Обновленные данные о герметичных насосах. Часть 1

В данной статье автор обобщает свои наблюдения, впервые опубликованные в 2008 году в виде списка из девяти пунктов, а затем знакомит читателя с новой на 2019 год информацией. Интересно отметить, что изменилось (а что нет) за эти 11 лет.

Будучи специалистом по надежности с 1962 года, автор статьи имеет богатый опыт оценки промышленной практики и отзывов пользователей. Впервые он столкнулся с герметичными насосами в 1962 году, но занялся ими основательно лишь годы спустя, когда выполнял анализ продукции от нескольких производителей. Взаимодействие с инновационный и уважаемым производителем герметичных насосов стало более интенсивным в конце 1980-х годов, а свои изыскания он отражал в заметках, консультируя клиентов.

 

Входная мощность, ступени и рабочее давление

 

В 2008 году опытный европейский производитель занимался изготовлением герметичных насосов со входной мощностью 700 л.с. и более. В то время герметичные насосы достигали относительно высокого давления жидкости, однако точное значение в материалах 2008 года не указывалось. Полностью независимая фирма, являющаяся надежным источником данных, которая занималась насосами с 1866 года, использовала швейцарскую технологию для гидросистем рабочего колеса. Отдельные (чистые) потоки смазывали подшипники, как правило, устанавливаемые в различных герметичных насосах данной компании.

 

В 2019 году производитель герметичных насосов добился следующих результатов:

 

  • возможность устанавливать фланцевые соединения герметичных насосов с другими своими насосами или насосами сторонних производителей;
  • возможность обеспечить герметичные насосы теплообменниками и внутренними разводками потоков, что позволяет обрабатывать шлам (рисунок 1);
  • опыт работы с герметичными насосами, выдерживающими температуру жидкости от -400 °F (-129 °C) до 800 °F (427 °C);
  • производство герметичных насосов с выходной мощностью двигателя до 750 кВт (1000 л.с.) и расчетным давлением 124 000 кПа (~18 000 фунтов/дюйм2);
  • изготовление герметичных насосов с семью рабочими колесами с каждой стороны вала и четырнадцатью ступенями в одном горизонтальном спаренном герметичном насосе.

 

Рисунок 1. Современный герметичный насос с теплообменником. Эта модель рассчитана на работу со шламом (источник: компания Hermetic Pumpen, Гундельфинген, Германия)

 

Проблемы с трубопроводом

 

В 2008 году нефтехимическая промышленность по-прежнему испытывала трудности с тем, чтобы отказаться от дурной привычки устанавливать неподходящие трубы на свои старые гидромашины. Хотя изначально считалось, что герметичные насосы более уязвимы по сравнению с центробежными насосами, отвечающими требованиям стандарта API-610, в действительности в большинстве случаев это было не так. Каждый эксперт знает, что герметичные насосы рассчитаны на значительно большие допустимые нагрузки на форсунку, чем аналогичные насосы, отвечающие требованиям стандарта API-610. Европейский производитель герметичных насосов добился того, что допустимые нагрузки на форсунку в 3-4 раза превысили максимально допустимые нагрузки согласно стандарту API-610 (не забывайте, что проблем с центровкой при работе с герметичными насосами не возникает). Элементы крепежа фланцевых соединений были и остаются ограничивающим фактором.

 

В 2019 году ситуация с нагрузками на форсунку не изменилась. Эта особенность является преимуществом герметичных насосов по сравнению с традиционными насосами.

 

Рисунок 2. Современный одноступенчатый герметичный насос c внутренним рабочим колесом. Вид в разрезе. Этот насос рассчитан на работу с жидкостями, давление насыщенного пара которых составляет более 0,5 бар (7 фунтов/дюйм2 (абс.)) (источник: компания Hermetic Pumpen, Гундельфинген, Германия)

 

Установка на подвижные основания

 

За несколько десятилетий до 2000 года вертикальные технологические насосы, оснащенные подвижной опорой на основании насоса, стали распространены на передовых предприятиях. Аналогичным образом и европейский производитель рекомендовал не закреплять фундаментные плиты (имея в виду опорные плиты), а оставлять им возможность смещаться вместе с трубопроводом. Когда приверженцы традиционных методов демонстративно игнорировали эти рекомендации, они сталкивались с проблемами, связанными с трубопроводом. Помимо прочего, подвижные опорные плиты обеспечивали значительную экономию затрат на трубопроводы. В нескольких проектах 2007 или 2008 года, где использовалось высокое давление, сэкономленная на трубопроводе сумма равнялась стоимости насосов!

