Архив автора: zelenkova

Ремонт высокоскоростных СГДУ на ООО НПЦ «АНОД»

Следующими высокоскоростными уплотнениями, прошедшими восстановительный ремонт в ООО НПЦ «АНОД», стали уплотнения от Ижевской ТЭЦ-1 (ПАО «Т Плюс»).  Это были два комплекта СГУ (всего 8 штук), эксплуатирующихся в составе четырехступенчатого турбокомпрессора Borsig T-Jet 70-4 с частотой вращения ротора четвертой ступени более 40000 оборотов в минуту.

Технические характеристики данных уплотнений:

  • Изготовитель: ООО «РТГ» , «JohnCrane»
  • Тип уплотнения: тандемное, однонаправленное
  • Диаметр вала, мм: 40 и 55.
  • Давление затворного газа, МПа: от 0,49 до 2,2
  • Номинальное число оборотов вала в минуту: от 28834 до 40117
  • Материал колец пар трения: карбид кремния/графит
  • Перекачиваемая среда: природный газ.

 В ходе ремонта уплотнений все поврежденные детали были изготовлены вновь. Также были восстановлены пары трения, подобраны пружины, крепеж и вторичные уплотняющие элементы. Проведена балансировка роторных частей уплотнений по классу точности G1 по ГОСТ ИСО 1940-1-2007. После успешного проведения статических и динамических испытаний уплотнения в конце 2023 г. были переданы Заказчику для дальнейшей эксплуатации.

Стенд для испытания высокоскоростных СГДУ на ООО НПЦ «АНОД»

ООО НПЦ «АНОД» во второй половине 2023 г. ввел в эксплуатацию стенд для динамических испытаний сухих газодинамических уплотнений (СГДУ) с рабочей частотой вращения до 42000 об/мин. Уплотнения данного типа применяются в многовальных центробежных мультипликаторных компрессорах. Данные компрессорные установки предназначены для сжатия и подачи природного газа в газовые турбины теплоэлектроцентралей энергогенерирующих предприятий.

 Первыми подобными уплотнениями, прошедшими восстановительный ремонт в ООО НПЦ «АНОД», были СГУ производства «Flowserve»от Сургутской ГРЭС – 2 (ПАО «ЮНИПРО») в количестве 6 штук, используемые в составе дожимного газового компрессора типа RG35-3 LI, производства «ManTurbo» с рабочими оборотами ротора свыше 24000 об/мин.

СГДУ до ремонта

СГДУ до ремонта

Технические характеристики данных уплотнений:

  • Тип уплотнения: тандемное, реверсивного вращения
  • Диаметр вала, мм: 68
  • Давление затворного газа, МПа: 3,1
  • Номинальное число оборотов вала в минуту: 24156
  • Материал колец пар трения: карбид кремния/карбид кремния
  • Перекачиваемая среда: природный газ.
СГДУ после ремонта

СГДУ после ремонта

В ходе проведенного ремонта была восстановлена работоспособность уплотнений, После успешного проведения статических и динамических испытаний уплотнения были переданы Заказчику для дальнейшей эксплуатации.

Блок подшипниковый уплотнительный 70БПУ31

В июле 2023 года ООО НПЦ «АНОД»  поставил очередной блок подшипниковый уплотнительный 70БПУ31 00.00-08 на нефтезавод в г. Панчево, компании «NAFTNAINDUSTRIJASRBIJEJSCNoviSad», Сербия, на котором в 2014 году была произведена комплексная модернизация центробежных насосов на установке Атмосферной трубчатки с заменой основных элементов и установкой блоков подшипниковых уплотнительных типа 70БПУ31.

Блоки успешно эксплуатируются на насосах KSB и H.TYLER, хорошо себя зарекомендовали многолетней работой без замечаний и отказов оборудования.

Блок 70БПУ31

 

Испытания подшипников 140ПРА питательного насоса электронасоса АПЭ 1240-170А

В НПЦ «АНОД» успешно прошли испытания подшипников 140ПРА и ПРУА питательного насоса электронасосного агрегата АПЭ 1240-170А для энергоблока «БРЕСТ-ОД-300», разработанных и произведенных на предприятии. 

ЦКБМ успешно испытал главный питательный насосный агрегат новой компоновки для турбинных установок АЭС ВВЭР-1200

На стендово-испытательном комплексе Центрального конструкторского бюро машиностроения (входит в машиностроительный дивизион Росатома – Атомэнергомаш) завершились заводские испытания главного питательного насосного агрегата с приводом через гидромуфту для турбинных установок АЭС ВВЭР-1200. Оборудование данного типа изготовили и испытали в России впервые.

