Дипломная работа: Ремонт и монтаж центробежных насосов по перекачке нефти и газа

I габарит-АТД-500, АТД-6ЗО, АТД-800;

II габарит — АТД-1000, АТД-1250, АТД-1600;

III габарит — АТД-2000, АТД-2750 (цифры обозначают мощность электродвигателя в киловаттах). Все электродвигатели работают от сети напряжением 6 кв, имеют скорость вращения 2950 об/мин и высокий к.п.д. (0,93—0,935).

Двигатели серии АТД монтируются в общем зале с насосами, так, как они выполнены во взрывозащищенном исполнении (в их корпусе поддерживается избыточное давление воздуха 50—70 мм вод. ст., что предотвращает попадание внутрь загазованного, воздуха). Из синхронных применяются электродвигатели серии СТМ в нормальном исполнении с замкнутым циклом вентиляции, со специальным воздухоохладителем. Эти двигатели монтируют в отдельном зале, отгороженном от насосного зала герметичной промежуточной стеной.

Электродвигатели СТМ-750-2 и СТМ-1500-2 выполняются на общей фундаментной плите с возбудителями, а GTM-2500-2, СТМ-4000-2, СТМ-6000-2 — на отдельных фундаментных плитах под статор, под подшипники электродвигателя и под возбудитель.

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. Применяют обычно раствор следующего состава: 1 часть быстротвердеющего цемента БТЦ марки 400 или 500 и 1,5 части крупнозернистого песка. Водоцементное соотношение принимают равным 0,55.

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.

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).

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. 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 —(0,10÷0,15), где а - полный осевой разбег (в мм).

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.

3. 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.

4. Ремонт газотурбинных установок

Текущий ремонт газотурбинных установок производят через. 7000 ч работы и выполняют при этом следующие операции: вскрывают и проверяют зазоры всех подшипников, турбодетандера, главного маслонасоса, расцепного устройства; проверяют осевой разбег роторов, состояние зубчатых муфт и центровку роторов; вскрывают редуктор и проверяют состояние подшипников и зацепление зубчатой пары; вскрывают нагнетатель и его подшипники; проверяют центровку вала нагнетателя с валом редуктора; разбирают и проверяют все детали пускового маслонасоса, циркуляционные водяные насосы и насосы уплотнения; осматривают регенератор; очищают фильтр Рекка; проверяют на герметичность трубопроводную арматуру; разбирают узлы регулирования и подшлифовывают золотники, буксы и другие детали узлов регулирования.

Средний ремонт производят примерно через четыре года работы агрегата и выполняют при этом операции текущего ремонта, а также полную разборку турбины и ее вспомогательного оборудования, исправление и замену лопаток турбины, проверку и восстановление уплотнительных колец, обмер дисков роторов и тщательную проверку дисков с целью выявления возможных трещин, проверку действия системы охлаждения дисков сжатым воздухом, перезаливку подшипников, замену износившихся деталей и узлов регулирования, опрессовку регенераторов.

Капитальный ремонт выполняют через 10—12 лет работы установки. При этом производят следующие работы: полностью разбирают турбину и заменяют износившиеся детали, заменяют износившиеся лопатки турбин и осевого компрессора, балансируют роторы, заменяют износившиеся узлы и детали элементов регулирования и запорную арматуру, ремонтируют маслосистему, систему охлаждения и камеру сгорания, проверяют и ремонтируют пружинные опоры воздуховодов и газоходов, восстанавливают теплоизоляцию на газоходах и воздуховодах.

5. Расчет нормы парка запасных частей

Установим норму запасных частей по следующей формуле:

Р =                      (2)

где Р — норма запаса деталей, т. е. число деталей одного наименования;

О — число одинаковых деталей в машине или аппарате; =4,

З — запас в месяцах (принимается от трех до пяти месяцев); = 5,

П — количество оборудования одного типа; = 3,

К — коэффициент уменьшения числа запасных деталей в зависимости от их числа на всех машинах или аппаратах по данной группе (является статистической величино11); = 0,8

ТД — срок службы детали, устанавливаемый заводом, в месяцах.

Значение коэффициента К в зависимости от общего числа одинаковых деталей на предприятии ориентировочно можно принимать по табл.4.

