Устройство насосов их характеристика требования предъявляемые к насосам

Оглавление:

Центробежный насос

Центробежные насосы являются одним из самых распространенных типов оборудования для перекачивания жидкостей (и газов). С их помощью выкачивают воду из колодцев и скважин, поднимают ее на значительную высоту и предают на большие расстояния по трубам. Такие насосы перекачивают теплоноситель в системах отопления и технологические жидкости на производствах. Идея использовать центробежную силу для перекачивания жидкостей принадлежит Леонардо да Винчи, первые действующие образцы были созданы французским инженером и ученым Дени Папеном в конце 17 века.

Особенности конструкции и принцип действия

Устройство и принцип действия центробежного насоса принципиально не изменились с 17 века. Насос состоит из следующих деталей и узлов:

  • Источник энергии — электрический (или бензинового) двигатель, смонтированный на одном валу с собственно насосной частью механизма.
  • Вал, опирающийся на подшипники.
  • Рабочее колесо, на поверхности которого размещены лопатки.
  • Корпус с направляющими поток профилями.
  • Уплотнения на валу.
  • Входной патрубок, находящийся на оси изделия.
  • Выходной патрубок, расположенный у внешней стенки корпуса по касательной к нему.

Устройство центробежного насоса

Кроме перечисленных основных узлов, насос центробежный комплектуется вспомогательными:

  • Входные и выходные шланги или трубопроводы.
  • Запорный клапан, не дающий жидкости течь в обратном направлении.
  • Фильтр.
  • Манометр для измерения давления жидкой среды.
  • Датчик сухого хода, отключающий насос при отсутствии жидкости в магистрали.
  • Краны и вентили для управления напором.

Принцип действия центробежного насоса несложен:

  • При вращении рабочего колеса его лопатки захватывают жидкую среду и увлекают ее за собой
  • Центробежные силы, возникающие при вращении жидкости, отжимают ее к внешним стенкам корпуса, где создается избыточное давление
  • Давление выталкивает жидкую среду в выходной патрубок
  • Под действием разрежения, создающегося в центре насоса, очередная порция жидкости всасывается из приемного патрубка.

Принцип работы центробежного насоса

В конструкцию центробежного насоса могут вноситься изменения и дополнения, направленные на повышение его эффективности и приспособление к конкретной перекачиваемой жидкости.

Преимущества и недостатки

Большая популярность устройства центробежного типа обуславливается его несомненными достоинствами:

  • Высокая эффективность.
  • Простота конструкции.
  • Постоянство характеристик создаваемого потока: скорости и напора.
  • Компактность и относительно малый вес.
  • Простое техобслуживание. Достаточно общих навыков слесарных работ.
  • Высокая надежность, большой срок наработки на отказ.

Кроме достоинств, данному типу гидромашин свойственен ряд недостатков:

  • Для запуска необходимо заполнить рабочую камеру жидкой средой. Нарушение этого правила приводит к быстрому износу и выходу из строя.
  • Малый напор, создаваемый рабочим колесом.

Функционирование насоса в системе

Чтобы обеспечить эффективное функционирование центробежного устройства, при монтаже приходится предусматривать схему заполнения рабочей камеры водой, через перепускные патрубки или заливные горловины.

Для повышения напора приходится ставить центробежные электронасосы в каскад.

Рынок полон предложений самых разнообразных моделей центробежных систем. Основные типы центробежных насосов представлены в следующей классификации:

  • По параметрам потока:
    • большого напора;
    • большой подачи;
    • загрязненных сред;
  • По типу агрегата:
    • консольные;
    • двухстороннего входа;
    • многоступенчатые;
  • По типу привода:
    • электродвигатель;
    • двигатель внутреннего сгорания;
    • ручной;
  • По типу всасывания:
    • самовсасывающие;
    • эжекторные;
    • инжекторные;
  • По степени автоматизации управления:
    • ручное;
    • полуавтоматическое;
    • автоматическое;
  • По мобильности:
    • стационарные;
    • передвижные.

Классификация центробежных насосов

Кроме того, по месту установки относительно уровня жидкости в емкости различают

В быту применяются в основном одноступенчатые центробежные насосы.

Сферы применения

Трудно сегодня найти отрасль быта или промышленности, в которой использовались бы жидкие среды и не применялись центробежные насосы. Самыми популярными областями применения стали:

  • Водоснабжение всех уровней и масштабов — от водозаборных станций до промышленных предприятий и от жилых домов до станций очистки стоков.
  • Перекачка технологических жидкостей на промышленных установках и между объектами производства.
  • Циркуляция теплоносителя в системах отопления, централизованных или локальных.
  • Циркуляция воды в стиральных и посудомоечных машинах.
  • Орошение сельскохозяйственных посадок.
  • Подача воды в поилки и перекачивание молока на продуктивных фермах.
  • Циркуляция антифриза в системе охлаждения автомобильного двигателя и климатических установках.
  • Заполнение и осушение балластных цистерн на надводных судах и подводных лодках.
  • Транспортировка сырья на предприятиях пищевой промышленности и при массовом производстве напитков.

Циркуляционные насосы применяются везде, где используются жидкости и не требуется сверхвысокий напор или усилие всасывания. Для специальных приложений служат устройства других типов — вибрационные, роторные, поршневые или индукционные.

Как правильно выбрать центробежный насос

Чтобы правильно выбрать устройство, начинать лучше не с обзоров и рейтингов и уж тем более не с пафосных рассказов продавцов консультантов. Они знают все о своих агрегатах, но ничего — о ваших потребностях. Эти потребности следует определить, измерить или оценить и зафиксировать, лучше всего — записать. Итак:

  • Назначение приобретаемого агрегата
    • Полив садового участка.
    • Откачка воды из подвала.
    • Подача воды из скважины.
    • Что-либо еще.
  • Место установки — поверхностное или погружное. Этот параметр часто определяется уже в процессе консультации и покупки.
  • Высота от места установки до зеркала воды для определения всасывающего усилия.
  • Высота от места установки до самой высокой точки водоразбора и расстояние по горизонтали от скважины (колодца, емкости) до места установки для определения напора.
  • Потребность (в кубометрах в час и в кубометрах в день) для подбора системы достаточной производительности и ресурса.
  • Стабильность электропитания в месте установки для определения необходимости в приобретении стабилизатора напряжения. Многие системы автоматики стабильно работают только в определенном диапазоне напряжения.
  • Допустимое энергопотребление для определения мощности двигателя.
  • Бюджет, минимальный и максимальный.