Питательный насос

Питательный насос

Новый агрегат состоит из главного и бустерного насосов, создающих расход около 2500 м3/ч и общий напор порядка 900 м, электродвигателя мощностью 8МВт и гидромуфты со встроенным мультипликатором, повышающим частоту вращения главного насоса до 5 700 оборотов в минуту. 

Если ранее на атомных электростанциях российского дизайна применялась схема с прямым приводом главного питательного насоса от электродвигателя (частота вращения до 3000 об/мин) или с турбоприводом (частота вращения до 4500 об/мин), то использование новой схемы с приводом главного насоса через гидромуфту (частота вращения до 6000 об/мин) стало принципиально новым решением для насосного агрегата, разработанного и изготовленного для АЭС в России.

 По результатам испытаний насосный агрегат подтвердил требуемые характеристики и продемонстрировал высокие показатели энергоэффективности. КПД главного питательного насоса превысил 87%.

В бустерном и питательном насосах были применены подшипниковые узлы и торцовые уплотнения разработки ООО НПЦ «АНОД».

Подшипники выполнены реверсивного направления вращения, с разъемными по горизонтальной оси корпусами радиальных подшипников и корпусами упорного подшипника в виде осевой фланцевой сборки на валу.

Подшипники предназначены для работы от маслосистемы с принудительной (0,1-0,3 МПа) подачей масла.

Колодки упорных подшипников обоих насосов выполнены в виде упруго деформируемых самовыравнивающихся моноблоков, что исключает трение и износ в подвижных соединениях деталей подшипника, тем самым значительно увеличивая его ресурс.

Для контроля за температурой  подшипниковый узел имеет датчики температуры -по 3 в каждом радиальном подшипнике и по 3 во внутренней и внешней колодке упорного подшипника).

Нагрузки воспринимаемые подшипниками:

Радиальный подшипник бустерного насоса – до 16000Н
Упорный подшипник бустерного насоса – до 13000Н

Радиальный подшипник питательного насоса – до 18060Н
Упорный подшипник питательного насоса – до 13000Н

Технические характеристики торцовых уплотнений:

Параметр / агрегат Бустерный насос  Питательный насос
Диаметр вала под уплотнением, мм 110  130
Температура уплотняемой воды,ºС 184 184
Давление уплотняемой воды, МПа 1,6 4,0
Частота вращения вала, об/мин 1600  5800

Стендовые динамические испытания подшипников при полной нагрузке на стенде ООО НПЦ «АНОД» и в составе насосного агрегата в АО «ЦКБМ», показали отсутствие износа антифрикционного слоя, стабильность работы на всех режимах и сходимость расчетов с результатами испытаний.

Торцовые уплотнения показали стабильную работу на всех режимах без утечек уплотняемой воды. Износ рабочих поверхностей отсутствовал.

https://www.atomic-energy.ru/news/2022/10/26/129684

Очень непростой ремонт СГДУ (примеры повреждения и износа СГДУ)

При плановом останове центробежного компрессора часто требуется произвести замену сухих газодинамических уплотнений (СГДУ) в виду их наработки до среднего/капитального ремонта.

Для оценки состояния СГДУ необходимо провести ревизию, т.е. разобрать, очистить от загрязнений и провести осмотр с фотофиксацией всех деталей СГДУ и особенно их повреждений, зафиксировать и проанализировать износ колец пар трения, дать оценку пригодности к дальнейшей эксплуатации. По результатам ревизии составляется инспекционный отчёт и  дефектная ведомость, в которой указывается весь перечень необходимых работ для восстановления работоспособности данного уплотнения.

Такой краткий перечень работ по ремонту СГДУ стал восприниматься некоторыми специалистами организаций, эксплуатирующих центробежные компрессоры, как простой и несложный ремонт, не требующий особых знаний и компетенций. Как правило СГДУ демонтируется из компрессора работающей системой СГДУ, т.е. без явных признаков нештатной работы СГДУ. Поэтому может сложиться впечатление, что СГДУ необходимо лишь протереть сухой салфеткой и  монтировать обратно.

Чтобы показать действительную картину состояния ремонтируемых СГУ специалистами сервисной службы ООО НПЦ «АНОД», мы подобрали несколько примеров состояния СГДУ после их демонтажа во время планового ремонта центробежного компрессора.

