Pagrindiniai kelių pakopų išcentrinių siurblių{0}}projektavimo, naudojimo ir priežiūros techniniai punktai

Daugiapakopio išcentrinio siurblio velenas turi du ar daugiau kaskadinių sparnuočių. Palyginti su vienpakopiu-išcentriniu siurbliu, jis gali pasiekti aukštesnę slėgį; Palyginti su stūmokliniais siurbliais, membraniniais siurbliais ir kitais stūmokliniais siurbliais, jis gali siurbti didesnį srautą. Daugiapakopiai išcentriniai siurbliai turi didesnį efektyvumą ir gali patenkinti didelio slėgio ir didelio srauto sąlygas. Naftos chemijos, chemijos, energetikos, statybos ir priešgaisrinės apsaugos pramonėje jie buvo plačiai taikomi. Dėl savo ypatumų, palyginti su vienpakopiais{5}}išcentriniais siurbliais, daugiapakopiams išcentriniams siurbliams taikomi skirtingi ir aukštesni techniniai projektavimo, naudojimo ir priežiūros reikalavimai. Dažnai dėl žmonių neatsargumo dėl kai kurių detalių arba nepakankamo dėmesio, pradėjus naudoti daugiapakopius išcentrinius siurblius, dažnai atsiranda neįprastas nusidėvėjimas, vibracija ir veleno užstrigimas, dėl kurio jie išsijungia. 1. Projektavimo aspektai 1.1 Pagrindinė struktūra Įprastos daugiapakopių išcentrinių siurblių pagrindinės struktūros yra horizontalios, vadinamos kelių pakopų, ir segmentinės serijos tipo. Horizontaliojo padalijimo tipo struktūrai būdinga tai, kad viršutinis ir apatinis siurblio korpusai yra praleidžiami per ašies centro horizontalų skiriamąjį paviršių. Įleidimo ir išleidimo vamzdžiai, dalis spiralės ir srauto kanalas yra išlieti ant apatinio siurblio korpuso. Techninė priežiūra ir remontas yra gana patogūs, o atliekant techninę priežiūrą viršutinį siurblio korpusą galima nuimti tiesiogiai, neišardant siurblio vamzdyno. Segmentinio tipo struktūrai būdinga tai, kad kiekviena pakopa susideda iš sparnuotės, esančios difuzoriaus korpuse, o difuzorius yra sujungtas varžtais ir švaistikliais, o pakopos nuosekliai sujungtos fiksuotais strypais. Privalumas yra didelis atsparumas slėgiui ir mažesnis nuotėkis. Tačiau atliekant techninę priežiūrą įleidimo vamzdynas turi būti išmontuotas, o išmontavimo ir surinkimo sunkumai yra gana dideli. Paprastai manoma, kad horizontalaus padalijimo tipo daugiapakopis siurblys turi geresnį standumą ir mažesnę siurblio vibracijos vertę nei segmentinio tipo daugiapakopis siurblys. Horizontalaus padalinto tipo daugiapakopio siurblio siurbimo kameros struktūra paprastai yra pusiau spiralės formos, o segmentinio tipo daugiapakopis siurblys dažniausiai yra apskrito žiedo formos. Kiekvienos pakopos slėgio išleidimo kamera dėl patogios spiralės gamybos ir didelio efektyvumo skystą kinetinę energiją paverčiant slėgio energija, horizontalaus padalijimo tipo daugiapakopis siurblys paprastai turi spiralės struktūrą; tačiau dėl spiralės formos asimetrijos jis linkęs lenkti veleną. Segmentinio tipo daugiapakopiame siurblyje tik pirmoji ir paskutinė pakopos gali naudoti spiralę, o vidurinėje pakopoje naudojamas kreipiamojo rato įtaisas energijai paversti tarp pirminio ir antrinio sparnuotės. Pirmosios{21}}pakopos daugiapakopio siurblio sparnuotė paprastai yra suprojektuota kaip dvigubas-siurbimo sparnuotė, o kitų pakopų sparnuotės yra suprojektuotos kaip vieno-siurbimo sparnuotė. Tai ypač pasakytina apie terpę, kurios temperatūra yra aukšta, srautas didelis ir kurios linkusios į kavitaciją. Siurbliams, kurių slėgis labai aukštas, sunku atlaikyti vieno-segmentinio tipo arba dvigubo-korpuso cilindrinės struktūros siurblio korpusą. Todėl dažnai naudojamas dvigubo -korpuso cilindrinės struktūros siurblys, o siurblio korpusas pagamintas cilindro formos. Cilindrinis siurblio korpusas gali atlaikyti didesnį slėgį, o cilindre sumontuotas segmentinio arba horizontalaus padalijimo tipo rotorius. Pagal atitinkamus Kinijoje taikomus standartus ir taisykles aukšto slėgio katilų tiekimo siurbliai naudoja segmentinio tipo arba cilindrinę struktūrą su dvigubais korpusais, o 300 MW ir didesnių galios energijos generavimo įrenginių siurbliuose paprastai turėtų būti naudojama dvigubo-apvalkalo cilindrinė struktūra. Vidinis dvigubo -apvalkalo korpusas turi segmentinio tipo arba horizontalaus padalijimo tipo struktūrą. 