Архив автора: zelenkova

Особенности нижнего привода реакторов и мешалок на основе БПУ

Главным преимуществом перемешивающих устройств с нижним приводом является их высокий КПД и простота лопастных конструкций. В таких реакторах нет необходимости в применении длинных валов и как следствие – нет больших изгибающих нагрузок на подшипники и уплотнения.

При применении нижнего перемешивающего устройства происходит наиболее равномерное и эффективное смешивание продукта, в том числе перемешивание тяжелых фракций и взвешенных частиц.

Но есть и главный недостаток мешалок с нижним приводом – отсутствие надежной герметизации самого нижнего привода и даже двойные уплотнения в силу особенностей работы привода не спасают от разгерметизации реакторов.

Описание штатного привода, условия эксплуатации

В 2018 году в ООО НПЦ «АНОД» обратился заказчик с необходимостью доработки герметичного привода ВАГЖ 14-232К реактора РГ 2,5-64 производства «Старорусского завода химического оборудования» 1977 года изготовления, разработки «Ленниихиммаш».

Штатный электропривод мешалки: герметичный (с мокрым ротором) предназначен для перемешивания химических веществ внутри реактора при помощи трехлопастного винта. Состоит из герметичного электродвигателя, вала, винта, торцового уплотнения, радиальных и упорных подшипников скольжения.

Недостатки штатного привода (перемешивающего устройства):

Ненадежное торцовое уплотнение привода.
Попадание продукта в привод и рубашку электродвигателя.
Сложность ремонта и отсутствие запасных частей.
Низкий КПД установки.

Перемешиваемая среда в реакторе: водная суспензия тринитробензанилида под давлением 1,8 МПа и температуре 140°С.

Сложности при проектировании привода связанные с режимами работы:

Воздухоудаление из верхнего торцового уплотнения;
Пескообразная перемешиваемая среда и абразивный износ деталей БПУ, находящихся в перемешиваемой среде;
Периодический режим работы перемешивающего устройства по параметрам и постоянный по времени. Раз в 4 часа происходит выгрузка продукта из реактора. За это время меняются все параметры перемешиваемой среды. Температура меняется от 20 до 140°С, происходит термошок при промывке аппарата после выгрузки продукта. Давление в аппарате меняется от 0 да 1,8 и обратно до 0 МПа. Периодическое включение и выключение привода.

Описание привода на основе БПУ

Блок подшипниковый уплотнительный привода мешалки

В целях модернизации герметичных электроприводов был предложен вариант замены штатного перемешивающего устройства на перемешивающее устройство на основе БПУ (блок подшипниковый уплотнительный) с взрывозащищенным электродвигателем стандартного вертикального исполнения и независимой системой работоспособности PLAN 53B.

БПУ состоит из вала, нижнего (атмосферного) и верхнего (контурного) торцовых уплотнений, радиальных и упорных подшипников скольжения и перемешивающего винта.

Внутренние полости БПУ и системы работоспособности заполняются затворной жидкостью. Затворная жидкость – водный раствор этиленгликоля под давлением 2,2-2,5 МПа и при температуре до 70°С.

Циркуляция затворной жидкости осуществляется за счет винтовой нарезки на упорном диске БПУ.

Электродвигатель крепится к корпусу БПУ при помощи фонаря, а вращение от вала электродвигателя к валу БПУ передается посредством упругой пластинчатой муфты с двумя пакетами пластин.

Для надежной работы и предотвращения аварийных ситуаций, БПУ оснащается приборами КИПиА в следующем объеме: датчик температуры и датчик давления, прибор контроля нагрузки электродвигателя.

Система обеспечения работоспособности состоит из бачка затворной жидкости с максимальным рабочим давлением 4,2 МПа, пневмогидроаккумулятора с разделительной мембраной объемом 10 л, запорной арматуры, переходников для установки КИПиА, трубопроводов и фитингов.