И вот с этой бумажкой можно смело атаковать продавца-консультанта. Теперь, вместо того, чтобы продать вам самую дорогую систему, он будет вовлечен в процесс осмысленного выбора оптимального варианта.

Подготовка к работе

В отличие от вибрационных насосов, не требующих для начала работы заполнения всей рабочей камеры жидкой средой, центробежный не сможет начать перекачку «на сухую». Параметры упругости воздуха сильно отличаются орт параметров воды, и ротор будет просто крутиться вхолостую, не создавая требуемого разряжения. Это приведет к перегреву и преждевременному износу устройства вплоть до выхода его из строя.

Схемы заполнения насосов

Эту техническую проблему решают различными способами

Заливка воды из трубопровода

Способ применяется для стационарных систем водоснабжения с фиксированным расположением трубопроводов. Схему постоянно работающего водоснабжения строят таким образом, чтобы центробежный насос находился в нижней точке, и выше его по уровню всегда были заполненные водой трубы. На всасывающем трубопроводе ставят обратный клапан, препятствующий вытеканию воды обратно в колодец, скважину или емкость. Такую систему надо заполнить водой только при первом старте, все последующие будут происходить в «мокром» режиме.

Если система используется эпизодически или обратный клапан, по каким – либо причинам установить не удается, применяют другие способы. Обвязку насоса монтируют таким образом, чтобы иметь возможность подать воду из трубопровода в обратную сторону, до заполнения рабочей камеры и всасывающего трубопровода. Воздух при этом выпускают через односторонний воздушный клапан. Как только свист воздуха из него прекратится и появится вода — значит, система заполнена и можно включать насос.

Для заливки из трубопровода высокого давления используют понижающий давление эжектор. Заливка также производится до момента появления жидкости.

Еще один способ применяют на крупных насосных станциях высокой степени автоматизации. Там для откачки воздуха используют вакуумный насос, и после заполнения рабочей камеры и срабатывания датчика наличия воды автоматика запускает установку.

Заливка воды из резервуара

Если в трубопроводе нет воды, то ее заливают из временно или постоянно присоединенного к выходному патрубку резервуара, снабженного вентилем. В стационарных системах резервуар монтируют постоянно, перед пуском вентиль открывают, и вода заполняет рабочую камеру и подающий трубопровод. Осуществляют запуск насоса. Убедившись в успешном запуске по ровному низкому звуку его работы, вентиль закрывают.

Схема заливки насоса из резервуара

Мобильные системы, например, садовые насосы или насосы для систем фильтрации надувных бассейнов, заполняют из ведра или лейки, отвинтив крышку фильтра грубой очистки до тех пор, пока не перестанут выходить пузырьки воздуха и не покажется зеркало воды. Далее крышку закрывают и запускают прибор.

Эксплуатация и ремонт

Весной техники в окружающем нас мире пока не создано, и центробежные насосы также подвержены неисправностям. Благодаря простоте устройства перечень их короток.

Главная причина неисправности устройства — это работа без воды.

К выходу из строя электродвигателя также могут привести броски напряжения в питающей электросети.

Если внимательно следить за этими факторами риска — прибор успешно отработает не только гарантийный срок, но будет работать на вас еще долгое время.

Еще один фактор риска — это загрязнение рабочей камеры при перекачке грязной воды, например, из канавы. Трава и другой мусор могут намотаться на лопатки, препятствуя их вращению. Если камера выполнена разборной, то можно аккуратно снять часть корпуса и вытащить мешающий мусор. После этого насос, как правило, продолжает работать, только следует подумать об установке фильтра на входе.

Ремонт центробежного насоса

С более серьезным техническим обслуживанием и ремонтом неполадками, особенно связанными с разборкой герметичного корпуса электродвигателя у погружных насосов, лучше обращаться в ремонтную мастерскую. Вряд ли вам удастся самостоятельно восстановить герметичность и избежать пробоя напряжения на корпус или в воду, а это чревато серьезным риском для жизни.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Какие требования предъявляются к насосам, применяемым для нагнетания легковоспламеняющихся и горючих жидкостей (масло растительное и минеральное, мисцелла, растворитель) на химически опасном производственном объекте?

Опубликовано: 18.01.2017 Рубрика: Вопрос Ответ Автор: Единый Стандарт

Существуют такие жидкости, как растворитель, мисцелла, а также минеральные и растительные масла, которые являются горючими и легковоспламеняющимися. Подобные характеристики привели к тому, что по отношению к насосам, нагнетающим эти вещества, были разработаны соответствующие нормативные требования.

Во-первых, на данных устройствах должны присутствовать блокировки, которые воспрепятствовали бы работать механизму в «сухом» режиме или прекратили бы его деятельность в случае снижения давления жидкости ниже нормы.

Во-вторых, насосы оснащаются средствами сигнализации, которые включаются в случае отклонения от соответствующих нормативных уровней показателей безопасности и датчиками отключения.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Устройство насосов их характеристика требования предъявляемые к насосам

Насосы. Общие сведения.

Читайте так же:  Претензия в сто

В состав любой Электрической станции входят два типа машин: машины — орудия (насосы) и машины — двигатели (турбины).

Насосами в широком смысле называют машины для сообщения энергии рабочей среде. В зависимости от рода рабочего тела, различают насосы для капельных жидкостей (насосы в узком смысле) и насосы для газов (газодувки и компрессоры). В газодувках происходит незначительное изменение статического давления, и изменением плотности среды можно пренебречь. В компрессорах при значительных изменениях статического давления проявляется сжимаемость среды.

