Почему насосы с БПУ.

Владимир Маколдин, начальник конструкторского отдела динамического оборудования (КОДО) ООО НПЦ «АНОД»

Михаил Щербаков, инженер-конструктор ООО НПЦ «АНОД»

Опыт работы ООО «НПЦ «АНОД» (г. Нижний Новгород) на рынке торцовых уплотнений показал, что наиболее уязвимыми узлами насосов являются опорно-уплотнительные системы. С целью решения проблем, связанных с недостатками в работе этих двух систем, был разработан БПУ – блок подшипниковый уплотнительный. БПУ представляет собой узел для насоса, объединяющий в одном корпусе как опорную, так и уплотнительную системы. Упрощенно конструкция выглядит как разделенное двойное торцовое уплотнение, между уплотнительными ступенями которого помещены два упорных и два радиальных подшипника скольжения (рис.1).

Большинство крупных насосов, компрессоров, герметичных насосов работают на подшипниках скольжения, так как, по сравнению с подшипниками качения, они обладают большей несущей способностью и возможностью демпфировать колебания вала.
Конструктивное использование в составе БПУ подшипников скольжения совместно с торцовыми уплотнениями дает ряд дополнительных преимуществ опорно-уплотнительной системе:

· отсутствие специальной системы смазки, возможность задействовать имеющуюся систему обеспечения работоспособности торцового уплотнения;

· расположение подшипника в непосредственной близости от торцового уплотнения создает благоприятное рабочее состояние по вибрации;

· применение в качестве пар трения в подшипниках и торцовых уплотнениях одних и тех же материалов с равными, максимально высокими ресурсами.

Большое фото

В качестве материалов пар трения в подшипниках скольжения используются современные износостойкие материалы: карбид кремния, силицированный графит, углеграфит, карбид вольфрама в различных комбинациях.
Блок БПУ изготавливается как по двойной схеме, так и по схеме одинарного торцового уплотнения, возможно использование одинарной схемы с защитной ступенью (при работе на перекачиваемой среде). Затворная жидкость смазывает и охлаждает подшипники и торцовые уплотнения. Для охлаждения затворной жидкости по двойной схеме используется бачок затворной жидкости – аналогично тому, как в торцовом уплотнении.
С БПУ предлагаются минимальный необходимый комплект приборов КИПиА, а также стойка и система затворной жидкости, для схемы с использованием двойного ТУ - еще и баллон с азотом и редуктор (рис. 2).

Поставляется БПУ в максимальной монтажной готовности, монтаж и крепление выполняются на существующие посадочные места.
Применение БПУ возможно практически во всех насосах любой марки. На сегодняшний день имеется большой опыт работы с предприятиями - представителями разных отраслей промышленности.
Исторически сложилось, что первые БПУ были созданы для конденсатного насоса КСВ 125/140 – это один из самых успешных проектов (рис. 3).

Именно с данного проекта началось широкое применение БПУ в энергетике. По этому принципу были разработаны БПУ к насосам КСВ 200/130, КСВ 320/160, а затем разработаны БПУ к горизонтальным конденсатным насосам КС125/140, КС 50/55, КС 80-155.
Запоминающимся насосом стал Worthington 4НЕ2 (рис. 4): для него сделан БПУ с выносными холодильниками, работающий на перекачиваемой среде.

При этом каждый конкретный случай модернизации насоса имеет свой инженерный подход и продуманные решения.
Так, работая с предприятиями химического комплекса, специалисты компании решили проблему, связанную с работой насоса ХБ 160/210 (продукт - водный раствор аммиака до 55 %). Проблема эксплуатации универсальная: пропуск среды – штраф за нарушение экологии, набрызг на подшипник и последующий выход его из строя. Для решения данных проблем были разработаны и изготовлены БПУ, работающие на перекачиваемой среде (рис. 5). Более того, в процессе модернизации этого насоса отказались от разгрузочного барабана. Осевое усилие компенсируется гидравлической разгрузкой запатентованной конструкции при помощи торцового уплотнения. В результате поднята величина КПД насоса, исключена «паразитная» внутренняя протечка.

Разработаны БПУ к насосам типа АХ. На предприятии “Нижегороднефтеоргсинтез” на позиции перекачки щелочи эксплуатируются насосы Х80-50-200-К (производитель ОАО “Эна”) с установленными БПУ (рис. 6).

Насос Х 150-125-315-К свердловского насосного завода (рис. 7) с БПУ перекачивает химообессоленную воду на одной из ТЭЦ страны.

БПУ так же устанавливался на насосы серии ЦГ, например, существуют исполненные проекты БПУ к насосам ЦГ 50/50 (перекачиваемый продукт - дихлорэтан), ЦГ 25-80 (перекачиваемый продукт - бензин) (рис. 8).

Кроме того, имеется огромный опыт в создании БПУ для нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий. Одними из первых модернизации подверглись наиболее распространенные насосы НК и НКВ (рис. 9). В настоящее время разработаны типоразмеры блоков практически на всю линейку насосов с приводной мощностью от 10 до 800 кВт. На сегодняшний день пробег одного из первых насосов НКВ600/320 с блоком БПУ составил более 52 000 часов.

Большая группа насосов, встречающаяся на всех производствах, - герметичные насосы. На практике герметичные насосы зачастую применяют в условиях, где, по требованиям к безопасности, допускается насос с двойным торцовым уплотнением. Недостатками герметичных насосов являются: относительно низкий КПД в сравнении с классическими центробежными насосами, повышенные требования к чистоте перекачиваемой среды, недопустимость прохватов в работе, затрудненный ремонт в условиях эксплуатации. Такие же проблемы и у герметичных насосов с магнитной муфтой. НПЦ «АНОД» путем установки БПУ успешно производит модернизацию данных типов насосов. При модернизации существующая проточная часть насоса (корпус и рабочее колесо) агрегатируется блоком БПУ, бачком СБТУ, муфтой и электродвигателем. Получен новый модернизированный насосный агрегат.
Примеры таких работ:

· перекачка дихлорэтана (исходный насос ЦГ);

· перекачка винилхлорида (исходный Klaus Union);

· перекачка теплоносителя (бензин с толуолом) (исходный HMD);

· перекачка мазута 360º С (исходный HMD; рис. 10)

Первые модернизированные насосы уже по несколько лет проработали без ремонтов. Причем зафиксированный факт: насос HMD с магнитной муфтой в номинальном режиме потреблял 120 кВт, а с блоком БПУ стал потреблять 97 кВт.
Итак, причины, по которым мы рекомендуем в составе насосов применять блоки подшипниковые уплотнительные:

· многократно увеличенный межремонтный пробег;

· более надежная работа оборудования (уменьшена консоль вала и увеличена жесткость, по сравнению с таким же насосом традиционного исполнения);

· наличие лишь одной совместной системы обеспечения работоспособности УТ и БПУ (отсутствие масляной системы смазки подшипников);

· пониженные уровни вибрации;

· применение самых современных износостойких материалов;

· подшипники скольжения, способные работать практически на любой среде;

· непосредственный контроль над температурой смазки;

· отсутствие дорогостоящей системы контроля над ударными импульсами;

· возможность диагностирования состояния проточной части по величине и направлению осевой силы.

Дата добавления: 2015-07-02