книги / Монтаж компрессоров, насосов и вентиляторов

При разбивке смонтированного трубопровода на участки, по которым будет прокачиваться травильный раствор, необ­ ходимо учитывать, что: вместимость участка не должна пре­ вышать 80% объема раствора в баке (во избежание попада­ ния в промываемый трубопровод пены, образующейся в баке на поверхности раствора); для обеспечения слива раствора по­ сле травления участок должен быть собран с уклоном в сторо­ ну движения травильного раствора; если участок собирают из труб различных диаметров, необходимо обеспечить постепен­ ное уменьшение диаметра в сторону слива; в пределах одного участка должна быть обеспечена скорость потока раствора кислоты не менее 3 м/с; конфигурация участка должна иск­ лючать при травлении образование воздушных пробок; отво­ ды и патрубки должны быть расположены горизонтально.

В кольцевом контуре на штуцеры ставят заглушки, арма­ туру снимают, на ее место устанавливают патрубки с флан­ цами (катушки), длина которых равна длине корпуса арма­ туры. Закольцовку можно производить как с помощью ин­ вентарных калачей, изготовленных из труб, так и с примене­ нием рукавов из кислотостойкой резины, рассчитанных на давление 0,6 МПа. Для контроля качества травления на уча­ стках трубопроводов, подготовленных к прокачке растворов кислоты, устанавливают на разъемных соединениях патруб­ ки, по состоянию внутренних поверхностей которых опреде­ ляют качество очистки всего участка.

Бели участок трубопровода состоит из труб и деталей, на внутренних поверхностях которых имеется консервирующее покрытие, то для его удаления в травильный кислотный рас­ твор добавляют эмульгатор, тринатрийфосфат и тиомочевину (5 г/л). В таком растворе происходит одновременное удаление консервирующего масляного покрытия и травление металла, температура раствора должна быть не ниже 70°С.

До присоединения к установке для травления участок трубопровода испытывают на герметичность сжатым возду­ хом, устраняют выявленные дефекты, после чего подсоединя­ ют к установке. Внутренние поверхности участков трубопро­ водов обрабатывают в два этапа. Вначале прокачивают 15—20%-й раствор ортофосфорной кислоты при температуре 50—60°С. Время прокачки зависит от состояния внутренних поверхностей трубопроводов (не менее 2 ч), причем направле­ ние движения травильного раствора следует периодически менять на обратное путем соответствующего переключения вентилей. Указанную температуру раствора необходимо под­ держивать в течение всего времени прокачки. По окончании прокачки раствор сливают в бак, после чего снимают патруб­

ки и по результатам осмотра их внутренней поверхности ре­ шают вопрос о прекращении травления. Перечисленные опе­ рации должны быть выполнены без перерыва.

В процессе травления необходимо периодически проверять концентрацию раствора химическим анализом, так как опре­ деление концентрации с помощью ареометра является неточ­ ным из-за наличия в растворе оксидов и других соединений. После травления закольцованный участок трубопровода про­ дувают сжатым воздухом и заполняют 2 %-м раствором ортофосфорной кислоты.

Пассивацию производят путем промывки закольцованно­ го участка 2 %-м раствором кислоты при температуре 50~60°С в течение 1 ч непрерывной циркуляции. Качество промывки определяют визуально по загрязнению пробы рас­ твора, взятой из промываемого участка. По окончании пасси­ вации раствор кислоты сливают в бак, трубопровод продува­ ют сжатым воздухом, предварительно очищенным от влаги и масла. В процессе продувки поочередно снимают заглушки с патрубков.

Качество сушки контролируют с помощью фильтроваль­ ной бумаги* подставленной при продувке под струю воздуха, выходящую из трубопровода. Если на бумаге нет следов вла­ ги, трубопровод считается просушенным, после чего устанав­ ливают на место арматуру, участок трубопровода раскольцовывают и подсоединяют к другим участкам, а открытые пат­ рубки или отводы закрывают заглушками во избежание по­ падания внутрь влаги и грязи. Участок считается подготов­ ленным для заполнения его маслом.