Охлаждение затворной жидкости осуществляется за счет подводимой воды.

Первая поставка нового привода состоялась в январе 2019г.

Эксплуатация перемешивающего устройства на основе БПУ подтвердила его надежность, улучшение технико-экономических показателей, обоснованность выбранных конструктивных решений. На данный момент поставлено 7 единицы, 2 шт в изготовлении.

Даже в аварийном случае, при попадании в лопасти винта металлической детали аппарата (нештатная ситуация), привод предотвратил разгерметизацию реактора и был восстановлен путем замены подшипников и поврежденных элементов в кратчайшие сроки, при этом электродвигатель полностью сохранил работоспособность.

ВЫВОДЫ

По результатам имеющейся информации по наработке, надежности и удобстве использования данного варианта нижнего перемешивающего привода (с исключением протяженных валов мешалок) рекомендуем при проектировании аппаратов применять данный тип привода перемешивающего устройства. Результат наработки нижнего привода с использованием БПУ показали его высокую надежность в жестких условиях эксплуатации:

Пескообразная перемешиваемая среда.
Меняющиеся в короткое время параметры перемешиваемой среды при изменении температуры от 20 °С до 140 °С и давлении от 0 до 1,8 МПа и обратно до 0.
Термошок при промывке аппарата.
Периодическое включение и выключение приборов.

Насосы резервного топлива

Основным свойством перекачиваемой среды насосов резервного топлива является вязкость, которая может влиять на показатели текучести, теплофизические свойства уплотняемой среды. При переходных режимах работы насосов возникают предпосылки к неустойчивой работе. Возможно образование сгустков, отложений с последующим коксообразованием на деталях торцового уплотнения.
Для исключения предпосылок к нештатным остановам оборудования необходимо адаптировать системы герметизации и усовершенствовать системы обеспечения работоспособности к реальным условиям эксплуатации, а именно:

подвести линию рециркуляции перекачиваемого продукта через сальниковую камеру насоса для обеспечения постоянного потока мазута с гарантированным давлением, что позволит исключить застывание и дальнейшее коксование в полости торцового уплотнения при нахождении насоса в «горячем» резерве;
обеспечить подачу пара к торцовому уплотнению после останова насоса для очистки внутренних полостей деталей, подвижных элементов.

Применение торцевых уплотнений с защитной ступенью производства «АНОДа» позволяет привести системы герметизации к требованиям нормативной документации (приказ Ростехнадзора от 15.12.2020 № 529 «Об утверждении федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности складов нефти и нефтепродуктов»).

Повышение надёжности через знания и взаимодействие

Специалисты НПЦ «АНОД», чьи разработки успешно применяются в нефтеперерабатывающей отрасли, провели на площадке Атырауского НПЗ обучающие сессии для сотрудников завода. В рамках визита были организованы обходы производственных установок, в ходе которых обсуждались реальные эксплуатационные задачи, связанные с работой насосных агрегатов и теплообменного оборудования.

Коллегиально были выявлены типовые проблемы, даны рекомендации и предложены технические решения, уже зарекомендовавшие себя в аналогичных условиях на других нефтеперерабатывающих предприятиях.

Особое внимание во время встречи было уделено герметизирующим узлам – одной из наиболее уязвимых частей насосного оборудования. Нарушение их работы влечёт за собой потери технологического продукта, риск загрязнения окружающей среды, повышение вибрационных нагрузок и, как следствие, аварийные остановки агрегатов.

В этом контексте особый интерес вызвали усовершенствованные торцевые уплотнения и блоки подшипниковые уплотнительные (БПУ), разработанные специалистами НПЦ «АНОД». Эти решения позволяют существенно повысить надёжность насосного оборудования, снизить вибрационные нагрузки и увеличить межремонтные интервалы.

Опыт их применения на других НПЗ подтвердил высокую эффективность даже в тяжёлых условиях эксплуатации – при высоких температурах, нестабильных нагрузках и агрессивных средах.

