Студентски клуб „Технар“. Уникален уебсайт с дипломи и курсови работи за техници.

Всички раздели/Петролна промишленост /

Модернизация на помпата тип CNS 300. Курсова работа - Оборудване за производство и преработка на нефт и газ

Видът на работата: Курсова работа
Файлови формати: AutoCAD (DWG/DXF), KOMPAS, Microsoft Word
Доставя се в образователна институция: INiG

Описание:
Целта на курсовия ми проект е да разработя наземна помпа CNS-300 с модернизиран лагерен възел.
В дипломния проект беше направен анализ на съществуващите конструкции на местни и чужди центробежни помпи.
Основните причини, влияещи на повредата на помпите CNS-300, е износването на разтоварващите пръстени, в резултат на което води до повреда на уплътненията на гърлото и намаляване на производителността на помпата. Износването на лагерите и износването на седалките в скобите увеличава вибрациите на помпата, което води до преждевременно повреда на помпата.
Дипломният проект се състои от обяснителна бележка и графична част.
Обяснителната бележка включва три раздела: технически, икономически и раздел за безопасност и екологичност на проекта. Техническата част предоставя преглед на използваното оборудване, описание на дизайна и принципа на работа на центробежната помпа CNS 180-1900, необходимите изчисления на надеждността на конструкциите. Разделът за безопасност и устойчивост на проекта се занимава с проблемите на здравето и безопасността. Икономическата част разкрива оценка на икономическата ефективност на изпълнението на разработения проект.
Обяснителна бележка в обем от 89 машинописни листа формат А4, съдържа 35 фигури, 10 таблици и библиография от 19 заглавия.
Графичната част се състои от графичен материал в размер на 10 листа чертежи, направени във формат А1.

Коментари: 2. ОПИСАНИЕ НА ПРЕДЛОЖЕНОТО РАЗВИТИЕ

2.1. Избор на прототип

Въз основа на резултатите от анализа на проектите на местни и чуждестранни помпи за изпомпване на нефт, за прототип е приета помпа CNS 300, произведена от Ясногорския машиностроителен завод, Ясногорск, Тулска област, добре доказана в работата и като един от моделите за масово използване в региона.

2.2. Описание на основния дизайн на помпата

Центробежните многостъпални секционни помпи CNS 300-120 ... 600 са предназначени за изпомпване на напоени с газ наситени и търговски масла с температури от 274 ° K (1 ° C) до 318 ° K (45 ° C) в системите за събиране, подготовка и транспортиране на масло.
Разрешено е да се изпомпва масло с температури до 333 ºK (60 ° C), при условие че се използва система за принудително охлаждане.
Изпомпваното масло трябва да отговаря на физикохимичните характеристики, дадени в таблица 2.1.

Таблица 2.1. Физични и химични характеристики на маслото

Физикохимични характеристики на маслото
Индикатори за измервания
Плътност kg/m3 700-1050
Кинематичен вискозитет m2/s 1,5 10-4
PH 7-8,5
Налягане на наситените пари, не повече от GPa 665
Съдържание на газ (обем), не повече от% 3
Съдържание на парафин, не повече от% 20
Съдържанието на механични примеси с твърд размер на частиците до 0,2 mm и микротвърдост 1,47 GPa, не повече от% 0,2
Водно изрязване, не повече от 90%

Устройствата могат да се използват за изпомпване на вода с рН 7-8,5; с масова част от механични примеси не повече от 0,2%; размер на твърдите частици не повече от 0,2 mm и плътност не повече от 1500 kg/m3.

Налягане на входа на помпата 0,05-0,6 MPa (0,5-6 kg/cm2).
Основните параметри на помпата, съответстващи на номиналния режим на работа на вода с температура 20 ° C, плътност 997 kg/m3 и барометрично налягане 1013 GPa (760 mm Hg), трябва да съответстват на посочените в таблица 2.2.