Вместо пассивации закольцованный трубопровод, после травления 15—20%-м раствором ортофосфорной кислоты и ее удаления, можно промыть подогретой до 40~50°С щелочью (2—3%-м раствором NaOH) в течение 8 ч. Остатки щелочи удаляют сжатым воздухом. Этот способ можно применять в тех случаях, когда операции травления ,и последующей про­ мывки маслом выполняют без перерыва (т.е. после удаления остатков щелочи трубопровод заполняют маслом).

Для обеспечения гарантированной очистки маслопроводов производят гидродинамическую (при повышенных скоростях до 3 -4,5 м/с) прокачку масла через систему маслоснаблсения после ее монтажа, минуя подшипники, уплотнения и систему регулирования. Чтобы обеспечить указанные скорости потока масла, систему маслоснабжения промывают по отдельным замкнутым контурам, на которые разбивают всю маслосистему. Кроме того, при промывке включают параллельно в рабо­ ту резервный и рабочий маслонасосы.

Промывке подвергают по возможности наибольшее число трубопроводов и элементов системы. Для создания необходи­ мых промывочных контуров и исключения из схем подшип­ ников, уплотнений, элементов системы регулирования, уста­ навливают временные перемычки, на которых при необходи­ мости предусматривают отключающую арматуру. Диаметр перемычек принимают 0,9—1 диаметра напорных трубопро­ водов. В качестве отключающей арматуры используют за­ движки, сопротивление которых существенно меньше, чем вентилей.

Всю промываемую систему обычно делят на 3—5 конту­ ров. Например, 1-й контур включает участки трубопроводов до маслоохладителей, маслоохладители, маслобак; 2 -й — на­ порные и сливные трубопроводы системы смазки турбинного привода; 3-й — напорные и сливные трубопроводы системы смазки компрессора; 4-й — трубопроводы системы уплотне­ ний компрессора. Если система уплотнений имеет свои насо­ сы, промывку проводят, соблюдая те же условия, начиная обычно с тех участков, которые находятся на более низкой отметке.

Маслоохладители и другие емкостные аппараты при про­ мывке включают поочередно, снимают все дроссельные уст­ ройства, которые можно снять, не сливая масла. Протяжен­ ность промывных участков определяется напором маслонасосов. Сопротивление контура при промывке должно быть при­ мерно на 10% меньше напора, развиваемого насосами. Это определяет число создаваемых для промывки контуров. Про­ тяженность промываемых участков и общую величину гид­ равлического сопротивления контура определяют расчетом. Если сопротивление контура велико, то увеличивают диаметр перемычек или укорачивают контур.

Температуру масла поддерживают подачей воды в масло­ охладители. Если масло в насосе нагревается недостаточно, то в маслоохладители подают горячую воду.

Для вывода отмываемых загрязнений используют штат­ ные фильтры. В течение промывки следят за температурой масла, не допуская его остывания. Промывку ведут непре­ рывно, переключая контуры арматурой. Температуру масла обычно измеряют после маслоохладителя. Длительность про­ мывки зависит от степени загрязнения системы. При толщи­ не загрязнения менее 1 мм промывку ведут в течение 1 2 ч по каждому контуру, при большей толщине время увеличивают до 16 ч, после чего проверяют степень очистки системы. По­ сле первых 4 ч промывки по каждому контуру, когда основ­ ная часть вымываемых отложений осядет на эксплуатацион­

ных фильтрах, включают в контур дополнительный фильтр и устанавливают фильтр-пресс. Промывку ведут до тех пор, по­ ка фильтры тонкой очистки будут чистыми после прокачки масла в течение 2 ч по каждому контуру.

Индивидуальные испытания компрессоров выполняют в соответствии с требованиями СНиП 3.05.05-84 и инструкции предприятия-изготовителя.

