Статья в журнал "Насосы и оборудование"

КОМПАНИЯ «ХАРЬКОВМАШ»: ШАГАЕМ В НОГУ СО ВРЕМЕНЕМ!

На сегодняшний день разного рода насосы применяются во всех, без исключения, отраслях промышленности  словом, везде, где требуется подача или откачка всевозможных жидкостей. Естественно, что в связи с увеличившимся спросом существенного развития достигла и отрасль, занимающаяся производством насосов, в которой технологии постоянно совершенствуются и конкуренция усиливается.

Одними из основных типов (до 45 % от общего количества) насосов, применяемых на разные подачии напоры в нефтеперерабатывающих производствах, являются насосы типа НК, НКВ, НКЭ, НПС.

Это обусловлено тем, что конструкция таких насосов  проста, надежна и ремонтопригодна. Хорошая взаимозаменяемость деталей и узлов дает возможность выполнять оптимизацию складских запасов комплектующих и при этом увеличивать технологичность ремонта насосов.

Однако в большинстве стран СНГ парк такого насосного оборудования устарел физически и морально, и от 40 до70 % насосного оборудования подлежит модернизации или замене.

На сегодняшний день во всем мире постоянно ведутся работы по разработке и внедрению новых, более современных и совершенных, а главное - конкурентоспособных насосов, и компания «Харьковмаш» не остается в стороне от этих тенденций.

В настоящее время специалисты предприятия проводят работы по модернизации и приведению в соответствие с требованиями международных стандартов API 610/ISO 13709, API 682 и ГОСТ Р 54806-2011 насосов типа НК, НПС.

Все проводимые мероприятия по модернизации можно условно разделить по направлениям:

  • организационно - технологические мероприятия;
  • опытно  конструкторские мероприятия.

 

Организационно  технологические мероприятия:

1. Повышение качества литых деталей насосов путем использования современных технологических процессов литья. Как альтернатива - применение сварных конструкций отдельных деталей и узлов.

2. Модернизация производства и обновление станочного парка:

- в 2012 г. введены в эксплуатацию новый печной комплекс и ХТС формовочный участок, оснащенный новым высокопроизводительным оборудованием фирмы Otto Junker GmbH и компании FAT (Германия). Это дало возможность использовать современные технологические процессы литья, повысить качество литых деталей насосов, существенно расширить материальное исполнение узлов, корпусов насосов (в трех вариантах: углеродистая сталь (вариант С), хромистая сталь (вариант Х), хромникельтитановая сталь (вариант Н));

- в 2013 г. введен в эксплуатацию отдельный цех, оснащенный американскими металлообрабатывающими центрами с ЧПУ фирмы Haas Automation, Inc.

3. Жесткий входной контроль над комплектующими: соединительными муфтами с упругими металлическими элементами, подшипниками качения, уплотнительными прокладками, торцовыми уплотнениями вала, бачками теплообменников и пр.

4. Применение новых материалов в щелевых уплотнениях колес, применение наплавочных материалов для повышения эрозионной стойкости деталей насосов;

 

Опытно  конструкторские мероприятия:

1. Проверка геометрии спирального корпуса (подводящих устройств, рабочих колес, отводящих устройств и пр.), целью которой является повышение КПД и снижение NPSH насоса:

- оптимизация геометрии рабочих колес,отводов, установки лопаточных отводов, применение оптимального соотношения количества лопастей и каналов направляющего аппарата;

- проверка основных геометрических размеров проточной полости как традиционным методом, так и с использованием специализированного программного пакета, построение 3D модели проточной части по отдельным элементам (подводящее устройство, рабочее колесо, отводящее устройство и др.);

- численное моделирование течения жидкости в CFD пакетах, качественный и количественный анализ характера течения жидкости в проточной части и параметров насоса.