Остановимся подробнее на насосах в узком смысле этого слова — насосах для жидкости. Преобразуя механическую энергию приводного двигателя в механическую энергию движущейся жидкости, насосы поднимают жидкость на определенную высоту, подают ее на необходимое расстояние в горизонтальной плоскости или заставляют циркулировать в какой-либо замкнутой системе. По принципу действия насосы подразделяют на динамические и объемные .

В динамических насосах жидкость движется под силовым воздействием в камере постоянного объема, сообщающейся с подводящими и отводящими устройствами.

В объемных насосах движение жидкости происходит путем всасывания и вытеснения жидкости за счет циклического изменения объема в рабочих полостях при движении поршней, диафрагм, пластин.

Работа любого насоса характеризуется следующими величинами:

Объемная подача — Q , [м 3 /с] — объем жидкости подаваемый насосом в напорный трубопровод за единицу времени.

Напор (удельная работа) — H , [Дж/кг] — полное количество энергии, сообщаемое 1 кг рабочего среды в насосе. Выраженный в метрах показывает высоту на которую можно поднять жидкость с помощью насоса.

Частота вращения (для насосов имеющих вращающийся ротор) — n [об/мин]

Состояние среды на входе: (температура и давление); плотность среды — r [кг/м 3 ]

Мощность, N [Вт] — полная энергия подводимая к насосу в единицу времени.

Коэффициент полезного действия КПД , hотношение полной энергии, подведенной к насосу, к энергии переданной жидкости .

По конструкционно-энергетическим признакам насосы подразделяются на: объемные, лопаточные, струйные, электромагнитные или магнитогидродинамические (МГД). В качестве основных насосов АЭС (циркуляционных, питательных, конденсатных), как правило, используются лопаточные машины. МГД насосы используются для токопроводящих жидкостей в космических и судовых ядерных реакторах. Струйные насосы и используются для откачивания неконденсирующихся газов из конденсаторов, деаэраторов и уплотнений.

Объемные насосы используются главным образом во вспомогательных системах. К объемным насосом относят поршневые, плунжерные, ротационные, шестеренчатые и некоторые другие насосы.

Рис 1. Схема поршневого насоса

Поршневые и плунжерные насосы (рис.) имеют цилиндр 4 и поршень 3, совершающий возвратно-поступательное движение. Цилиндр снабжен клапанами всасывания 1 и нагнетания 2. При прямом ходе поршня и открытом клапане 2 происходит процесс нагнетания рабочей среды в напорный трубопровод, при обратном ходе и открытом всасывающем клапане — заполнение объема цилиндра. Главная особенность работы поршневых насосов периодичность подачи и возвратно-поступательное движение и в связи с этим более сложный привод.

График подачи поршневого насоса.

Рис 2 Схема ротационного насоса

Ротационные насосы (рис.2) имеют цилиндрический ротор 2, эксцентрически расположенный в корпусе 1. В радиальных щелях расположены подвижные пластины, которые под действием центробежных сил прижимаются к внутренней поверхности цилиндра. Рабочая среда поступает через патрубок всасывания 5 и переталкивается лопастями в патрубок нагнетания.

Рис 3. Схема шестеренчатого насоса.

В шестеренчатом насосе (рис.3) полость всасывания 3 и полость нагнетания 2 разобщены находящимися в зацеплении зубчатыми колесами 1. Зубчатые колеса размещены в корпусе насоса с малыми осевыми и радиальными зазорами. Жидкость попадает в межзубчатое пространство и переталкивается из полости всасывания в полость нагнетания.

В струйном насосе-эжекторе (рис 4) поток рабочей жидкости разгоняется в сопле 1 и поступает в камеру смешения 2, в которой устанавливается пониженное давление. Камера 2 соединена с сосудом 6, в котором поддерживается более высокое давление. За счет разницы давлений среда поступает в камеру смешения 2 и смешивается с рабочей жидкостью. Далее смесь поступает в камеру смешения 3 и расширяющиеся сопло, в котором повышается статическое давление и далее в патрубок нагнетания 5. В качестве рабочей жидкости обычно используют воду, пар или газ высокого давления. Преимущества струйных насосов: простота конструкции отсутствие движущихся частей, высокая надежность; недостатки: низкий КПД, высокий шум при использовании пара в качестве рабочей жидкости.

Рис 4. Схема струйного насоса.

Рис.5 Схема МГД — насоса.

В простейшем МГД — насосе (рис. 5) рабочий канал 3 размещен в зазоре между полюсами магнита 2. К каналу по шинам 1 подводится электрический ток (в других конструкциях ток в рабочем канале индуцируется за счет расположенных в непосредственной близости от него катушек-обмоток переменного тока). За счет взаимодействия электрического и магнитного полей возникает движение электропроводящей жидкости — движение проводника с током в магнитном поле. Преимущества МГД — насосов: простота конструкции и полной герметизации, отсутствие вращающихся частей, высокая надежность; недостатки: малый КПД, громоздкость, для работы многих типов МГД — насосов требуются специальные источники тока большой силы.

К лопаточным насосам относятся центробежные, диагональные и осевые, отличающиеся друг от друга по направлению потока жидкости на выходе из рабочего колеса.

Лопастные насосы также подразделяются по потоку жидкости за рабочим колесом (с полуспиральным, спиральным или кольцевым отводом, коленчатым отводом), по числу потоков внутри рабочего колеса (одностороннего и двухстороннего входа) и по числу ступеней рабочих колес в насосе — одноступенчатый, многоступенчатый.

Работа этих насосов основана на общем принципе — силовом взаимодействии лопастей рабочего колеса с обтекающим их потоком перекачиваемой жидкости.

Основным рабочим органом центробежного насоса (рис 6) является свободно вращающееся внутри корпуса колесо 1, насаженное на вал 2. Рабочее колесо состоит из двух дисков (переднего 3 и заднего 4), отстоящих на некотором расстоянии друг от друга. Между дисками, соединяя их в единую конструкцию, находятся лопасти 5, плавно изогнутые в сторону, противоположную направлению вращения колеса. Внутренние поверхности дисков и поверхности лопастей образуют так называемые межлопастные каналы колеса, которые при работе насоса заполнены перекачиваемой жидкостью.