Проводя подготовительные работы и пробный пуск» следу­ ет иметь в виду, что при этом пуске компрессор и редуктор работают в тяжелом режиме — валы и зубчатые муфты на­ гружаются пусковым моментом, вдвое превышающим номи­ нальный рабочий, зубчатая передача редуктора также нагру­ жается усилиями, превышающими рабочие. Во всех подшип­ никах имеет место полусухое трение, так как из-за малого числа оборотов между валами и вкладышами еще не возник масляный клин, приподнимающий вал и обеспечивающий смазку всех трущихся поверхностей. Ротор компрессора, его рабочие колеса и весь привод машины проходят критическое для них число оборотов и резонансные колебания; весь турбо­ агрегат не прогрет и взаиморасположение его частей еще не­ достаточно установилось. Учитывая это, число пусков в пери­ од опробования и пусконаладки должно быть предельно со­ кращено. При остановке также возникает полусухое трение и замедленное прохождение через резонансные колебания. По данным заводов-изготовителей один цикл ’’пуск —остановка” равноценен работе в течение 50 ч. В нормальных эксплуата­ ционных условиях рекомендуется предельно сокращать число пусков.

До пуска агрегата производят опробование электродвига­ теля, ревизию подшипников, проверяют сопротивление обмо­ ток, зазоры междужелезного пространства, сдувается пыль, а при необходимости просушиваются обмотки. Разъединяется зубчатая муфта между валами редуктора и электродвигателя и включается пусковой маслонасос. Необходимо убедиться в действии блокировки, отключающей электродвигатель при падении давления масла в случае отказа пускового маслонасоса или пропусков в маслосистеме. После проверки поступле­ ния масла на подшипники электродвигателя нажатием почти одновременно кнопок ’’Пуск” и ’’Стоп” производят пробной толчок ротора с целью удостовериться в правильном направ­ лении вращения и отсутствии механических помёх.

Дальнейшее опробование электродвигателя проводят по режиму, заданному предприятием-изготовителем, обычно не менее 2 ч, проверяя нагрев подшипников, работу возбудителя и контактных колец.

После опробования валы электродвигателя и редуктора вновь соединяются зубчатой муфтой; по разрешению руково­ дителя пусконаладочных работ собирают пусковую схему и осуществляют подключение системы автоматики для работы на заданном режиме управления компрессором. О пуске опо­ вещают звуковым или световым сигналом. В ходе пуска и разгона ротора агрегата необходимо следить за работой маслосистемы, в частности, за нормальным возрастанием давле­ ния масла и установившимся давлением в системе по оконча­ нии разгона; отключением пускового насоса после того, как наберет обороты и начнет подачу главный маслонасос, а так­ же за работой реле осевого сдвига. Особенно внимательно не­ обходимо следить за прохождением ротором критического числа оборотов, когда резко возрастает вибрация и появляют­ ся посторонние шумы, прекращающиеся со временем. Крити­ ческое число оборотов указывается в паспорте компрессора.

После пуска необходимо произвести общий осмотр агрега­ та с прослушиванием через металлический стетоскоп. Прове­ ряют на ощупь и при помощи приборов наличие вибрации отдельных частей, величина которой не должна выходить за пределы, указанные в паспорте, и составляет для подшипни­ ков при частоте вращения, мин'1, следующие значения, мм: до 2400 - 0,06, 3000 - 0,04, 5000 - 0,02 и 7000 - 0,01. Заме­ ряют температуру воздуха до и после промежуточных возду­ хоохладителей и налаживают работу конденсатоотводчиков.

Необходимо также контролировать температуру подшип­ ников (должна быть не более 65°С), температуру масла на подводе к подшипникам, регулируя ее в пределах 40—45°С за счет подачи воды в маслоохладители, следить за уровнем масла в маслобаке. Нормальное тепловое расширение агрега­ та и трубопроводов в период подогрева характеризуется по­ движностью контрольных шайб на шпильках соединения фундаментной рамы с подвижными опорами.

Глава 7. МОНТАЖ ПОРШНЕВЫХ КОМПРЕССОРОВ

7.1. Конструкция и монтажные характеристики

Поршневые компрессоры относятся к классу машин объ­ емного действия, в которых газ сжимается поршнем и пере­ мещается в замкнутом пространстве (рабочем цилиндре), из­ меняя свой объем.