Таблица 2.2. Основни параметри на помпата

Обозначаване
поток на помпата,
m3/h Глава,
m Честота
завъртане,
обороти в минута Допустимо
кавитационен резерв, m не повече Мощност на помпата,
кВт
ЦНС 300-120 300 120 1475 6 140
ЦНС 300-180 300 180 1475 6 210
ЦНС 300-240 300 240 1475 6 280
ЦНС 300-300 300 300 1475 6 350
CNS 300-360 300 360 1475 6 420
ЦНС 300-420 300 420 1475 6 490
CNS 300-480 300 480 1475 6 560
ЦНС 300-540 300 540 1475 6 630
ЦНС 300-600 300 600 1475 6 700

Помпата (фиг. 2.1.) Се състои от тяло и ротор. Корпусът включва смукателен капак 5, изпускателен капак 6, направляващи лопатки тела 1, с направляващи лопатки 21 и скоби 7 и 8. Корпусите и капаците на направляващите лопатки са затегнати със затягащи болтове 35 или 34 с гайки 57 или 58. Ставите на направляващите лопатки са запечатани с гумени пръстени, изработени от устойчива на масло и бензин гума.

Роторът на помпата се състои от вал 9, на който са монтирани работни колела 20, 22, пръстен 11, кожух на вала 19, дистанционна втулка 12, регулиращи пръстени 36 и релефен диск 14. Всички тези части са затегнати на вала чрез гайка на ротора 15.
Роторът се поддържа от два радиални сферични лагера 59, които са монтирани в скоби 7 и 8 по плъзгащо прилягане, което позволява на ротора да се движи в аксиална посока с размера на "изтичане" на ротора.
Лагерните камери са запечатани с маншети 2, монтирани в капаците 33 и преградни пръстени 39 от външната страна на капаците. Скоба 8 е затворена отвън с празен капак 30.
Местата на изхода на вала на ротора от корпуса са запечатани с уплътнителна кутия 60. Пръстените на уплътнителната кутия са монтирани върху шахтата с относително изместване от 120 ° и притиснати от втулката на пълнителната кутия 18.

Корпусът на водещата лопатка, направляващото устройство, колелото на работното колело, уплътнителните пръстени 24, 25 образуват заедно помпата.
Работата на помпата се основава на взаимодействието на лопатките на въртящото се работно колело и изпомпваната течност.
Въртейки се, работното колело придава кръгово движение на течността между лопатките. Получената центробежна сила премества течността от центъра на колелото към външния изход.
Излизайки от първото работно колело, течността навлиза в каналите на направляващата лопатка и след това във второто колело, с налягането, създадено от първия етап, от втория етап течността навлиза в третото работно колело с двойно налягане и т.н.
Течността, изтичаща от последното работно колело, навлиза в изпускателния капак през направляващата лопатка на изхода и от него в напорния тръбопровод.
По време на работата на помпата, поради налягането на течността върху неравномерните странични повърхности на работните колела, възниква аксиална сила, която има тенденция да измести ротора на помпата към смукателната страна.
За балансиране на аксиалната сила в помпата се използва хидравлична пета, състояща се от разтоварен диск 14, изпускателна втулка 13, дистанционна втулка 12, разрядни пръстени 16 и 17.
Течността от кухината зад последния етап преминава през пръстеновидната междина между разтоварващата втулка и дистанционната втулка, притиска разтоварващия диск със сила, равна на сумата от силите, действащи върху работното колело, но насочени към страната на изпускане. По този начин роторът на помпата се балансира автоматично.
Течността, напускаща нагнетателната камера, частично преминава между гайката на вала и уплътнението, охлаждайки я, останалата част се подава през изпускателната тръба към смукателната камера или към входа на помпата.