Ротор — вал с насаженными на него вращающимися деталями — вращается в подшипниках 6. Между вращающимися и неподвижными деталями могут быть установлены уплотнения 7 для снижения утечек из насоса и уплотнения 8 для уменьшения циркуляции внутри насоса. При вращении колеса на каждую часть жидкости (массой m ), находящейся в межлопастном канале на расстоянии r от оси вала и движущуюся со скоростью v , будет действовать центробежная сила:

Под действием этой силы жидкость выбрасывается из рабочего колеса, в результате чего в центре колеса создается разряжение, а в периферийной его части — повышенное давление. Для обеспечения непрерывного движения жидкости через насос необходимо обеспечить подвод перекачиваемой жидкости к рабочему колесу и отвод от него. Жидкость поступает через отверстие в переднем диске рабочего колеса по всасывающему трубопроводу (подводу 9). Движение жидкости по всасывающему трубопроводу происходит вследствие разности давлений над свободной поверхностью жидкости в приемном бассейне (атмосферное) и в центральной области колеса (разряжение).

Для отвода жидкости в корпусе насоса имеется расширяющаяся спиральная камера (в форме улитки, куда поступает жидкость, выбрасываемая из рабочего колеса. Спиральная камера (отвод 10) переходит в короткий диффузор, образующий напорный патрубок 11, соединяемый обычно с напорным трубопроводом.

Рис.6 Схема центробежного насоса .

Рис 7. Схема осевого насоса.

Рабочее колесо осевого насоса (рис.7) состоит из втулки 1, на которой укреплено несколько лопастей 2, представляющих собой удобообтекаемое изогнутое крыло с закругленной передней, набегающей на поток кромкой.

Рабочее колесо насоса вращается в трубчатой камере 3, заполненной перекачиваемой жидкостью. При динамическом воздействии лопасти на жидкость за счет изменения скорости течения давление перед лопастью повышается, а за ней — понижается. Благодаря образующейся при этом силе основная масса жидкости в пределах колеса движется в осевом направлении, что и определило название насоса. Перед колесом устанавливаются неподвижные проточные элементы 4 (подводы), за колесом — отводы 5;

Осевые насосы выпускаются с жестко закрепленными на втулке лопастями рабочего колеса и с поворотными лопастями. По сравнению с центробежными осевые насосы имеют значительно большую подачу, но меньший напор. КПД осевых насосов достигает 0,9 и выше.

Поток жидкости, проходящий через рабочее колесо диагонального насоса, направлен не радиально, как у центробежных насосов, и не параллельно оси, как у осевых, а наклонно, как бы по диагонали прямоугольника, составленного радиальным и осевым направлениями.

По своим рабочим параметрам (подача, напор) диагональные насосы занимают промежуточное положение между центробежными и осевыми.

Кавитация в насосах объясняется нарушением сплошности жидкости в тех местах, где давление снижается до давления насыщенного пара при данной температуре, при этом происходит быстрое вскипание жидкости с образованием пузырьков пара, которые после перехода в зону повышенного давления и исчерпания кинетической энергии быстро сокращаются.

Сокращение кавитационного пузырька происходит с большой скоростью и сопровождается гидравлическим ударом и звуковым импульсом. Если кавитационные пузырьки замыкаются вблизи от обтекаемого тела, то многократно повторяющиеся удары приводят к разрушению поверхности этого тела (элементов проточной части насос). В местах разрушения пузырьков значения давления могут достигать 10000 кгс/см2 и сопровождаться сильным шумом со сплошным спектром от нескольких до тысяч килогерц.

Качественное изменение структуры потока, вызванное кавитацией, приводит к изменениям режима работы гидравлической машины. Эти изменения принято называть последствиями кавитации.

Элементы проточной части гидравлических машин представляют собой сочетание направляющих поверхностей, предназначенных для управления потоком. Если кавитационная зона возникает на такой поверхности, то она изменяет ее эффективную форму и, следовательно, изменяет путь потока. Такие изменения нежелательны и сопровождаются дополнительными потерями энергии. Снижение энергетических параметров (подача, напор) и уменьшение коэффициента полезного действия являются прямым следствием возникновения кавитации в любой гидравлической машине.

Борьба с кавитацией в насосах и других гидравлических машинах имеет большое значение, так как кавитация приводит к быстрому разрушению элементов проточной части и снижению их надежности.

Кавитационному разрушению подвержены все конструкционные материалы, но в разной степени. Наиболее кавитационно-стойким материалом является аустенитная сталь благодаря равномерности ее структуры. Кроме разрушения материала, кавитация приводит к существенному снижению КПД, повышению вибрации, ударным нагрузкам на элементы проточной части и, в конечном итоге, к срыву характеристик Н, N и КПД.

Основным средством предупреждения кавитации, обеспечивающим надежную работу насоса, является поддержание достаточного избыточного давления на входе в насос над давлением парообразования (Рв > Рп), то есть соблюдение такой высоты всасывания насоса, при которой кавитация не возникает. Превышение напора на входе в насос над напором, равным давлению насыщенного пара перекачиваемой жидкости, называется кавитационным запасом D h. Бескавитационный режим работы насосов обеспечивается при соблюдении условия D h і D hдоп., где допускаемый кавитационный запас D hдоп. = k ґ D hкр.; коэффициент запаса k = 1,1 ё 1,5 устанавливается в зависимости от условий работы и типа насоса; D hкр. — кавитационный запас, соответствующий началу снижения параметров (первому критическому режиму кавитации) при кавитационном испытании насоса. Допускаемый кавитационный запас D hдоп. приводится в характеристике насоса, получаемой при кавитационном испытании.