Таблица 4. Значение коэффициента К

ОП	К	ОП	К
1-5	1,0	85	0,40
10	0,9	100	0,30
20	0,8	125	0,25
30	0,7	150	0,20
40	0,6	200	0,15
55	0,5	300	0,10
70	0,45

Р ==

Определим норму запаса деталей по формуле:

                    (3)

где Н — число запасных однотипных деталей для группы однотипного оборудования;

Д — число однотипных деталей в данном агрегате; =2,

А — число однотипных агрегатов; =5,

Тз — предельный срок, на который агрегат обеспечивается запасом однотипных деталей, независимо от срока их службы; 13 мес.

Т — срок службы данной детали; 18 мес.

КА и КД — коэффициенты понижения запаса деталей, зависящие от числа однотипных агрегатов А и числа однотипных деталей в агрегате Д (при Т = Тз коэффициент КА= КД = 1), значения КА и КД даны в табл. 5 и табл.6.

Таблица 5. Значение коэффициента КА

А	КА	А	КА
1	1	14-19	6,5
2-3	4	20-24	8,0
4-6	5	25-30	8,5
7-10	6	31-37	9,0
11-14	7

Таблица 6. Значение коэффициента КД

Д	КД	Д	КД
1	1,0	7-8	4,5
2	3,0	9-10	5,0
3-4	3,5	11-13	5,5
5-6	4,0	14-15	6,0

Определенная по данным формулам норма запасных частей должна быть уточнена с учетом статистических данных и особенностей эксплуатации оборудования перекачивающих станций.

Таким образом, для определения нормы парка запасных частей необходимо знать:

- число однотипных деталей в агрегате;

- число однотипных агрегатов;

- предельный срок запаса агрегата;

- срок службы детали.

Формула позволяет определить количество деталей каждой группы, так как большой запас влияет на стоимость производимого ремонта и увеличивает сумму оборотных средств, что нежелательно на практике. Эта формула определяет «золотую середину», то есть неэффективно, когда не хватает деталей и особенно дисфункционально, когда они хранятся в излишке, создавая тем самым дополнительные материальные затраты.

6. 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, при этом должны быть соблюдены гигиенические условия и условия комфортного состояния помещения, а именно: нормальное, естественное и искусственное освещение, благоприятные метеорологические условия, приточно-вытяжная вентиляция и кондиционирование воздуха. Кроме того, в подготовительные работы входят выделение пространства для проведения работ и качественного инструмента.

Ремонтные работы. Существуют индивидуальные методы ремонта и агрегатно-узловые, когда отдельные узлы готовят механической мастерской, это сохраняет время работы и улучшает его качества. Правила техники безопасности заключаются в соблюдении инструкций для слесарей, монтажников и сварщиков. При ремонте оборудования соблюдается правило пожарной безопасности, т.е. сварку производят после анализа воздуха на содержание взрывоопасной смеси. Для этого выдаются наряды-допуски, разрешающие работы в опасных местах. Все рабочие-ремонтники проходят медицинское освидетельствование, инструктажи (вводной, на рабочем месте, периодически) и обучение по безопасному ведению работ. Все отходы при ремонте – ветошь, тряпки, масла, электроды, обрезки металла, остатки карбидокальция, утилизируются и вывозятся за пределы мастерских, часть сдается в металлолом, часть сжигается, часть захороняется. После ремонтных работ производятся испытания агрегатов на рабочее давление 1,25-1,5 Рраб. Испытания проводятся гидравлическим или пневматическим методом с обязательными монометрами. Все отремонтированные агрегаты подвергаются контролю со стороны ОТК.

Размещение оборудования – станков, тисков, столов и тому подобное, должно соответствовать СНиП А1-32-95.

Все электрооборудование (станки, сварочные аппараты) должно быть заземлено с сопротивлением меньше 4 Ом. Все подъемные механизмы (кранбалки, 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 монометры, с соответствующей шкалой. В мастерских предусмотрена искусственная вентиляция с кратностью воздухообмена 3-4.

Искусственное освещение при работах в темное время суток должно быть не менее 100 люкс. Все работники ремонтных служб обеспечиваются спецодеждой, спецобувью и средствами индивидуальной защиты.