Как подчеркнул главный конструктор НПЦ «АНОД» Александр Кулдышев, внедрение современных герметизирующих технологий играет ключевую роль в обеспечении надёжности и экологической безопасности производства.

Обучение на АНПЗ охватило более 30 сотрудников – от ремонтных бригад до инженерно-технических специалистов.

Также обсуждались вопросы повышения квалификации персонала и поэтапного перехода на современные отечественные технологии.

Полученные знания и совместно выработанные решения станут основой для дальнейшего повышения надёжности оборудования, оптимизации ремонтных процессов и продления срока службы критически важной техники на предприятии.

Обучающие сессии дял сотрудников Атырауского НПЦ

Александр Карташев, ведущий инженер по планированию капремонтов, ПАУ, Атырауский НПЗ

Стремление к совершенству

При формировании концепции устойчивой роботы генерирующих мощностей энергосистем актуальными являются вопросы эффективности, энергосбережения и экологической безопасности. Для решения поставленных задач необходимо внедрение инновационных предложений в форме наукоемких и в то же время простых в практическом применении проектов. В данной концепции возрастает роль и место исполнительного механизма процесса технического перевооружения — подрядных организаций, охватывающих полный цикл работ, от текущих (плановых и внеплановых) ремонтов до реализации новых проектов, обеспечивающих внедрение современного технического оборудования. Актуальной становится задача обеспечения максимальной работоспособности оборудования при оптимальном расходовании материальных ресурсов. В основу предлагаемого положены технические решения и изделия, производимые флагманом российского машиностроения — научно-производственным центром «АНОД» (НПЦ «АНОД»).

20 ЛЕТ УСПЕШНОГО СОТРУДНИЧЕСТВА

Наиболее действенным инструментом для достижения цели являются комплексные программы повышения надежности и эффективности производственного оборудования. Реализация подобных программ позволяет концентрировать усилия большого числа подрядных организаций на достижении программных установок на всех этапах ремонта, реконструкции и строительства новых производств.

Примером таких проектов могут служить инвестиционные программы технического перевооружения систем герметизации, и модернизации насосного оборудования, реализуемые ООО «АНОД- ЦЕНТР» (входит в структуру (ООО НПЦ «АНОД») в филиалах ПАО «Мосэнерго».

На протяжении более 20 лет сотрудничества наша инновационная компания оказывает комплексные услуги по анализу работы оборудования, формализации технических задач, проектированию, производству, поставке и инженерному сопровождению поставляемого динамического и теплообменного оборудования.

Тесное взаимодействие специалистов различных структур в ходе реализации программ модернизации тепловых электростанций придало новый импульс в совершенствовании динамического оборудования.

Так, в филиалах ПАО «Мосэнерго» реализованы отдельные программы технического перевооружения, импортозамещения, совершенствования систем герметизации с целью приведения в соответствие принятым нормам и правилам промышленной безопасности, обеспечения надежности и увеличения межремонтного периода парка:

насосов мазутных (резервного топлива);
маслонасосов системы смазки подшипников турбины и уплотнений вала генератора;
сетевых насосов;
конденсатных насосов турбин и бойлеров;
питательных насосов;
насосов импортного производства;
насосов пожарных.

По программе совершенствования систем герметизации насосов мазутных (резервного топлива) 1-го, 2-го подъема модернизации подлежали НК-65/35- 125, НК-65/35-70,12НА-22х6, 5Н5х4, НПС -200/700, НК-200/120, НК-560/120, НК-200/370,8НД10х5,8НД-9х2, НПС-120/65- 750, А13В 40/25-21/4, НШМ-8-25-63.

Ремонт торцевых уплотнений мазутных насосов

Инженер по организации эксплуатации и ремонту

Сахаров Владимир Юрьевич

Торцевые уплотнения, выпускаемые компанией ООО НПЦ «АНОД», широко используются в мазутных насосах. Они предотвращают утечку мазута и способствуют надежной эксплуатации оборудования. Со временем детали насоса и уплотнения изнашиваются, что приводит к потере герметичности и необходимости ремонта торцевых уплотнений.