Читайте так же:  Орган опеки и попечительства выхино-жулебино

Специальные насосы АЭС

Насосы, используемые в ядерной энергетике, можно приблизительно разделить на следующие девять групп:

1) главные циркуляционные насосы, предназначенные для создания циркуляции теплоносителя с вспомогательными насосами к ним;

2) питательные насосы — для подачи питательной воды в парогенераторы или барабаны-сепараторы;

3) конденсатные насосы — для подачи конденсата в деаэраторы из конденсаторов турбин и подогревателей низкого и высокого давления;

4 ) насосы циркуляционного водоснабжения для охлаждения конденсатор турбин;

5) насосы технического водоснабжения главного корпуса;

6) насосы систем безопасности;

7) насосы масло снабжения систем турбоагрегатов;

8) насосы спецводоочистки и химводоочистки;

9) насосы вспомогательных систем.

Главные циркуляционные насосы обеспечивают циркуляцию воды в контуре многократной принудительной циркуляции реакторных установок типа РБМК- 1000.

По расположению вала все ГЦН выполнены вертикальными.

Во всех ГЦН применены нижние радиальные подшипники гидродинамического или гидростатического типа.

В гидростатических подшипниках пара трения не изнашиваются при пуске и останове насоса, так как взвешивающая способность их осуществляется давлением смазывающей воды, подаваемой из постоянного источника водоснабжения, а толщина смазочной пленки значительно больше, чем у подшипника гидродинамического типа. Поэтому износ гидростатического подшипника сведен к минимуму.

В гидродинамических подшипниках при смазке водой толщина смазочной пленки составляет всего 5 ё 6 мкм, а при пуске и остановке насоса подшипники работают в режиме граничного или полужидкого трения. По этим причинам износ пар трения гидродинамических подшипников неизбежен.

В ГЦН в качестве привода используются асинхронные электродвигатели вертикального исполнения с радиально-осевым подшипником на масляной смазке. Крутящий момент от электродвигателя к насосу передается при помощи соединительных муфт различных конструкций.

Требования к ГЦН обусловлены назначением и условием их эксплуатации (бесперебойный теплоотвод от реактора, высокая температура и повышенное давление рабочей жидкости — теплоносителя — и ее радиоактивности):

1) высокая надежность; ГЦН должны работать надежно и обеспечивать устойчивую работу при нормальной эксплуатации и в переходных режимах в течение длительного времени (не менее периода между планово-предупредительными ремонтами);

2) обеспечение достаточного выбега (вращение после обесточения электродвигателя насоса), необходимого для охлаждения активной зоны при авариях с потерей электроснабжения собственных нужд;

3) надежная герметизация ГЦН во избежание утечки теплоносителя из первого контура;

4) обеспечение ремонта насосов с минимальным временем нахождения поблизости от них ремонтного персонала для демонтажа выемных частей ГЦН;

5) материалы проточной части ГЦН должны отвечать всем требованиям, предъявляемым к материалам главного циркуляционного контура, т.е. не должны взаимодействовать с теплоносителем в рабочем диапазоне температур и давления, должны допускать дезактивацию щелочными и кислотными растворами, а также должны быть коррозионно-стойкими и устойчивыми против эрозии при предельных скоростях движения теплоносителя в проточных частях.

Питательные насосы применяются для подачи химически очищенной воды в парогенераторы энергоблоков АЭС. Питательные насосы изготавливаются в различных конструктивных исполнениях: горизонтальные, одно- или двухкорпусные, секционного или спирального типа, одноступенчатые с рабочим колесом двухстороннего входа или многоступенчатые с односторонним расположением рабочих колес. Бескавитационная работа питательных насосов обеспечивается применением рабочего колеса с расширенным входом или применением предвключенного колеса или насоса.

Питательные насосы должны отвечать следующим требованиям:

1) обеспечивать динамическую устойчивость во всем диапазоне работы насоса;

2) вибрация на корпусах подшипника не должна превышать 0,05 мм;

3) обеспечивать удобство монтажа, ремонта и обслуживания;

4) насосы должны снабжаться обратными клапанами с линией рециркуляции, чтобы не возникало обратного вращения ротора насоса и перегрева воды до температур, близких к парообразованию.

Конденсатные насосы применяются для подачи конденсата отработанного пара турбин, конденсата греющегося пара из теплообменных аппаратов энергоблоков АЭС, а также жидкостей, сходных с конденсатом по вязкости и химической активности.

Конденсатные насосы обычно работают с минимальным располагаемым кавитационным запасом в условиях глубокого вакуума на входе и при температуре конденсата, близкой к температуре насыщения. Поэтому для улучшения антикавитационных качеств насоса первую ступень выполняют двухпоточной с уширенным входом или с предвключенным рабочим колесом. Конденсатные насосы с подачей до 200 м3/ч обычно изготавливают в горизонтальном исполнении, а с подачей 200 м3/ч и выше — в вертикальном.

Основные требования, предъявляемые к конденсатным насосам:

1) обеспечение стабильной формы напорной характеристики при параллельной работе насосов;

2) отсутствие подсоса воздуха через работающий и неработающий насос.

Насосы систем безопасности.

Насосы систем безопасности предназначены для поддержания в допустимых пределах параметров работы АЭС, определяющих ее безопасность не только в нормальных условиях эксплуатации (работа энергоблока на мощности, пуск и остановка, плановое изменение нагрузки, плановое расхолаживание и т.п.), но также и в аварийных режимах, вызванных нарушениями в работе или отказом оборудования и систем АЭС.

ОСТ 26-06-2028-96 ССБТ. Насосы общепромышленного назначения. Требования безопасности

Начальник Главного управления по надзору
в химической, нефтехимической и
нефтеперерабатывающей
промышленности Госгортехнадзора РФ

__________________ А.А. Шаталов

Начальник управления
по развитию химического и
нефтяного машиностроения
Роскоммаш

_____________ В.Н. Бондарев

Дата введения 1997-01-01
в части п. 4.5 1998-01-01

ССБТ. НАСОСЫ ОБЩЕПРОМЫШЛЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ

АО НПО «Гидромаш»

Первый Заместитель генерального директора _______________ В. Н. Васильев

Заместитель генерального директора,

зав. отделом насосов общепромышленного

назначения и насосов для АЭС _______________ Л.Г. Задановский

Зав. отделом качества, САПР и

стандартизации _______________ Г. И. Соркин

Руководитель темы, снс отдела

назначения и насосов для АЭС _______________ С. А. Шигель

по научно-техническому направлению

_________________ В.А. Заваров

1. РАЗРАБОТАН АО НПО «Гидромаш»