Если шум и вибрация превышают 85 дБл при частоте 1000 Гц, то необходима коллективная защита от шума, заключающаяся в устройстве шумопоглощения и шумоизоляции. При подъеме деталей весом 20 кг необходимо применять механизацию грузоподъемных работ. Все работники проходят инструктаж по технике безопасности и противопожарной безопасности.

В холодное время в мастерской предусмотрена вентиляция, кондиционирование воздуха.

Для аварийного случая (пожар, загазованность) предусмотрены дополнительные выходы и разработан план эвакуации.

Заключение

Насосы и компрессоры, наряду с линейной частью, являются наиболее ответственным звеном в работе технологической цепочки перекачки.

От их рабочих параметров (производительности, давления, числа оборотов, мощности и др.) зависит в целом работа трубопровода.

Однако каждый агрегат имеет определенную наработку в часах гарантирующую безаварийную работу силового оборудования, а далее требует определенной профилактики или ремонта.

В дипломном проекте отражены вопросы износа оборудования, методов проверки деталей и организации всех видов ремонта насосов и компрессоров, монтаж оборудования, применяемые приспособления и подготовка к пуску после капитального ремонта.

Кроме того, определенное внимание уделено вопросам организации парка запасных частей и составлению графиков проведения ППР, а также восстановлению быстроизнашиваемых узлов и деталей подвижных частей.

Согласно заданию руководителя, более подробно дана технология ремонта центробежных насосов и газомотокомпрессоров.

Глубоко изученный материал в подготовке и проведении всех видов ремонта силового оборудования я постараюсь использовать в своей практической работе после окончания колледжа.

Литература

1.  Актабиев Э.В.; Атаев О.А. Сооружения компрессорных и нефтеперекачивающих станций магистральных трубопроводов. – М.: Недра, 1989

2.  Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник / А. Э. Кравчик, М. М. Шлаф, В. И. Афонин, Е. А. Соболенская. - М.: Энергоиздат, 1982

3.  Березин В.Л.; Бобрицкий Н.В. и др. Сооружение и ремонт газонефтепроводов. – М.: Недра, 1992

4.  Бородавкин П.П.; Зинкевич А.М. Капитальный ремонт магистральных трубопроводов. – М.: Недра, 1998

5.  Брускин Д.Э. и др. Электрические машины. – М.: Высшая школа, 1981

6.  Булгаков А. А. Частотное управление асинхронным двигателем - М.: Энергоиздат, 1982

7.  Бухаленко Е.И. и др. Монтаж и обслуживание нефтепромыслового оборудования. М. Недра, 1994

8.  Бухаленко Е.И. Справочник по нефтепромысловому оборудованию. М. Недра, 1990

9.  Грузов В. Л., Сабинин Ю. А.. Асинхронные маломощные приводы со статическими преобразователями. СПб, Энергия, 1970

10.  Ковач К.П., Рац И.. Переходные процессы в машинах переменного тока. М., Госэнергоиздат, 1963

11.  Марицкий Е.Е.; Миталев И.А. Нефтяное оборудование. Т. 2. – М.: Гипронефтемаш, 1990

12.  Махмудов С.А. Монтаж, эксплуатация и ремонт скважных насосных установок. М. Недра,1987

13.  Раабин А.А. и др. Ремонт и монтаж нефтепромыслового оборудования. М. Недра,1989

14.  Руденко М.Ф. Разработка и эксплуатация нефтяных месторождений. М.: Труды МИНХ и ГТ, 1995

15.  Соколов В.М. Методы увеличения продуктивности скважин. М.: «Недра», 1991

16.  Титов В.А. Монтаж оборудования насосных и компрессорных станций. – М.: Недра, 1989

17.  Токарев Б. Ф. Электрические машины. Учеб. пособие для вузов. - М: Энергоатомиздат, 1990:

18.  Чичедов Л.Г. и др. Расчет и конструирование нефтепромыслового оборудования. М. Недра, 1987

19.  Шапиро В.Д. Проблемы и организация ремонтов на объектах нефтяной и газовой промышленности. – М.: ВНИНОЭНГ, 1995

20.  Шинудин С.В. Типовые расчеты при капитальном ремонте скважин. М.: «Гефест», 2000