2. Oптимизация рабочих колес насосов типа НК с малой подачей от 5 до 20 м3/ч, цель которых получение оптимального рабочего колеса с наивысшим КПД и высокой устойчивостью NPSH насоса:

- выполнен расчет и проверка геометрии рабочего колеса;

- построена 3D модель;

- изготовлен опытный образец рабочего колеса и проведены стендовые испытания.

3. Применение сварных крышек-термобарьеров, обладающих высокой эффективностью охлаждения камеры уплотнения на высокие температуры перекачиваемого продукта (рис. 1).

risunok-1

Рис. 1. Новая, более эффективная крышка-термобарьер

4. Применение двойных торцовых уплотнений со встроенным опорным подшипником скольжения (рис. 2), смазываемым барьерной жидкостью, и установка опорного подшипника скольжения в крышку «всаса» насоса, что позволяет перевести консольную машину в разряд межопорных.

risunok-2

Рис. 2. Насос НК с опорным подшипником скольжения, установленным в крышку всасывания

5. Уменьшение консольности валов насосов с большой подачей за счет: установки в камере уплотнения опорного подшипника скольжения, смазываемого перекачиваемой жидкостью (рис. 3а), применения двойных торцовых уплотнений со встроенным опорным подшипником скольжения, смазываемым барьерной жидкостью (рис. 3б).

а

risunok-3a

б

risunok-3b

Рис. 3. Конструктивные схемы уменьшения показателя консольности насосов

6. Повышение надежности опорных кронштейнов насосов достигнуто за счет увеличения расстояния между подшипниками, оптимального нагружения, охлаждения и смазки подшипников качения (рис. 4).

risunok-4

Рис. 4. Усовершенствованный опорный кронштейн насоса НК (НКВ)

7. Камеры уплотнений изготовлены в соответствии со стандартом API 682 для возможного использования торцовых уплотнений разных производителей.

8. Внедрение систем автоматического поддержания перепада давления на двойных торцовых уплотнениях (план 53С API 682) (рис. 5).

risunok-5

Рис. 5. Система автоматического поддержания перепада давления

9. Приведение в соответствие с требованиями стандарта API 610: чугунные корпуса подшипниковых опор заменены на стальные; штуцерные соединения заменены на фланцевые; предусмотрены площадки для замера вибрации в трех направлениях и пр.

10. Изменение конструкции всасывающего и нагнетательного патрубков насосов, которые выполнены в соответствии с международными требованиями и стандартами DIN/ANSI/ISO.

11. Для повышения срока службы щелевых уплотнений рабочих колес применены новые, мало изнашиваемые материалы.

12. Спроектированы и применены в серийном производстве новые масленки постоянного уровня.

13. Разработана и применена более жесткая сварная общая рама (плита), которая препятствует расцентровке валов «насос  двигатель».

Все конструкторские решения прошли испытания и внедрены в серийное производство.

В результате реализации вышеуказанных мероприятий:

  • увеличена технологичность ремонта насоса;
  • экономичность насосов увеличилась на 5 - 7 %,что позволяет значительно снизить энергопотребление;
  • наработка на отказ увеличилась в 2 раза, средний ресурс до капитального ремонта увеличился в 2,5 раза, средний полный срок службы увеличился в 2 раза;
  • общая надежность возросла в 2 раза;
  • эксплуатационные затраты снижены в 1,5 раза.

Следует отметить, что организационно-технические мероприятия по модернизации насосов типа НК, НКВ и НПС не прекращаются. Данные насосы обладают большим резервом для своей модернизации за счет применения современных конструкторских и технологических решений, что может существенно повысить их эксплуатационные характеристики и при этом сохранить простоту конструкции, ремонтопригодность, взаимозаменяемость комплектующих и конкурентную цену.

В заключение стоит отметить, что в период глобализации и образования крупных корпораций в машиностроении компания «Харьковмаш» успешно конкурирует и предлагает заказчику качественную продукцию, в которой оптимально сочетаются цена, качество и инновационные решения.