ВНЕСЕН Головной организацией по стандартизации

2. ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ РОСКОММАШЕМ

(Управление по развитию химического и нефтяного машиностроения)

письмо от 20.06.98 № 21/2-2-389

3. СОГЛАСОВАН ГОСГОРТЕХНАДЗОРОМ РФ

(Главное управление по надзору в химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности)

4. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ, в части центробежных насосов для химических производств ВЗАМЕН ОСТ 26-06-2019-82

ССБТ. НАСОСЫ ОБЩЕПРОМЫШЛЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Дата введения 1997-01-01

в части п. 4.5 1998-01-01

1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящий стандарт распространяется на динамические (центробежные, диагональные, осевые, вихревые) и объемные (поршневые, плунжерные, роторные) насосы и насосные агрегаты на их базе.

Стандарт устанавливает общие требования безопасности в зависимости от рода перекачиваемой жидкости и условий установки насосных агрегатов при эксплуатации.

Стандарт не распространяется на насосы и насосные агрегаты, к которым предъявляются специальные требования — бытовые, для пищевых продуктов, судовые, для АЭС и т.п.

Стандарт может быть использован при сертификации продукции.

2. НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие нормативные документы:

ГОСТ 2.601-68 ЕСКД. Эксплуатационные документы

ГОСТ 12.1.003-83 ССБТ. Шум. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.1.004-91 ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования

ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны

ГОСТ 12.1.007-76 ССБТ. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности

ГОСТ 12.1.011-78 ССБТ. Смеси взрывоопасные. Классификация и методы испытаний

ГОСТ 12.1.012-90 ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования

ГОСТ 12.1.018-93 ССБТ. Пожарная безопасность. Электростатическая искробезопасность. Общие требования

ГОСТ 12.2.003-91 ССБТ. Оборудование производственное. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.2.007.0-75 ССБТ. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.2.062-81 ССБТ. Оборудование производственное. Ограждения защитные

ГОСТ 12.3.009-76 ССБТ. Работы погрузочно-разгрузочные. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.3.010-82 ССБТ. Тара производственная. Требования безопасности при эксплуатации

ГОСТ 12.3.020-80 ССБТ. Процессы перемещения грузов на предприятиях. Общие требования безопасности.

ГОСТ 12.4.124-83 ССБТ. Средства защиты от статического электричества. Общие технические требования

ГОСТ 15.001-88 СРПП. Продукция производственно-технического назначения

ГОСТ 6134-87 Насосы динамические. Методы испытаний

ГОСТ 17335-79 Насосы объемные. Правила приемки и методы испытаний

ГОСТ 21130-75 Изделия электротехнические. Зажимы заземляющие и знаки заземления. Конструкция и размер

ГОСТ 28158-89 Насосы центробежные нефтяные. Общие технические требования.

ОПВБ-88 Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических нефтеперерабатывающих производств

СН 3233-85 Санитарные нормы по шуму

ПУЭ Правила устройства электроустановок

Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей

Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей

Правила защиты от статического электричества в производствах химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности

Нормативы по технике безопасности на центробежные насосы, перекачивающие сжиженные газы

2. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

3.1. Насосы и насосные агрегаты (далее насосы) должны соответствовать требованиям действующих нормативных документов на конкретные типы насосов, настоящего стандарта, ГОСТ 12.2.003 , правилам технической эксплуатации электроустановок потребителей, правилам техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей.

3.2. При необходимости для насосов конкретных типов дополнительные требования безопасности, не установленные настоящем стандартом, должны устанавливаться в технических условиях и (или) эксплуатационной документации по ГОСТ 2.601 в соответствии с требованиями заказчика, установленными в договоре.

3.3. Настоящий стандарт устанавливает требования безопасности к насосам с целью охраны жизни и здоровья человека, окружающей среды от вредного воздействия механических, физико-химических, электрических и термических факторов в обычных условиях эксплуатации и во взрыво-пожароопасных зонах.

Требования безопасности включают:

— требования к элементам конструкции;

— требования к монтажу, эксплуатации и ремонту;

— требования к средствам автоматизации, защиты, сигнализации и контроля.

3.4. К источникам опасности относятся:

— электрический ток, подводимый для питания двигателя;

— соединительная муфта и/или другие открытые вращающиеся элементы;

— шум и вибрация, возбуждаемые работающим агрегатом;

— нагретые или охлажденные поверхности агрегата;

— вредные перекачиваемые жидкости и их пары;

— химически агрессивные перекачиваемые жидкости и их пары;

— жидкости, пары которых образуют с воздухом взрывопожароопасную смесь;

3.5. Для перекачивания легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ), горючих жидкостей (ГЖ), должны применяться, как правило, герметичные (бессальниковые) насосы с вращательным движением рабочих органов, насосы с двойным торцовым уплотнением, а в обоснованных случаях — одинарным торцовым уплотнением со вспомогательным уплотнением и с корпусными деталями проточной части из стали.

Для сжиженных углеводородных газов применяются, как правило, центробежные герметичные (бессальниковые) насосы с корпусными деталями проточной части из стали. Допускается применение центробежных насосов с двойным торцовым уплотнением.

В качестве затворной (промывочной) жидкости должны использоваться, как правило, негорючие и (или) нейтральные к перекачиваемой среде жидкости.

Требования безопасности к насосам, перекачивающим эти жидкости, изложены в разделе 7 настоящего стандарта, в «Нормативах по технике безопасности на центробежные насосы, перекачивающие сжиженные газы» и в ГОСТ 28158. В исключительных случаях для перекачивания ЛВЖ и ГЖ при малых величинах подачи, в том числе, в системах дозирования, допускается применение поршневых и плунжерных насосов.

3.6. Для перекачивания вредных жидкостей второго, третьего и четвертого классов опасности по ГОСТ 12.1.007 должны применяться насосы из материалов, стойких в перекачиваемых средах, с одинарным торцовым уплотнением со вспомогательным уплотнением любого типа с подачей промывочной жидкости, двойным торцовым уплотнением с подачей затворной жидкости для вала, с гидрозатвором или устройством отвода утечек для плунжера или штока или герметичные насосы.