1.2 Ašinės jėgos balansas 1.2.1 Bendrosios daugiapakopių išcentrinių siurblių ašinių jėgų balanso priemonės Daugiapakopių išcentrinių siurblių ašinės jėgos balanso priemonės paprastai apima: simetrišką sparnuotės išdėstymą, balansavimo įtaisą ir balansavimo įtaisą, naudojant balansavimo būgną ir kt. dvigubo balanso būgno balansavimo mechanizmai, pvz., kai kurie aukšto{40}slėgio katilų padavimo siurbliai. Simetriškas sparnuotės išdėstymas arba balansinio būgno įtaisas negali visiškai subalansuoti ašinės jėgos, o likutinę ašinę jėgą vis tiek turi išlaikyti traukos guolis. Daugiapakopiai išcentriniai siurbliai dažniausiai naudoja balansavimo diską su automatiniu ašinės jėgos reguliavimu, kad subalansuotų ašinę jėgą. Projektuojant daugiapakopių siurblių balansavimo diską, balansavimo būgną ir kitus įtaisus, būtina sukonfigūruoti atitinkamus balansavimo vamzdynus, kad ašinės jėgos balansavimo įtaisas atitiktų projektinius reikalavimus. Daugelį pakopų siurblių guolių temperatūros padidėjimo ir guolių degimo atvejų daugumą lemia mažas balansinio vamzdžio srauto plotas, per didelis vamzdyno pasipriešinimo praradimas ir nepakankamas balansavimo pajėgumas. Literatūroje [1] taip pat naudojamas balansinio būgno įtaisas kaip pavyzdys ir siūlomas vamzdžio skersmens skaičiavimo metodas. Siekiant išspręsti problemą, kad daugiapakopių išcentrinių siurblių balansavimo diskas ir balanso disko lizdas gali susiliesti ir sugadinti balansavimo diską ir siurblį, buvo sukurtas kelių pakopų išcentrinio siurblio galios pleišto atsparus{50}}dėvėjimuisi balanso diskas. Ši struktūra yra panaši į sausų dujų sandariklio išcentriniuose kompresoriuose principą: kai balansinis diskas artėja prie balansinio disko lizdo, galios pleištas gali sukurti didžiulę atidarymo jėgą, taip užkertant kelią balanso disko ir balansinio disko lizdo kontaktui. Atlikus eksploatacinius bandymus, balanso diskas veikia normaliai, o darbiniame paviršiuje nėra susidėvėjimo ar įbrėžimų. Matyti, kad šis naujas galingas pleištinis anti{54}}dėvėjimosi balanso diskas gali veiksmingai užkirsti kelią balanso disko ir balanso disko sėdynės kontaktui. Šis galios pleištinis balansavimo diskas ne tik prailgina balansavimo disko tarnavimo laiką, bet ir sumažina balansavimo disko tarpelio nuotėkį, taip taupant energiją ir sumažinant suvartojimą. Kai kurie žmonės pasiūlė, kad ašinė jėga, kurią sukuria daugiapakopiai siurbliai, atsiranda dėl to, kad kiekviena sparnuotės pakopa sugeria vandenį iš vienos pusės. Todėl jie siūlo patobulinti siurblio korpuso, sparnuotės ir pakopos tarpiklio struktūrą, kad sparnuotė galėtų įsiurbti vandenį iš abiejų pusių ir būtų pasiektas ašinės jėgos balansas. Tokiu būdu nereikia nustatyti balanso disko ar balansavimo būgno konstrukcijų ir nereikia atsižvelgti į ašinį poslinkį. 