 

Этот принцип работает и сегодня, в 2019 году. Экономия на трубопроводе благодаря герметичным насосам может быть невероятно большой; отсутствие необходимости решать проблемы с трубопроводом существенно повышает надежность и увеличивает срок службы. Если конструкция предполагает подвижность фундаментной плиты, ее крепление к основанию болтами приводит к проблемам для владельцев насоса или монтажников, которые и по сей день иногда отказываются следовать надлежащим процедурам и рекомендациям, основанным на опыте.

 

Кто должен ремонтировать герметичные насосы?

 

С 1970-х по 2010 год на некоторых предприятиях нефтехимической промышленности возникало недопонимание со стороны профсоюзов. Часто возникал вопрос: "Герметичные насосы — это электрооборудование или просто насосы?" Когда начинались проблемы, стандартной рекомендацией производителя было отправить насосы опытным ремонтникам в соседнем штате, чтобы они разобрались. В этом был смысл, ведь на многих заводах не хватало квалифицированных специалистов по техническому обслуживанию.

В настоящее время средний период эксплуатации до технического обслуживания составляет 7,5 лет. В 2019 году на многих предприятиях средний период эксплуатации между ремонтами составлял 8 лет. Если проблема очевидно связана с проточной частью (т.е. насосом), предприятие может обратиться к собственным экспертам, чтобы провести демонтаж, диагностику и ремонт насоса. Разобрать герметичный насос несложно.

 

Неверные представления

 

В 2008 году мы часто сталкивались с тем, что инженеры демонстрировали свою полную приверженность традиционным технологическим насосам. "Я не могу ошибиться, если буду повторять за своим бывшим начальником. Он никогда не рисковал, а теперь технический директор!" Менеджер по продажам одного крупного производителя герметичных насосов наблюдал похожую тенденцию. Он говорил, что нежелание несведущих потенциальных покупателей принять то, что казалось им "новой технологией", было проблемой, тем более что герметичные насосы — это, разумеется, технология проверенная.

 

К 2019 году несколько компаний-производителей герметичных насосов были поглощены своими более крупными конкурентами. В 2019 году понимание важности свойств жидкости было более распространено по сравнению с 2008 годом. При необходимости в конструкции современных герметичных насосов используются внутренние рабочие колеса для компенсации повышения температуры и давления пара в двигателе (рисунок 2); это помогает избежать парообразования.

 

Что дальше?

 

В следующем месяце в завершающей части данной статьи мы рассмотрим несколько фактов, связанных с эффективностью герметичных насосов, а также их характеристиками в разных условиях эксплуатации. И наконец, мы узнаем, как наилучшим образом внедрить последние достижения в современные области применения.

 

Список использованных источников

 

  1. Хайнс П. Блох, "Гидромашины. Продление срока службы насосов, газовых компрессоров и приводов", издательство De Gruyter Publishing, Берлин, Германия. ISBN 978-3-11-067413-2 (март 2020г.).
  2. Хайнс П. Блох, "Что такое герметичные насосы?", журнал Lubrication Management & Technology, сентябрь/октябрь 2008г.

 

Хайнс П. Блох проживает в Монтгомери, штат Техас, США. Хайнс П. Блох начал свою карьеру в 1962 году и долгое время работал специалистом по оборудованию в компании Exxon Chemical. Хайнс П. Блох получил степени бакалавра и магистра в области машиностроения в инженерном колледже Ньюарка при Технологическом институте Нью-Джерси и был удостоен чести стать одним из десяти человек, включенных в Зал славы института.