Утечка вредной жидкости через уплотнение вала, плунжера или штока насоса в окружающую среду не допускается.

При установке указанных насосов во взрыво-пожароопасных зонах следует руководствоваться разделом 7 настоящего стандарта.

3.7. Для районов с сейсмическим воздействием должно применяться насосное оборудование, в эксплуатационной документации на которое имеются соответствующие указания.

Читайте так же:  Пособие по уходу за ребёнком до 15 лет максимум

4. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ К ОСНОВНЫМ ЭЛЕМЕНТАМ КОНСТРУКЦИИ

4.1. Вращающиеся наружные части насоса, передаточные механизмы (муфты, плоскоременные и клиноременные передачи) должны иметь ограждения по ГОСТ 12.2.062.

4.2. Конструкция соединений деталей насоса, находящихся под давлением, должна исключать возможность прорыва уплотнений или раскрытия стыка.

4.3. Материал деталей насоса при рабочей температуре должен исключать возможность накопления статического электричества. Защита от накопления статического электричества должна выполняться в соответствии с «Правилами защиты от статического электричества в производствах химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности» и ГОСТ 12.4.124.

Для перекачивания жидкостей с удельным объемным электрическим сопротивлением 10 5 Ом × м и выше не допускается применение насосов из следующих материалов: полимерные материалы, керамика (в том числе фарфор без электропроводящего покрытия), стекломатериалы, резиновое покрытие металла, эмалевые покрытия в соответствии с ГОСТ 12.1.018.

4.4. Тип, конструкция и материалы уплотнения подвижных элементов насоса выбираются разработчиком насоса в зависимости от зоны установки насоса и свойств перекачиваемой жидкости. Допускается применение уплотнений в сочетании с системой охлаждения, обеспечивающей температуру жидкости в зоне уплотнения, соответствующую термостойкости уплотнений.

4.5. При работе на нефтепродуктах вторичные уплотнения должны быть коррозионно и термостойкими при максимальной температуре перекачиваемой жидкости.

4.6. Применение затворной (промывочной) жидкости или газа не должно нарушать нормальной работы насоса.

4.7. При перекачивании вредных жидкостей классов опасности 2, 3 и 4 конструкция уплотнения должна предусматривать подвод затворной (промывочной) жидкости или газа, а на месте эксплуатации должен быть организован сбор, отвод и обезвреживание утечки перекачиваемой жидкости, а также затворной жидкости или газа.

4.8. Шумовая и вибрационная характеристики насоса должны соответствовать требованием нормативной документации на конкретные типы насосов и должны быть приведены в эксплуатационной документации.

4.9. Требования безопасности по перемещению, упаковке и хранению насосов в процессе изготовления, монтажа и эксплуатации должны соответствовать ГОСТ 12.3.009, ГОСТ 12.3.010, ГОСТ 12.3.020 и эксплуатационной документации на конкретные типы насосов.

4.10. В подвижных соединениях, сообщающихся с атмосферой, между подвижными и неподвижными деталями зазор, предусмотренный конструкторской документацией, не должен уменьшаться в процессе эксплуатации.

5. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ К МОНТАЖУ, ЭКСПЛУАТАЦИИ И РЕМОНТУ

5.1. Нагрузка от трубопроводов на всасывающий и напорный патрубки не должна превышать допустимых значений, указанных изготовителем в эксплуатационной документации.

5.2. Насос должен быть оснащен запорной арматурой на нагнетании и, при необходимости, на всасывании, если иное решение не диктуется назначением насоса.

Если имеется опасность обратного перетока перекачиваемой жидкости из напорного трубопровода в насос, то на напорном трубопроводе должен быть установлен обратный клапан.

5.3. При эксплуатации насоса должны быть выполнены следующие требования:

— эксплуатация насоса и его систем (торцовых уплотнений, автоматизации и пр.) должна производиться в соответствии с требованиями эксплуатационной документации;

— при эксплуатации должно быть исключено направление вращения вала насоса в сторону, не предусмотренную эксплуатационной документацией;

— запрещается работа насоса, не заполненного перекачиваемой жидкостью (если иное не установлено в эксплуатационной документации);

— при необходимости, захолаживание или разогрев насоса должны производиться постепенно со скоростью установленной в эксплуатационной документации и исключать нарушение работоспособности насоса;

— температура доступных для прикосновения обслуживающего персонала наружных поверхностей насоса не должна превышать 318-К (45 ° С), в противном случае указанные поверхности должны иметь теплоизоляцию, ограждение или экран;

— пуск насосного агрегата может осуществляться с места его установки и (или) дистанционно. Способ пуска определяется проектантом установки, если иное не предусмотрено эксплуатационной документацией в соответствии с технической документацией на насос;

— останов насоса должен быть предусмотрен как с места его установки, так и дистанционно;

— не допускается пуск и работа насоса при закрытой или неполностью открытой арматуре на всасывающем трубопроводе;

— не допускается работа динамического насоса при закрытой арматуре на напорном патрубке сверх времени, указанного в эксплуатационной документации;

— не допускается работа насоса вне рабочей области характеристики (кроме особых случаев, согласованных с изготовителем);

— во время работы насоса не допускаются действия, требующие контакта обслуживающего персонала с работающим оборудованием (подтяжка сальникового уплотнения, подтяжка фланцевых соединений и т.п.);

— на рабочем месте обслуживающего персонала должно быть обеспечено выполнение требований виброшумовой безопасности труда в соответствии с ГОСТ 12.1.003, ГОСТ 12.1.012 и санитарными нормами СН 3233-85;

— в целях защиты систем, где устанавливаются насосы объемного типа, от повышения давления сверх установленного в системе, должно быть предусмотрено предохранительное устройство (клапан, электроконтактный манометр или другое защитное устройство механического или электрического действия).

