Испытания насосных установок в эксплуатационных условиях

Испытаний насосных агрегатов, выполняемых на заводе изготовителе, для их последующей эффективной работы недостаточно. Уже после завершения монтажных работ на конкретной НПС насосные агрегаты подвергаются дополнительным испытаниям: обкаточным, доводочно-наладочным, предварительным, основным.

Обкаточные испытания проводят после монтажа или ремонта с целью подготовки оборудования и трубопроводов к пуску. Они заключаются в том, что после запуска насосного агрегата проверяют герметичность всех его систем (обвязки, систем смазки, охлаждения, сбора утечек и т.д.), а также качества сборки и монтажа привода.

Доводочно-наладочные испытания предназначены для выявления и устранения дефектов в работе насосного агрегата. Результаты испытания используют для его приведения в соответствие с требованиями технических условий.

Предварительные испытания проводят для проверки работоспособности насосного агрегата, а также для выявления и устранения дефектов.

Основные испытания дают возможность определить фактические значения основных параметров насосного агрегата (напор, подача, мощность, КПД, кавитационный запас, расход масла и воды) на всех режимах. Результатом их проведения являются его рабочие, кавитационные и пусковые характеристики, а также сведения о фактических расходах в системах смазки и охлаждения.

Самыми наукоемкими являются основные испытания. Они же дают информацию о фактической характеристике насосного агрегата на рассматриваемый момент времени, что позволяет, с одной стороны, планировать режимы пе­рекачки с меньшими удельными затратами энергии, а с другой - своевременно выявлять скрытые дефекты и ус­транять их. Поэтому рассмотрим процедуру и методику этих испытаний более подробно.

Существует ГОСТ 6134-71 «Насосы динамические. Методы испытаний». Согласно ему снимать характеристику следует в диапазоне подач от 0 до 1,1Qном. Общее число режимов должно быть не менее 16. Замер параметров дол­жен производиться только при установившемся режиме перекачки, а также при постоянной частоте вращения вала насоса и неизменных свойствах перекачиваемой жидкости.

В практических условиях, когда необходимо выполнять план перекачки, обеспечить столь большое количество ре­жимов очень непросто. Поэтому режимов работы отдельных насосов будет столько же, сколько удастся создать режимов работы магистрального трубопровода, который обслуживает НПС. Такой подход допустим в связи с внутренним предназначением результатов испытаний.

Давление на входе и выходе насоса: Штатные первичные преобразователи давления АСУ ТТЛ или манометры МТИ клас­са точности не более 1,0.

Подача: Расходомеры узла учета или переносные (накладные) ультразвуковые расходомеры.

Потребляемая мощность: Штатные первичные преобразователи мощности АСУ ТП или переносные комплекты типа К-506 класса точности 0,5.

Частота вращения ротора: Датчик частоты вращения или переносной строботахометр класса точности 0,5.

Температура перекачиваемой жидкости: Штатные первичные преобразователи температуры АСУ ТП или термометры с ценой деления не менее 0,5 °С.

Свойства перекачиваемой жидкости (плотность, вяз­кость, давление насыщенных паров) определяются в химической лаборатории.

Поскольку фактический расход электроэнергии измеряется как разность показаний счетчиков за определенный период времени (не менее 2 ч), мгновенные значения давления, расхода и температуры необходимо замерить не менее 5 раз через каждые 20-25 мин по 3 раза единовременно (для нахождения среднеарифметической величины).

Обработка результатов измерений производится по формулам. При этом надо иметь в виду, что при каждом изменении режима работы магистрального трубопровода в нем возникают нестационарные процессы. Контроль стационарности режима осуществляется по подаче или по давлению на входе и выходе насоса. Колебания контролируемого параметра в течение 1 часа не должны превышать ±3%.

При последующей обработке полученные данные методами математической статистики необходимо проверять на «выскакивающие* значения. Из обработки заведомо должны быть исключены величины текущих параметров, измеренные:

- в первые 72 ч после монтажа и ремонта насоса;

- при запуске и остановке насосного агрегата;

- при переключении измерительных линий на узлах учета.

Определение фактического кавитационного запаса насосов в эксплуатационных условиях производится:

- при установке на входе в рабочее колесо предвключенных шнеков (где их не было);

- при изменении площади проточной части насоса;

- при изменении частоты: вращения его ротора;

- при изменении конструкции рабочих колес и в других случаях использования рабочих колес в исполнении не предусмотренном технической документацией;

- при уменьшении зоны валов подпорных насосов типа НПВ.

Фактические характеристики насосного агрегата являются исходным материалом для принятия решения о возможности его дальнейшей эксплуатации. Так, насосный агрегат рекомендуется выводить в ремонт в следующих случаях:

- при снижении величины напора относительно базовых значений: на 5-6% и более - для насосов с горизонтальным расположением вала; на 7% и более - для вертикальных подпорных насосов;

- при снижении КПД насосов на 2-4% (в зависимости от типоразмера).

Кроме того, по отклонению фактических характеристик от паспортных значений можно судите о внутренних дефектах насосов:

Напор и КПД ниже, мощность без изменения:

- Грубая, некачественно обработанная поверхность межлопаточных каналов рабочего колеса и увеличенная шероховатость проточной части корпуса насоса.

- Колесо установлено несимметрично относительно оси улитки (спирального отвода) насоса. Работа насоса в предкавитационном.

Напор и мощность ниже, КПД без изменений: Уменьшенный наружный диаметр рабочего колеса. Несоответствие чертежу отливки рабочего колеса.

Напор и КПД ниже, мощность выше:

- Чрезмерные перетоки через уплотнения рабочего колеса вследствие большого зазора в щелевом уплотнении.

- Неравномерный по окружности зазор в щелевом уплотнении рабочего колеса. Негерметичен обратный клапан.

Напор и мощность выше, КПД без изменений: Увеличенный наружный диаметр рабочего колеса.

Напорная характеристика более пологая, величина максимального КПД смещена в сторону больших подач: Увеличенная площадь спирального отвода.

Напорная характеристика более крутая, величина максимального КПД смещена в сторону меньших подач:

Площади спирального отвода уменьшены по сравнению с расчетными.