1.2.2 Pusiausvyros disko ir balansinio būgno mechanizmo apribojimai a) Kintamos sąlygos: siurblio paleidimo ir sustabdymo metu ašinę jėgą veikia tiesioginis balanso disko ir balanso disko lizdo kontaktas. Dėl trinties balanso diskas ir lizdas gali užstrigti, nudegti ar net sulūžti siurblio velenas; staigiai pasikeitus apkrovai, atitinkamai pasikeičia ir ašinė jėga, o rotorius taip pat ašine kryptimi pasislenka, todėl staigiai pasikeičia tarpas tarp balanso disko ir balansinio disko lizdo, o tai gali sukelti kavitacijos ir vibracijos reiškinius. b) Skysta -kieta dviejų-fazių srauto terpė: į balansavimo diską, balansavimo būgną ir pan. patenkančios terpės slėgis yra siurblio išėjimo slėgis, o slėgis po droselio yra siurblio įleidimo slėgis. Kai terpė teka iš aukšto-slėgio srities į žemo-slėgio sritį, susidaro srove, o skystoje-kietoje-dviejų fazių srauto terpėje esančios kietosios dalelės greitai susidėvės balansavimo diską ir balansavimo mechanizmo lizdą, dėl to siurblys nesugebės normaliai veikti. kelių pakopų išcentrinių siurblių veikimas gali sukelti neįprastą vibraciją, veleno užstrigimą, mechaninio sandariklio gedimą dėl nevienodos sandarinimo paviršiaus jėgos ir kitų gedimų. Projektuojant būtina kontroliuoti radialinės jėgos generavimą ir sumažinti siurblio veleno įlinkio vertę eksploatacijos metu. Priemonės, į kurias atsižvelgta projektuojant, paprastai apima: a) Daugiapakopių siurblių su spiraline struktūra, skirta nukreipimui ir energijos konvertavimui, dėl spiralės formos asimetrijos velenas gali sulinkti veikimo metu. Gretimos dvi spiralės pakopos turi būti išdėstytos 180 laipsnių atstumu, kad būtų sumažinta radialinė jėga. b) Siurblio sparnuotės pakopų skaičius neturėtų būti per didelis. Jei reikia, padidinkite kiekvienos pakopos aukštį, kad užtikrintumėte bendrą aukštį, ir sumažinkite siurblio veleno ilgį sumažindami siurblio pakopų skaičių. c) Renkantis daugiapakopių išcentrinių siurblių siurblio veleno medžiagą, atsižvelkite į tinkamumą terpės tipui, temperatūrai ir pan., ir pirmenybę teikite medžiagų, pasižyminčių geromis visapusiškomis mechaninėmis stiprumo ir standumo savybėmis, parinkimui. d) Skaičiuodami siurblio veleno skersmenį, atsižvelkite į perdavimo galią, paleidimo būdą, radialinę jėgą, veleno įlinkį ir susijusias inercines apkrovas. Taip pat apsvarstykite būtinybę atsispirti siurblio veleno deformacijai lenkiant neprojektuotomis srauto sąlygomis. e) Protingai pasirinkite siurblio veleno atramos taškus. 1.4 Antivibracijos ir vibracijos mažinimo priemones, į kurias galima atsižvelgti projektuojant: a) valdykite siurblio veleno įlinkį įprastu diapazonu. b) Reikalauti, kad sparnuotė, siurblio velenas ir kt. būtų patikrintas dinamine ir statine pusiausvyra. c) Daugiapakopių siurblių siurblio veleną suprojektuokite kaip standųjį veleną, o darbinis greitis turi būti mažesnis arba lygus 0,75 karto už pirmąjį kritinį greitį. d) Darbaratis ir siurblio velenas turi būti atskirai išdėstyti vienoje pakopoje, o sparnuotė ir siurblio velenas turi būti sumontuoti taip, kad jis būtų įtaisytas ir šildomas, kad būtų pagerintas rotoriaus agregato standumas ir kritinis greitis. e) Renkantis siurblio veleno, sparnuotės ir kt. medžiagas, pasirinkite geros kokybės medžiagas ir pasirinkite tiekimo būseną bei apdorojimo metodą, kuris gali užtikrinti vienodą medžiagos skerspjūvio kokybę. f) Suprojektuokite tinkamus veleno ir radialinius tarpus, kad išvengtumėte vibracijos, kurią sukelia neįprasta trintis, ašinis rotoriaus ir statoriaus poslinkis ir kiti veiksniai. g) Daugiapakopiams siurbliams, kuriuose ašinėms jėgoms subalansuoti naudojami balansavimo diskai, pagrįstai ir teisingai suprojektuokite balansavimo diskų mechanizmą.