5.4. При ремонте насоса должны быть выполнены следующие требования:

— электродвигатель /привод/ должен быть отключен от питающей сети согласно ПУЭ в двух местах и вывешена табличка: «Не включать, работают люди»;

— перед отсоединением насоса от трубопровода жидкость из него и всасывающего трубопровода должна быть полностью слита, а насос, при необходимости, пропарен или промыт;

— ремонтные работы должны производиться в соответствии с документацией на ремонт, эксплуатационной документацией и соответствующей инструкцией по технике безопасности.

5.5. Запрещается поднимать насосный агрегат за рым-болты на coca и привода или за вал насоса. Насосный агрегат следует поднимать только согласно схеме строповки, которая должна быть указана в эксплуатационной документации на насос.

5.6. Электрооборудование, средства автоматизации и защиты должны быть выполнены в соответствии с Правилами устройства электроустановок ( ПУЭ).

5.7. Заземление электродвигателя должно быть выполнено по ГОСТ 21130, ГОСТ 12.4.124, ГОСТ 12.1.018, ГОСТ 12.2.007.0, ПУЭ (глава 1.7) и эксплуатационной документации.

6. ТРЕБОВАНИЯ К СРЕДСТВАМ АВТОМАТИЗАЦИИ, ЗАЩИТЫ, СИГНАЛИЗАЦИИ И КОНТРОЛЯ

6.1. Система автоматизации, защиты, сигнализации и контроля насосного агрегата должна обеспечивать его безопасную работу и осуществлять аварийную остановку при нарушении заданных паспортных параметров работы, влияющих на безопасность.

Повторный пуск насоса возможен только после выявления и устранения неисправности.

6.2. Необходимость контроля конкретных параметров и установки соответствующих приборов устанавливается разработчиком и отражается в технической документации на насос.

В технической документации на насос должны быть указаны места для установки датчиков приборов автоматического контроля (термометров сопротивления, термопар и т.п.).

6.3. Конкретный тип контрольно-измерительных приборов выбирается проектантом системы или заказчиком насоса в зависимости от условий эксплуатации, характеристики перекачиваемой среды и зоны установки согласно ПУЭ.

7. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ К НАСОСАМ, УСТАНАВЛИВАЕМЫМ ВО ВЗРЫВО-ПОЖАРООПАСНЫХ ЗОНАХ, И НАСОСАМ, ПЕРЕКАЧИВАЮЩИМ ВРЕДНЫЕ ВЕЩЕСТВА

7.1. Данный раздел относится к насосам, устанавливаемым в зонах В- I а, В- I б, В- I г, В- II а, П- I и П- II (в соответствии с Правилами устройства электроустановок) и перекачивающим:

— жидкости, пары которых образуют взрывоопасные смеси с воздухом категорий II А, II В и II С и групп Т1, Т2, Т3 и Т4 по ГОСТ 12.1.011;

— легковоспламеняющиеся жидкости /ЛВЖ/ по ГОСТ 12.1.004;

— горючие жидкости /ГЖ/ по ГОСТ 12.1.004;

— вредные вещества второго, третьего и четвертого классов опасности по ГОСТ 12.1.005 и ГОСТ 12.1.007;

Насосы должны удовлетворять требованиям ОПВБ-88 «Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств», а также разделам 3-6 настоящего стандарта.

Для перекачивания жидкостей категории II С в перечисленных зонах, должны применяться герметичные насосы.

7.2. Ограждение наружных вращающихся частей насоса должно обеспечивать гарантированный зазор или внутренняя поверхность ограждения должна быть выполнена из материала, исключающего образование искры.

7.3. В подвижных соединениях насоса (вал, крышка уплотнения, отбойник и пр.), к которым возможен доступ внешней (окружающей) среды, зазор или подбор материалов должен исключать возможность возникновения искры и повышения температуры деталей до температуры самовоспламенения окружающей среды.

Температура наружных поверхностей насоса должна быть не менее чем на 10 ° С ниже температуры самовоспламенения взрывоопасной смеси, находящейся в окружающей среде, независимо от источника ее образования.

7.4. Конструкция подшипниковых узлов насоса должна исключать как образование искры при соприкосновении вращающихся деталей с неподвижными, так и повышение температуры этих узлов сверх температуры окружающей среды более, чем на 50 °С.

7.5. Для перекачивания взрывоопасных и пожароопасных жидкостей и сжиженных газов не допускается применение насосов с проточной частью из чугунов с пластинчатым графитом, за исключением погружных насосов, детали которых находятся в перекачиваемой жидкости.

В исключительных случаях по согласованию с Госгортехнадзором РФ допускается применение насосов с проточной частью из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом.

При перекачивании сжиженных газов следует руководствоваться «Нормативами по технике безопасности на центробежные насосы, перекачивающие сжиженные газы» и ОПВБ.

Корпусные детали проточной части насосов для перекачивания жидкостей с температурой вспышки до 61 °С и нагретых жидкостей выше их температуры вспышки должны быть стальными.

7.6. Тип уплотнения вала выбирается разработчиком насоса в соответствии с пунктами 4.4, 4.5 и должен соответствовать требованиям таблицы 1.

7.6.1. Для вредных веществ второго класса опасности необходимо применять двойное торцовое уплотнение; для третьего и четвертого классов опасности — одинарное торцовое уплотнение со вспомогательные уплотнением.

7.6.2. Если перекачиваемая жидкость может образовывать взрывоопасную смесь паров с воздухом и одновременно является вредным веществом, то при рассмотрении требований таблицы 1 необходимо выбирать тип уплотнения с более жёсткой характеристикой по герметичности или применять герметичные насосы.

7.6.3. В камеру двойного торцового уплотнения и одинарного торцового уплотнения с вспомогательным уплотнением необходимо подавать затворную жидкость или газ, химически нейтральные по отношению к перекачиваемой жидкости и не являющиеся взрывоопасными или вредными веществами свыше четвертого класса опасности.

В местах утечки затворной среды в атмосферу должны соблюдаться условия, обеспечивающие безопасность эксплуатации.

Зона установки насоса

Группа взрыво-пожароопасной смеси паров жидкости с воздухом категорий II А и II В