Рассмотрим основные причины выхода из строя торцевых уплотнений, профилактику и методы их ремонта.

Ремонт торцовых уплотнений мазутных насосов

Торцевые уплотнения 52УТТ6 в составе насоса 5Н-5х4

Причины выхода из строя торцевого уплотнения

Самая распространённая причина выхода из строя торцевого уплотнения – неправильный монтаж. Допущенные при монтаже ошибки могут привести к перекосу или зажатию уплотняющих поверхностей и быстрому выходу уплотнений из строя.

Следующая причина – нарушение условий эксплуатации. Так, например, запуск недостаточно прогретого насоса, перегрев или попадание абразивных частиц, могут повредить уплотнительные элементы.

Скачки давления негативно сказываются на работоспособности торцевых уплотнений, вызывая растрескивание, деформацию или раскрытие колец пары трения. Чрезмерный износ деталей насоса и подшипников не обеспечивает необходимых условий для нормальной работы торцевых уплотнений.

Примеры неисправностей торцевых уплотнений.

Рис. 3. – Износ вторичного уплотнения, вызванный повышенной вибрацией

Рис. 2 – Повреждение гильзы и разрушение резинового уплотнительного кольца из-за недостаточного прогрева насоса перед пуском.

Рис. 1 – Износ на кольце пары трения в результате сухого трения.

Ремонт торцевых уплотнений

В первую очередь выполняется визуальный осмотр, позволяющий выявить механические повреждения, трещины и износ. Проверяются возможные утечки мазута или затворной жидкости в зоне уплотнения. Анализируются рабочие параметры насоса, включая давление, температуру и уровень вибрации. После этого уплотнение демонтируется и разбирается. Все детали уплотнения очищаются от остатков мазута и загрязнений, что позволяет оценить состояние всех его элементов. Составляется протокол ревизии торцевого уплотнения, по результатам которого принимается решение о восстановлении деталей или их замене. Обычно в ходе ремонта восстанавливаются или меняются пары трения, обязательно производится замена резиновых колец, при необходимости изготавливаются изношенные или повреждённые детали. Все детали проходят контроль ОТК и допускаются к сборке. После сборки торцевого уплотнения выполняются гидравлические и динамические испытания.

Профилактика и рекомендации по эксплуатации

Для увеличения срока службы торцевого уплотнения необходимо правильно подготовить агрегат перед его установкой, следуя требованиям руководства по эксплуатации. Перед запуском насоса особое внимание следует уделять прогреву в зоне уплотнения. Также важно поддерживать рабочие параметры насоса в допустимых пределах. Регулярные плановые осмотры, периодическая проверка затяжки резьбовых соединений, очистка наружных поверхностей от грязи и пыли помогут своевременно выявить и устранить возможные неисправности.

Заключение

Квалифицированный ремонт торцевых уплотнений мазутных насосов позволяет обеспечить надежную работу торцевых уплотнений и продлить срок эксплуатации насосного оборудования. Все эти мероприятия позволят содержать насосы и помещения в чистом виде, а эксплуатационному и ремонтному персоналу работать в комфортных условиях без неожиданных аварийных ситуаций.

Сервисное обслуживание и ревизия СГУ у заказчика

Ревизия уплотнения – это комплекс операций технического обслуживания по установлению степени износа уплотнения и его отдельных частей с целью проведения проверки его работоспособности, ремонтопригодности и определение объема дальнейшего ремонта в условиях сервисного предприятия.