{101}} Vertikalių-pakopų siurbliai Vertikalių-pakopų išcentrinių siurblių projektavimo metu paprastai laikoma, kad normaliai veikiant bendra ašinė jėga yra žemyn. Tačiau paleidimo pradžioje dėl to, kad išėjimo slėgis dar nepakilo ir slėgio skirtumas tarp sparnuotės priekio ir galo nenustatytas, kyla ašinė jėga. Kai kurie iš šių atvejų sukelia ašinį veleno judėjimą ir mechaninio sandariklio, guolių dalių perkaitimą ir variklio perteklinę srovę, o sunkiais atvejais siurblys suveikia. Projektuojant turėtų būti atsižvelgta į guolio įvorės ir veleno santykiną tvirtinimą, kad į viršų nukreipta ašinė jėga būtų subalansuota su traukos guoliu. Balansavimo diskinis įtaisas su automatiniu ašinės jėgos reguliavimu yra didelio konstrukcinio dydžio ir jam reikalingas slėgio mažinimo vandens vamzdis, kurio negalima montuoti giluminio šulinio povandeniniuose siurbliuose, kuriuos riboja gręžinio skersmuo. Todėl ašinių jėgų pusiausvyros problema visada buvo sudėtinga projektuojant{109}didelio aukščio giluminius povandeninius siurblius. Įvestas ašinės jėgos balanso metodas, kuriuo giluminio šulinio panardinamojo siurblio sparnuotės priekinės dengiamosios plokštės skersmuo išplečiamas iki siurblio korpuso vidinės sienelės krašto taip, kad ašinė jėga ant sparnuotės pasiektų didžiausią esant tokiam pačiam šulinio skersmens sąlygoms. Tuo pačiu metu atitinkamai sumažinamas sparnuotės galinės dangtelio plokštės skersmuo, kad sparnuotės ašinė jėga būtų visiškai subalansuota. Pristatomas dar vienas naujo tipo ašinių jėgų balansavimo įrenginys, kuris po paskutinės pakopos sparnuotės sumontuoja porą dinaminės ir statinės trinties porų. Judantis žiedas sukasi su sparnuote, o statinis žiedas nesisuka. Priekinio paviršiaus sandarinimo pora užpildyta aukšto slėgio skysčiu iš paskutinės pakopos sparnuotės išleidimo angos, o galinio paviršiaus sandarinimo pora prijungta prie atmosferos slėgio arba siurblio įleidimo angos žemo slėgio srities. Sandarinimas sudaro aukštą ir žemą slėgio skirtumą, kad subalansuotų ašinę jėgą. Šis naujo tipo balansavimo sandarinimo įtaisas gali ne tik subalansuoti ašinę jėgą, bet ir neturi nuotėkio. Jis daugiausia tinka giluminiams povandeniniams siurbliams ir segmentiniams kelių{120}pakopių siurbliams. Pritaikius šį įrenginį, bendras siurblio efektyvumas gali būti padidintas 3 % - 6%. 1.6 Daugiapakopiai išcentriniai siurbliai, skirti skysčiui transportuoti-kietosios dvifazės srautas 1.6.1 Ašinis jėgos balansas Skirtas segmentuotiems kelių{129} pakopų transportavimo išcentriniams siurbliams. srutos ir rūdos srutos, dėl srutų erozijos ir dilimo padidėja visi žiediniai sandarinimo tarpai tarp siurblio rotoriaus ir statoriaus. Balansavimo diskas ir balansavimo disko sėdynė suspaudžiami veikiant ašinei jėgai, todėl greitai nusidėvi. Visas rotoriaus komponentas juda ašine kryptimi, o sparnuotė dideliu greičiu susiduria ir trinasi su vidurinės dalies pertvara ir sandarinimo žiedu, sukeldama skilimą. Tai sukėlė daugybę rimtų avarijų. Siekiant pailginti šio tipo siurblio kapitalinio remonto tarnavimo laiką ir sulėtinti sandarinimo tarpo susidėvėjimą, projektuojant buvo imtasi šių priemonių: ① Patobulinti siurblio balansavimo mechanizmą ir pagaminti balansavimo disko lizdą (balansavimo plokštę), du balansavimo diskus, kaip parodyta 1 paveiksle. Tai gali sumažinti balansavimo mechanizmo nuotėkio praradimą ankstyvoje siurblio ir siurblio saugos eksploatavimo stadijoje. Taip pat pailgėja siurblio kapitalinio remonto laikas. ② Darbaratis, sandarinimo žiedas, veleno įvorė, kreipiamojo rato įvorė, balansavimo diskas ir balansavimo disko lizdas yra apdorojami purškiamuoju suvirinimu. Pirmajame Huilu Hengsheng prijaukinto didelių azoto trąšų projekto etape aukšto slėgio srutų siurblys naudojo segmentuotus daugiapakopius išcentrinius siurblius, o ašinės jėgos balansavimo įtaisas naudojo „balansinio