|
В производстве работает установка с тремя ступенями выпаривания, в которых циркуляция жидкости производится осевыми насосами фирмы "Мерегалли". Насосы вибрируют, в них слышен периодический треск и гул. По мнению службы эксплуатации причиной этого является кавитация в насосах.
По просьбе руководства сотрудники НПП "Насосы и Уплотнения" рассмотрели:
- "Временную техническую инструкцию по эксплуатации" этих установок;
- Общую техническую схему;
- чертежи общих видов насосов (разрезы).
Кроме того, опрошен эксплуатационный персонал, освидетельствованы установки в работе, проведены обмеры их вертикальных элементов, влияющих на кавитацию в насосах.
Все это позволило рассчитать гидравлическое сопротивление круга циркуляции, кавитационные и кавитационно-эрозионные показатели насосов.
Анализ собранных материалов и результаты расчетов подтвердили основной вывод службы эксплуатации о работе насосов с развитой кавитацией.
Согласно расчету, гидравлическое сопротивление круга циркуляции примерно на 40% меньше заявленного напора насоса (по расчетам для 1-й ступени испарения).
Такие запасы напора типичны для многих технологических установок. Они приводят к работе насосов с подачей, большей расчетной, а здесь и к более сильному развитию кавитации. Средства контроля и безопасного регулирования подачи насосов в установках не предусмотрены, рабочие и кавитационные характеристики насосов в документации не обнаружены.
Жидкость в данных насосах движется с высокими относительными скоростями (около 20 м/с) особенно на 1-й и 3-й ступенях испарения. В отсутствие газовой фазы в жидкости захлопывание каверн происходит жестко. Жидкость имеет повышенный удельный вес (до 1,3 г/см3) и содержит кристаллы соли, играющие роль абразива.
В таких условиях рано или поздно в насосах проявится кавитационная эрозия (разъедание) лопаток и корпусов. Кроме того, из-за высокой виброактивности насосов могут возникнуть усталостные повреждения соединений лопаток с втулками колес и сварных швов трубопроводов, к которым подвешены насосы.
Рекомендации
Учитывая эти и другие обстоятельства НПП "Насосы и Уплотнения" рекомендует снизить частоту вращения осевых насосов выпарных установок на 15-30% путем установки регуляторов частоты вращения асинхронных электродвигателей насосов.
Скорость кавитационной эрозии в насосах от этого обязательно уменьшится не менее чем в 3-6 раз, а вибрация труб приблизится к приемлемой. Возрастет долговечность подшипников, уплотнений и пр. Потребляемая насосами мощность уменьшится пропорционально кубу снижения частоты вращения, что удешевит продукт.
Испаряющая способность установок может и не измениться, поскольку завышенная сейчас подача насосов приблизится к расчетной.
Необходимо убедиться в том, что предлагаемое мероприятие не ухудшит качество продукта. В противном случае потребуется на порядок более дорогие способы: подбор и покупка насосов других фирм, проектирование и изготовление трех типоразмеров новых насосов, ступеней и т.п.
Если окажется приемлемой работа насосов при n=740 об/мин для 1-й и 2-й ступеней и 960 об/мин для третьей ступени испарения, то в дальнейшем можно заменить двигатели насосов менее мощными, а частотные регуляторы использовать на других технологических позициях.
Установка преобразователей частоты сначала на первой ступени, а потом и на остальных, резно ослабила кавитационный шум и вибрацию. Изменения качества продукции не отмечено.
|