Необходимость в ревизии сухого уплотнения в условиях эксплуатации возникает в рамках договорных обязательств либо при наступлении гарантийного случая при определении причин выхода уплотнения из строя. Лучше всего это делать по «горячим следам» с выездом специалиста и проведением всех необходимых мероприятий на месте: разбор компрессорной установки и осмотр ее узлов и составляющих, демонтаж уплотнения, его разборка и ревизия, изучение данных по эксплуатации уплотнения и т.д.

В ревизию сухого газодинамического уплотнения в условиях эксплуатации входит:

разборка уплотнения;
очистка всех составляющих деталей уплотнения от загрязнений;
осмотр металлических деталей на наличие каких-либо аномалий (износ, задиры, коррозия и т.д.);
осмотр пар трения на наличие износа, сколов, трещин;
осмотр вторичных уплотняющих элементов на наличие повреждений, потерю эластичности и формы сечения;
проверка состояния пружин;
осмотр крепежных изделий на целостность резьбы и граней;
оценка дальнейшей работоспособности уплотнения исходя из его технического состояния и условий работы в компрессоре.
восстановление работоспособности СГУ, если это возможно в условиях эксплуатации. При необходимости замена составляющих СГУ из ЗИПа. Если работоспособность уплотнения в условиях эксплуатации восстановить не возможно, то формируется перечень по дальнейшему объему ремонта уплотнения в условиях сервисного центра;
сборка уплотнения в рабочее состояние и его подготовка к дальнейшему монтажу в компрессор;
составление технического отчета с приложением фотоматериалов проведенной ревизии и описанием выявленных дефектов.

Пример проводимой ревизии по месту эксплуатации СГУ приведен ниже на фото.

Детали уплотнения СГУ в хорошем состоянии. Уплотнение пригодно к дальнейшей эксплуатации.

ФОТО 1. Детали уплотнения в хорошем состоянии. Уплотнение пригодно к дальнейшей эксплуатации.

ФОТО 2. Пары трения уплотнения имеют износ. Уплотнение непригодно к дальнейшей эксплуатации и нуждается в ремонте в условиях сервисного центра.

ФОТО 3. СГУ разрушено и непригодно к дальнейшей эксплуатации. Дальнейший ремонт уплотнения нецелесообразен ввиду критического повреждения многих деталей уплотнения.

В настоящее время актуально комплексное сервисное обслуживание сухих газодинамических уплотнений на территории заказчика, которое предусматривает оказание комплекса работ включающих в себя следующие операции, но не ограничиваясь:

демонтаж уплотнения из компрессора;
ревизия уплотнения;
оценка его дальнейшей возможной эксплуатации;
монтаж СГУ в компрессор;
при необходимости настройка панели управления и контроль параметров работы уплотнения по ней во время пуска компрессорной установки в работу.

Целью оказания работ по сервисному обслуживанию и ревизии СГУ является обеспечение безостановочной, безотказной штатной работы и безопасной эксплуатации уплотнений и системы СГУ в целом.

Специалисты ООО НПЦ «АНОД» готовы оказать весь спектр услуг по сервисному обслуживанию сухих газодинамических уплотнений в условиях их эксплуатации. Прибытие специалистов на объект заказчика для проведения сервисного обслуживания систем СГУ осуществляется незамедлительно после получения заявки на проведения данных работ. В подтверждение этому можно привести пример сотрудничества ООО НПЦ «АНОД» с газодобывающим предприятием ЗАО «Нортгаз». На протяжении нескольких лет специалистами ООО НПЦ «АНОД» на территории газодобывающего промысла ЗАО «Нортгаз» проводятся работы по сервисному обслуживанию узлов СГУ и сопутствующих систем.

ФОТО 4. Демонтированное сухое газовое уплотнение фирмы «EagleBurgmann»из газоперекачивающего компрессора «THERMODYN» после достижения межремонтной наработки в 25000 часов.

ФОТО 5. Восстановленные в условиях эксплуатации и готовые к монтажу в компрессор СГУ фирмы «EagleBurgmann».

Особенности нижнего привода реакторов и перемешивающих устройств на основе БПУ