Поршневые компрессоры различают: по принципу дейст­ вия —с цилиндрами простого и двойного действия, а также с дифференциальным цилиндром; по числу ступеней сжатия — одно-, двух-, трехцилиндровые и более; по числу рядов, в ко­ торых располагаются цилиндры, — одно-, двух-, и многоряд­

(рис. 29) газ сжимается при движении поршня влево. В ком­ прессоре двойного действия каждый ход поршня является ра­ бочим и газ сжимается на обе стороны поршня. Для охлажде­ ния сжатого газа цилиндр и крышку компрессора снабжают водяными рубашками. Давление нагнетания свыше 1 МПа может быть достигнуто в многоступенчатых компрессорах (рис. 30), которые изготовляют с последовательным или па­ раллельным расположением цилиндров и посадкой поршней на один вал и под углом соответственно. Так как объем газа после каждой степени сжатия уменьшается, каждый последу­ ющий цилиндр в многоступенчатом компрессоре меньше предыдущего. Газ охлаждается в холодильнике между ступе­ нями сжатия. Крупные горизонтальные компрессоры с вза­ имно противоположным движением поршней относительно коленчатого вала называют оппозитными. Основные сбороч­ ные единицы оппозитных компрессоров нормализованы. Оппозитная £аза состоит из станины, коленчатого вала, шату­ нов, крейцкопфов и направляющих, механизма проворачива­ ния коленчатого вала, системы циркуляционной смазки, кривошипно-шатунного механизма. Привод компрессоров — синхронные электродвигатели или двигатели внутреннего сгорания. Электродвигатели соединяют с коленчатым валом компрессора двумя способами: ротор электродвигателя наса-

в

Рис. 29. Схема поршневых компрессоров а -- бескрейцкопфного простого действия; б ~ крейцкопфного

двойного действия; 1 ~ нагнетательный клапан; 2, 4 ~ нагнета­ тельный и всасывающий патрубки; 3 ~ всасывающий клапан; 5 - поршень; 6 ~ цилиндр; 7 - шатун; в - кривошип коленчатого

вала; 9 ~ пггок, 10 ~ крейцкопф; ВМТ - верхняя "мертвая” точ­

ка; НМТ - нижняя "мертвая” точка

Рис. 30. Принципиальные схемы многоступенчатых компрессоров при различном положении цилиндров

а - V-образном; б - W-образном; в - вертикальном; г, д, е - гори­

зонтальном оппоэитном

живают на консольную часть коленчатого вала; один конец вала электродвигателя при помощи фланца жестко соединя­ ют с коленчатым валом компрессора, а второй опирают на выносной подшипник.

Двигатель внутреннего сгорания соединяют с компрессо­ ром эластичной муфтой и промежуточным валом. Основными параметрами базы являются поршневая сила, ход поршня и частота вращения вала в мин.

В зависимости от числа рядов цилиндров и расстояния между ними каждая база может иметь несколько модифика­ ций, у которых унифицированы шатуны, крейцкопфы, их направляющие, коренные подшипники и механизмы прово­ рачивания коленчатого вала.

Условное обозначение базы состоит из букв и цифр. Буква М означает мкогорядность, цифры — номинальную поршне­ вую силу, например, М10. К условному обозначению модифи­ кации оппозитной базы перед буквой добавляется цифра, обозначающая число рядов цилиндров, например, 2М10.

В обозначении марки оппозитного поршневого компрессо­ ра первые цифры указывают базу,, вторые — производитель­ ность в м3 /мин, третьи — давление нагнетания в Па. В том случае, если давление всасывания превышает атмосферное, в марку компрессора добавляют цифры этого давления.

Конструкции оппозитных баз компрессоров одинаковы. Картер —чугунный литой, прямоугольной формы, коробчато­ го сечения. Коренные подшипники с тонкостенными вклады­ шами заливают баббитом. Каждый вкладыш состоит из двух частей с разъемом в горизонтальной плоскости. Второй ко­ ренной подшипник со стороны электродвигателя — опорно­ упорный. Направляющая крейцкопфа — чугунная литая, консольного типа, опирается на опору. Коленчатый вал — стальной, кованный, без противовесов. Шатуны — стальные кованные, с открытой кривошипной и закрытой крейцкопфной головками. Крейцкопфы — литые, с двумя съемными башмаками. Смазка механизма движения —циркуляционная под давлением.