būgno + traukos guolio“ metodą. Dėl prastos ašinės jėgos balanso ir nepakankamo siurblio veleno stiprumo konstrukcijos, naudojimo metu kelis kartus įvyko nelaimingų atsitikimų, tokių kaip balansinio būgno pažeidimas, guolio nudegimas, veleno užstrigimas ir veleno lūžis. Buvo pritaikytas horizontalus vidutiniškai -atviras kelių-pakopų išcentrinis siurblys, o sparnuotė buvo išdėstyta simetriškai, kad automatiškai subalansuotų didžiąją dalį ašinės jėgos. Likutinę ašinę jėgą nešė traukos guolis, nebuvo balansavimo disko, balansinio būgno ar kito balansavimo mechanizmo. Darbo sąlygos vietoje buvo geros, o visi veikimo rodikliai visiškai atitiko naudojimo reikalavimus. 1.6.2 Sekcijų ir veleno galų sandarinimas Siekiant įveikti ir išvengti kietų dalelių abrazyvinio poveikio skystoje -kietoje dviejų fazių srauto terpėje besisukančioms ir stacionarioms dalims, visiems žiedams ir siurblio korpuso sandarikliams Kelių{151}pakopų siurblio įvorės turi atvirkštinio spiralinio griovelio sandarinimo struktūrą, mažinančią dalelių dilimą. Veleno gale buvo pritaikyta kombinuota bekontaktinio labirintinio spiralinio sandariklio ir mechaninio sandariklio sandarinimo struktūra, kuri ypač tinka skystoms-kietoms{155}}dviejų fazių srauto terpėms. 1.6.3 Srauto greitis turėtų būti sumažintas atsižvelgiant į įvairius aspektus, pvz., siurblio sukimosi greitį ir struktūrą, taip pat sumažinant kietosios dalelės srauto greitį. skystoje -kietoje dviejų-fazių srauto terpėje įvairiuose daugiapakopio siurblio srauto komponentuose. Siurblio sukimosi greitis turi būti kuo mažesnis ir ne didesnis nei 1450 aps./min Dėl netolygaus šildymo ir nenuoseklios šiluminės deformacijos deformuosis siurblio korpusas ir rotoriaus komponentai, o tarp nusidėvėjimui atsparių komponentų yra tik labai mažas tarpas, dėl kurio atsiranda neįprastas kontaktas. Jei įranga paleidžiama tokiomis aplinkybėmis, ji sukels vibraciją, užblokavimą ir veleno užstrigimą. Todėl prieš paleidžiant siurblį reikia visiškai pašildyti, kai jis naudojamas aukštos temperatūros skysčiams transportuoti. Siurblį galima paleisti tik tada, kai siurblio kūno temperatūra yra vienoda. Neleidžiama paleisti kelių{172}pakopių siurblio esant šaltai avarinei situacijai. Aukšto slėgio daugiapakopis išcentrinis siurblys, naudojamas siurbti srutas anglies{176}}vandens dujofikavimo gamykloje, po to, kai buvo pradėtas eksploatuoti, patyrė kelis veleno ir mechaninio sandariklio pažeidimus. Taip yra dėl nepakankamo paruošiamojo darbo prieš paleidžiant siurblį ir neteisingų siurblio sukimo bei oro ištraukimo būdų. [Vėliau, patobulinus sukamąjį siurblį ir ištraukiant orą, šios problemos daugiau nepasikartojo.] 2.2 Veikiant daugiapakopiams išcentriniams siurbliams, kurie subalansuoja ašines jėgas per vidinius balansavimo mechanizmus, pvz., balansavimo diskus ir balansavimo būgnus, iš balansavimo įtaiso teka balansinis skystis. Balansavimo skystis prijungiamas prie siurblio įleidimo angos per balansavimo vamzdį, kad būtų užtikrintas normalus siurblio veikimas: a) Balansavimo vamzdis neturi būti užsikimšęs. b) Jei balansavimo vamzdyje atsiranda nuosėdų, jį reikia nedelsiant išvalyti. c) Slėgio matuoklis turi būti sumontuotas aukšto{185}}slėgio balansavimo vamzdžio pusėje, kad būtų galima stebėti slėgį balansavimo vamzdžio išleidimo angoje. Daugiapakopiams išcentriniams siurbliams, kurie siurbia srutas, jei naudojamas balansavimo diskas, darbo metu reikia įpurkšti aukšto slėgio sandarinimo švaraus vandens, kad balanso diskas ir balanso disko lizdas veiktų švariame vandenyje, kad suspensijos ir kietos dalelės nesusidėvėtų balanso disko lizdas ir balanso diskas.