2.3. Анализ на основните неизправности и причините за отказите

Анализът на основните неизправности и причините за неизправности на помпите на CNS 300 беше извършен въз основа на данни, взети в сервиз № 4 на NCBPO JSC Yuganskneftegaz и експертни оценки на механици, обслужващи помпени агрегати в полетата.
Проучване на експерти показа, че основните причини за повредите на помпите са износването на изпускателните пръстени, в резултат на което води до повреда на уплътненията на гърлото и намаляване на производителността на помпата. Износването и износването на седалките в скобите увеличават вибрациите на помпата, което води до преждевременна повреда. Изтриването на работните повърхности на кожуха на вала и гайката на ротора прави невъзможно осигуряването на необходимата плътност на помпата. Ако гайката на ротора може да бъде заменена по време на PPR, тогава кожухът на вала може да бъде сменен само по време на основен ремонт, който също влияе върху експлоатационния живот на помпата.
Въз основа на анализа на работата може да се заключи, че бързо износващите се части на помпите CNS-300, които влияят върху общото време на работа на помпите до отказ, са: роторни части, разтоварващ блок и лагерни възли. А именно: разтоварващи пръстени; яке на вала; гайка на ротора; втулка на пълнителя; лагери; задна скоба; скоба отпред.
Тъй като е невъзможно да се отстранят причините, причиняващи бързото износване на тези видове части, като: замърсяване с газ на изпомпвания суров нефт, условия на триене на уплътненията на пълнителната кутия и т.н., в тази дисертация предлагам вариант за модернизиране на опорно-уплътнителен възел, който изключва в своя дизайн най-слабите възли и части на помпата.

2.4. Патентно проучване

Устройството за уплътняване на опората има два лагера, които са разположени в смукателния капак 19 и изпускателния капак 7 (фиг. 2.2.) И са плъзгащи лагери. Вътрешните лагерни релси са фиксирани върху вала от фиксатори 40 и са притиснати от работната страна чрез монтажната гайка 21 и металния пръстен 39, а от другата страна само от металните пръстени 39. Вътрешният лагер е направен с прорези на крайните повърхности под ъгъл 45 ° под формата на пресечен конус, метални пръстени 39 и гайката 21 са направени с противоположна повърхност към споменатите крайни повърхности на вътрешната клетка. Външните клетки с лагери 42 са разположени в втулките 35 и 23 по протежение на плътно прилепване със задължително нагряване на втулките. Външната лагерна клетка има два надлъжни канала за преминаване на работната течност, които са направени по вътрешния диаметър на клетката. Работната течност, преминавайки през лагерите, през каналите, ги охлажда и образува стабилен течен филм. По тръбопровода работният флуид от разтоварващата камера влиза в механичното уплътнение 44.
Крайното уплътнение на въртящия се вал е разположено последователно зад опората и е направено под формата на плаващо механично уплътнение. Подвижно аксиално втулка 29 с удължена пола е разположена в тялото 24 на механичното уплътнение. Втулката е предпазена от завъртане чрез ключалките 25. Корпусът 24 е направен със стъпаловиден вътрешен отвор, в който е разположена пружината 33, която действа като подвижен еластичен елемент. Пружината е компресирана от края на подвижната регулираща гайка 26. На вала е монтиран също така гладък кожух 22 с тяга, в който е фиксиран въртящ се плъзгащ се пръстен 44 на фрикционната двойка. Гладка обвивка 22 е фиксирана към вала с гайка 32. Тялото е притиснато към затягащ фланец 28. Около въртящия се вал е монтирана защитна втулка, за да се предпази от агресивни среди. Компресионният фланец 28 е изтеглен заедно с шипове.
Всички части на опорно-уплътнителния възел са уплътнени срещу течове на работната течност чрез устойчиви на масло и бензин гумени пръстени.
Лагерите и плъзгащите се пръстени на триещата се двойка 44 са изработени от силиконизиран графит.
Компресионната пружина е направена с голям ход и е разположена отстрани на крайната пола. Ходът на аксиално подвижната втулка е 9-12 мм, което позволява да се предпази фрикционната двойка на механичното уплътнение 44 от претоварване при евентуално аварийно износване на предпазните пръстени.

Размер на файла: 1,1 MB
Файл: (.zip)