Горизонтальные оппозитные крейцкопфные компрессоры двойного действия со взаимно противоположным движением поршней имеют ряды цилиндров, расположенные по обе сто­ роны от рамы. В сравнении с горизонтальными компрессора­ ми других типов они более быстроходны, уравновешены и компактны, а также более удобны для монтажа по располо­ жению межступенчатой аппаратуры и трубопроводов. Постав­ ляются эти компрессоры в собранном виде с безразборной консервацией деталей или укрупненными узлами-блоками (сборочными единицами).

Оппозитные компрессоры могут быть двух-, четырех- и шестирядными. Рама-картер компрессора (рис. 31) — чугун­ ная литая коробчатой формы. Нижняя часть рамы служит

Рис* 31. Горизонтальный четырехрядный оппоантиый компрессор

сборником отработанного масла. В поперечных перегородках рамы размещены коренные подшипники при двух, четырех и шести рядах цилиндров, число коренных подшипников со­ ответственно 3, 5 и 7. Со стороны привода установлены 2 упорных подшипника. Вкладыши подшипников тонкостен­ ные. Жесткость рамы достигается за счет поперечных перего­ родок, ребер и верхних стяжек с распорками. Крупные вось­ мирядные компрессоры зарубежных фирм имеют две отдель­ ные коробчатообразные рамы, между которыми размещен привод. Направляющие крейцкопфов крепятся с обеих сторон рамы к вертикальным фланцам. В малых компрессорах на­ правляющие связаны с фундаментом качающимися опорами, а в остальных компрессорах - жестко закрепленными опор­ ными лапами.

Число шатунных шеек коленчатых валов равно числу ря­ дов. Шатунные шейки расположены попарно с разворотом на

180° с одной общей щекой. В четырехрядных компрессорах каждая пара шеек смещена относительно другой на 90^, в шестирядных —на 1 2 0 °.

В первых 3-х ступенях цилиндры и их крышки (кроме первой ступени холодильных компрессоров) выполнены чу­ гунными литыми с рубашками для водяного охлаждения. Цилиндры в зависимости от размеров и числа в ряду имеют одну или две качающиеся опоры. Клапаны преимущественно прямоточные. В холодильных и некоторых воздушных комп­ рессорах иногда применяют полосовые всасывающие клапа­ ны, а в остальных —кольцевые.

Нагнетательные клапаны прямоточные, а на ступенях высокого давления и при сжатии, загрязненных и коксую­ щихся газов — дисковые и пластинчатые. Для первых 3-х ступеней поршни устанавливают скользящие двойного дейст­ вия, для последующих —дифференциальные. Каждое сальни­ ковое уплотнение включает сальник, предсальник и маслосниматель. Уплотняющие элементы в зависимости от назначе­ ния компрессора выполняются из фторопластовых материа­ лов, чугуна, бронзы или баббита.

Привод компрессора осуществляется от электродвигателя, неразъемный ротор которого закрепляют на консольном кон­ це коленчатого вала, а неразъемный статор устанавливают на фундамент. У отдельных марок компрессоров ротор крепят на приставном валу, который одним концом (фланцем) соединя­ ется с коленчатым валом, а другим опирается на выносной подшипник.

Крупный компрессор с двумя оппозитными рамами (вось­ мирядный. шестиступенчатый, производительность 30 600 м3 /ч, давление нагнетания 32 МПа, масса с приводом 220 т, мощность электродвигателя 7060 кВт) имеет два ко­ ленчатых вала, которые соединяют фланцами с ротором элек­ тродвигателя, размещенного между рамами. Вал ротора уста­ навливают на двух подшипниках, укрепленных на фунда­ менте. Разъемный статор устанавливают на фундаментных плитах.

В двухрамном компрессоре (четырехрядный, ^етырехступенчатый, производительность 12 300 м3 /ч, давление нагне­ тания 1,2 МПа, масса 64 т, мощность электродвигателя 1600 кВт) общий коленчатый вал укладывают на подшипни­ ки обеих рам электродвигателя. Разъемный ротор закрепля­ ют на коленчатом валу между рамами. В некотоРых конст­ рукциях двух- и четырехрядных оппозитных компРвссоров коленчатый вал имеет выносной подшипник и ротор привода размещают на выносной части вала. На конце коленчатого