МАРЫЙСКИЙ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫЙ ЗАВОД
                 

МИНИСТЕРСТВО
ПРОМЫШЛЕННОСТИ ТУРКМЕНИСТАНА
КОНЦЕРН «ТУРКМЕНМАШЫНГУРЛУШЫК»

Правда, которую можно всегда и легко проверить. В возможности торцовых уплотнений при перекачке мазута.

Целью настоящей статьи является ознакомление руководящих работников и ведущих специалистов нефтеперерабатывающей промышленности, ТЭЦ и ГРЭС с возможностью использования существующих и новых систем торцовых уплотнений валов насосных агрегатов, существенно повышающих качество эксплуатации мазутного хозяйства.

Не говоря о достоинствах и недостатках торцовых уплотнений разных производителей, хочу обратить внимание на конечную выгоду потребителя торцовых уплотнений, которая по-прежнему складывается из: надежности работы торцового уплотнения, его стоимости, стоимости ЗИПа и ремонта. Заказчик, выбрав производителя торцовых уплотнений, должен получить положительный экономический эффект от реализации плана по сокращению издержек своего предприятия. Данная выгода для предприятия подразумевает реальное снижение расходов на обслуживание динамического оборудования в размере близком к 10% ежегодно в течение трех лет сотрудничества с данным производителем. Если этого не происходит, то службе механика следует задуматься об эффективности.

Рассмотрим различные виды торцовых уплотнений валов насосов, помогающих решить в той или иной мере указанные проблемы с соблюдением требований надежности и безопасности при приемлемой стоимости уплотнений.

 

Рис. 1. - схема уплотнения торцового одинарного

 

Одинарные торцовые уплотнения

Это первые торцовые уплотнения, которые пришли на смену сальниковым уплотнениям. Имея одну пару колец трения, минимальное количество входящих в уплотнение деталей, уплотнения показали хорошие ресурсные характеристики и существенно меньшие утечки перекачиваемой среды через уплотнение. Уплотнения нашли широкое применение на насосах первого и второго подъема типов 4Н5х2, 4Н5х4, 5Н5х2, 5Н5х4, 6Н7х2, 8НД6х1, 10НД6х1, НК, НД, ОДН и других. Установка холодильника вала перед уплотнением позволила обеспечить работу при высоких температурах перекачиваемого мазута. При эксплуатации насосов с торцовыми уплотнениями были освоены приемы пуска насосов как из «холодного» так и «горячего» состояния, исключающие повреждение уплотнений. Недостатком одинарных уплотнений является невозможность решить задачу по предотвращению утечки при разрушении колец пары трения. В этой ситуации обнаружение и локализация утечки зависят от человеческого фактора. Ввиду высокой надежности одинарных торцовых уплотнений, надзорными органами допущена их эксплуатация до выработки ими ресурса с последующей заменой на уплотнения со вспомогательным уплотнением в соответствие с требования национального стандарта РФ ГОСТ 31839-2012 (ЕН 809;1998) «Насосы и агрегаты насосные для перекачки жидкостей. Общие требования безопасности».

 

Рис. 2. - схема уплотнения торцового одинарного с защитной ступенью

 

 

Одинарные торцовые уплотнения со вспомогательным уплотнением

 

Такие уплотнения относятся к комбинированным. НПЦ «АНОД» в соответствие с вышеупомянутым ГОСТом разработал и производит конструкции комбинированных уплотнений, в которых одинарное и вспомогательное уплотнения выполнены торцовыми и размещены в едином корпусе. Уплотнение представляет собой законченный модуль, не требующий дополнительных проверок и регулировок при монтаже в насосе. Одинарное уплотнение расположено со стороны уплотняемого продукта и образует контурную ступень. Вспомогательное уплотнение оригинальной конструкции располагается со стороны атмосферы и образует атмосферную ступень. Отличительной особенностью уплотнения является локализация утечки при разрушении колец пары трения контурной ступени. Локализация осуществляется вспомогательным уплотнением, подвижное уплотнительное кольцо которого под действием давления уплотняемой среды входит в контакт с неподвижным кольцом, предотвращая неконтролируемую утечку перекачиваемого продукта. Процесс происходит без участия человека и средств автоматики. Для аварийного отключения насоса арматурой используется сигнал с датчиков давления. Системы контроля герметичности уплотнения с датчиками давления позволяют легко автоматизировать процесс управления группой насосов, подключая резервный и отключая текущий насос.