Дефект: износ рабочей поверхности торца (подпружиненное стационарное кольцо)

Материал: графит

Причины: загрязнения рабочих поверхностей пары трения, частые пуски-остановы, выработка ресурса СГДУ.

Примечание: дефект имеет «накопительный» эффект и может привести к мгновенному разрушению колец пары трения во время работы компрессора с сильным загрязнением и повреждениям внутренних полостей уплотнительной камеры и смежных с ней узлов (подшипников, внутренних лабиринтов, и пр.)

 

Износ рабочей поверхности торца

Износ рабочей поверхности торца

Дефект: износ рабочей поверхности седла (вращающееся кольцо)

Материал: карбид кремния

Причины: загрязнения рабочих поверхностей пары трения (газодинамических канавок), частые пуски-остановы, выработка ресурса СГДУ.

Примечание: дефект имеет «накопительный» эффект и может привести к мгновенному разрушению колец пары трения во время работы компрессора с сильным загрязнением и повреждениям внутренних полостей уплотнительной камеры и смежных с ней узлов (подшипников, внутренних лабиринтов, и пр.)

 

Износ рабочей поверхности седла

Износ рабочей поверхности седла

Дефект: коррозия ответственных поверхностей деталей СГДУ 

Причина: воздействия химически агрессивного перекачиваемого продукта, нарушение условий эксплуатации СГДУ.

Примечание: не устранённая коррозия поверхностей приводит к нарушению подвижности и разрушению деталей СГДУ (торец, вторичные уплотнительные  элементы, пружины, и пр.)

 

Коррозия ответственных поверхностей деталей СГДУ

Коррозия ответственных поверхностей деталей СГДУ

Дефект: разрушение колец атмосферной пары трения.

Причина: загрязнения рабочих поверхностей пары трения, частые пуски-остановы, выработка ресурса СГДУ.

Примечание: часто такой дефект сложно выявить при нормально работающей процессной паре трения СГДУ.

 

Разрушение колец атмосферной пары трения

Разрушение колец атмосферной пары трения

Дефект: разрушение пружин, установленных за торцом.

Причина: коррозия, термическое воздействие, неправильная сборка.

Примечание: при частичном разрушении пружин может сказаться на объёме утечки перекачиваемого газа. При продолжительной эксплуатации приводит к износу колец пар трения и их разрушению.

 

Разрушение пружин, установленных за торцом

Разрушение пружин, установленных за торцом

Дефект: разрушение центрирующей пружины, установленной под седлом.

Причина: высокий крутящий момент во время страгивания при пуске и останове.

Примечание: после возникновения дефекта может нарушится позиционирование седла во втулке вала, нарушится балансировка СГДУ,что со временем приведёт в износу рабочих поверхностей колец пары трения.

 

Разрушение центрирующей пружины, установленной под седлом

Разрушение центрирующей пружины, установленной под седлом

Важно: Указанные выше дефекты часто не обнаруживаются во время эксплуатации СГДУ. Выявить их можно только во время ревизии СГДУ. Поэтому нельзя делать вывод о состоянии СГДУ по отсутствию отказов во время работы.

Тотальное разрушения всего уплотнения

Тотальное разрушения всего уплотнения

Для его восстановления необходима конструкторская проработка каждой детали.Проведение точных замеров для создания чертежей с глубоким пониманием функциональной роли каждой детали СГДУ и принципов их совместной работы в составе одного СГДУ.

СГДУ, восстановленное после критического разрушения

СГДУ, восстановленное после критического разрушения

Уплотнение успешно прошло приемо-сдаточные испытания в присутствии заказчика и отправлено на дальнейшую эксплуатацию.

Вывод:

Ремонт СГДУ представляет собой симбиоз из грамотно проведённой ревизии СГДУ с глубоким анализом выявленных дефектов, кропотливой конструкторской проработки, использования высокоточного измерительного и обрабатывающего оборудования и применения дорогостоящих материалов и комплектующих, а также протирки сухой салфеткой на завершающем этапе ремонта.

П.С.: После прекращения поставок запчастей из Европы, некоторые российские компании, ранее выполнявшие ремонт и обслуживание СГУ иностранного производства, в настоящий момент не могут освоить технологии замены материалов, нанесения специальных покрытий, изготовления отдельных деталей и узлов и, как следствие, обеспечить качественный ремонт узлов СГДУ.

ООО НПЦ «АНОД» со дня основания направления СГДУ обеспечил собственное производство комплектующими и материалами российского производства и в настоящий момент не изменил ни ценовую политику, ни сроки поставок продукции, ввиду налаженных партнёрских отношений с российскими компаниями.