерного шума,а также без утечек перекачиваемых, смазывающих и охлаждающих жидкостей встыковых соединениях деталей и сборочных единиц; температуру масла в картерахили масляных ваннах (баках) не выше 60оС; нагрев подшипников итрущихся поверхностей деталей и сборочных единиц агрегата (при перекачкехолодной жидкости) не выше 65оС. Если в каком-либо подшипникетемпература будет выше указанной, то необходимо проверить качество масла ипоступление его в подшипник.
Опробование насосасчитается законченным при достижении устойчивой работы агрегата в течение 2ч.После опробования насосные агрегаты проходят индивидуальное испытание подрабочей нагрузкой в течение 4ч.