Рис. 3. - схема уплотнения торцового двойного  системой обслуживания

 

Двухступенчатые торцовые уплотнения типа УТД (двойные) и УТТ (тандем)

Данный тип уплотнения представляет собой модульную конструкцию, в корпусе которого установлены одна за другой две ступени одинарных торцовых уплотнений. Каждая из ступеней может обеспечить длительную работу в составе уплотнения при рабочих параметрах перекачиваемой среды. Для осуществления смазки трущихся пар колец и отвода тепла из внутренней полости уплотнения используется бачок с затворной (барьерной) жидкостью. Циркуляция барьерной жидкости осуществляется при работе насоса от встроенного в уплотнение импеллера. Контроль работы системы обеспечения работоспособности торцевого уплотнения осуществляется путем наблюдения за изменениями параметров: температуры, давления и уровня затворной жидкости. Система рассчитана на рабочее давление перекачиваемой среды и герметична относительно внешней среды.  Отличие уплотнений типа УТД заключается в том, что уплотнение работает при давлении барьерной жидкости на 0,1…0,3 МПа большем, чем давление среды в сальниковой камере. Таким образом, при разуплотнении контурной ступени, перекачиваемая среда не может попасть во внутреннюю полость уплотнения и привести к потере герметичности атмосферной ступени. Уплотнения типа УТТ работают при давлении затворной (буферной) жидкости близком к атмосферному. В случае нарушения герметичности контурной ступени буферная жидкость не может попасть в перекачиваемый продукт, имеющем большее давление, и загрязнить его.

Подобные уплотнения уже более 20 лет успешно эксплуатируются в нефтеперерабатывающей промышленности, обеспечивая надежную защиту насосов от утечек через уплотнения. Процесс контроля состояния уплотнения и управления отсечной арматурой может быть легко автоматизирован на базе предусмотренного комплекта КИП. Двухступенчатые уплотнения имеют развитые обслуживающие системы, требуют более высокой квалификации обслуживающего персонала.

Блоки подшипниковые уплотнительные (БПУ)

Блоки подшипниковые уплотнительные были разработаны с целью модернизации центробежных насосов для повышения межремонтного пробега, снижения вибрации, уменьшения числа отказов. Модернизацией предусматривается замена штатных опорно-уплотнительных систем с подшипниками качения на специально разработанные подшипниковые-уплотнительные блоки (БПУ). БПУ объединяет в едином корпусе как опорную, так и уплотнительную системы и упрощенно выглядит как двойное торцовое уплотнение, между уплотнительными ступенями которого помещены два упорных и два радиальных подшипника скольжения. Обслуживающие БПУ системы аналогичны применяемым для двухступенчатых торцовых уплотнений. Ввиду существенного улучшения условий работы элементов конструкции блока, многократно увеличен ресурс и межремонтный пробег насоса. В связи с уменьшением отказов уплотнений возросла и безопасность эксплуатации насосов. Следует отметить, что при этом сократились затраты на обслуживание и ремонт.

 

Рис. 5. – Насосный агрегат 5-АНГК с БПУ

 

 

Ознакомившись с опытом работы европейских НПЗ, можно сделать вывод о том, что там давно существует практика проведения технического аудита состояния работоспособности насоса. Данная практика позволяет заказчику получать рекомендации по состоянию насосного оборудования и повышению его надежности в долгосрочном периоде.

Мазутное хозяйство к настоящему времени является наименее оснащенным конструктивными разработками и технологиями в части ликвидации утечек перекачиваемой среды. Применение рассмотренных уплотнений и БПУ позволяет не только повысить качество предоставляемых услуг, но и в разы увеличить срок службы подшипников и уплотнений, увеличить межремонтный период до 3…5 лет.          

 

5Н5х4 с одинарными торцами готов к отгрузке

 

 

 

8НД6х1 насосный агрегат с торцовыми уплотнениями

 

 

 

 Двойное торцовое уплотнение насос 10НД6х1

 

 

 

 

Одинарные торцовые уплотнения к насосу 4Н5х4

 

 

Одинарные торцы на насосе 8НД6х1

 

 

Подготовка насоса 10НД6х1 к гидравлическим испытаниям

 

 

 Насосные агрегаты 8НД6х1 готовые к отгрузке

 

 

Подготовленный к отгрузке насос 10НД6х1 с торцами