Особенности нижнего привода реакторов и мешалок на основе БПУ (блока подшипникового уплотнительного)

Добавить комментарий

Главным преимуществом перемешивающих устройств с нижним приводом является их высокий КПД и простота лопастных конструкций. В таких реакторах нет необходимости в применении длинных валов и как следствие – нет больших изгибающих нагрузок на подшипники и уплотнения.

При применении нижнего перемешивающего устройства происходит наиболее равномерное и эффективное смешивание продукта, в том числе перемешивание тяжелых фракций и взвешенных частиц.

Но есть и главный недостаток мешалок с нижним приводом – отсутствие надежной герметизации самого нижнего привода и даже двойные уплотнения в силу особенностей работы привода не спасают от разгерметизации реакторов.

Описание штатного привода, условия эксплуатации

В 2018 году в ООО НПЦ «АНОД» обратился заказчик с необходимостью доработки герметичного привода ВАГЖ 14-232К реактора РГ 2,5-64 производства «Старорусского завода химического оборудования» 1977 года изготовления, разработки «Ленниихиммаш».

Штатный электропривод мешалки: герметичный (с мокрым ротором) предназначен для перемешивания химических веществ внутри реактора при помощи трехлопастного винта. Состоит из герметичного электродвигателя, вала, винта, торцового уплотнения, радиальных и упорных подшипников скольжения.

Недостатки штатного привода (перемешивающего устройства):

Ненадежное торцовое уплотнение привода.
Попадание продукта в привод и рубашку электродвигателя.
Сложность ремонта и отсутствие запасных частей.
Низкий КПД установки.

Перемешиваемая среда в реакторе: водная суспензия тринитробензанилида под давлением 1,8 МПа и температуре 140°С.

Сложности при проектировании привода связанные с режимами работы:

Воздухоудаление из верхнего торцового уплотнения;
Пескообразная перемешиваемая среда и абразивный износ деталей БПУ, находящихся в перемешиваемой среде;
Периодический режим работы перемешивающего устройства по параметрам и постоянный по времени. Раз в 4 часа происходит выгрузка продукта из реактора. За это время меняются все параметры перемешиваемой среды. Температура меняется от 20 до 140 °С, происходит термошок при промывке аппарата после выгрузки продукта. Давление в аппарате меняется от 0 да 1,8 и обратно до 0 МПа. Периодическое включение и выключение привода.

Описание привода на основе БПУ

В целях модернизации герметичных электроприводов был предложен вариант замены штатного перемешивающего устройства на перемешивающее устройство на основе БПУ (блок подшипниковый уплотнительный) с взрывозащищенным электродвигателем стандартного вертикального исполнения и независимой системой работоспособности PLAN 53B.

БПУ состоит из вала, нижнего (атмосферного) и верхнего (контурного) торцовых уплотнений, радиальных и упорных подшипников скольжения и перемешивающего винта.

Внутренние полости БПУ и системы работоспособности заполняются затворной жидкостью. Затворная жидкость – водный раствор этиленгликоля под давлением 2,2-2,5 МПа и при температуре до 70°С.

Циркуляция затворной жидкости осуществляется за счет винтовой нарезки на упорном диске БПУ.

Электродвигатель крепится к корпусу БПУ при помощи фонаря, а вращение от вала электродвигателя к валу БПУ передается посредством упругой пластинчатой муфты с двумя пакетами пластин.

Для надежной работы и предотвращения аварийных ситуаций, БПУ оснащается приборами КИПиА в следующем объеме: датчик температуры и датчик давления, прибор контроля нагрузки электродвигателя.

Система обеспечения работоспособности состоит из бачка затворной жидкости с максимальным рабочим давлением 4,2МПа, пневмогидроаккумулятора с разделительной мембраной объемом 10 л, запорной арматуры, переходников для установки КИПиА, трубопроводов и фитингов.

Охлаждение затворной жидкости осуществляется за счет подводимой воды.

Первая поставка нового привода состоялась в январе 2019г.

Эксплуатация перемешивающего устройства на основе БПУ подтвердила его надежность, улучшение технико-экономических показателей, обоснованность выбранных конструктивных решений. На данный момент поставлено 7 шт, 2шт в изготовлении.

Даже в аварийном случае, при попадании в лопасти винта металлической детали аппарата (нештатная ситуация), привод предотвратил разгерметизацию реактора и был восстановлен путем замены подшипников и поврежденных элементов в кратчайшие сроки, при этом электродвигатель полностью сохранил работоспособность.

ВЫВОДЫ

По результатам имеющейся информации по наработке, надежности и удобстве использования данного варианта нижнего перемешивающего привода (с исключением протяженных валов мешалок) рекомендуем при проектировании аппаратов применять данный тип привода перемешивающего устройства. Результат наработки нижнего привода с использованием БПУ показали его высокую надежность в жестких условиях эксплуатации:

Пескообразная перемешиваемая среда

Меняющиеся в короткое время параметры перемешиваемой среды при изменении температуры от 20 С до 140 С и давлении от 0 до 1,8 МПа и обратно до 0.

Термошок при промывке аппарата.

Периодическое включение и выключение приборов.

Срок, стоимость и возможность ремонта СГДУ

Добавить комментарий

В настоящее время для каждой организации, эксплуатирующей компрессорное оборудование, очень важно знать сроки, стоимость и возможность ремонта определённого узла.

Так в ноябре 2022 г. компания ООО НПЦ «АНОД» получила на ревизию партию сухих газодинамических уплотнений (СГДУ) производства фирмы ОАО «СНПО им.М.В. Фрунзе»

Внешний вид уплотнений после проведения ревизии

Технические характеристики уплотнений:

Тип уплотнений: тандем, однонаправленного вращения.
Диаметр вала, мм: 130мм.
Температура газа, max (°C): не более +120.
Давление, рабочее, МПа: 3,8.
Номинальное число оборотов ротора компрессора в минуту: 11760.
Материал колец пар трения: карбид вольфрама, графит.
Перекачиваемая среда: природный газ.

Уплотнения были загрязнены, кольца пар трения имели износ и разрушения. Некоторые металлические детали имели эрозионное повреждение. Вторичные уплотняющие элементы потеряли эластичность. В ходе ревизии была произведена фотофиксация и дефектовка деталей при разборке. Уплотнения очищены от загрязнений. Составлены инспекционные отчёты с фотографиями. После проведения всех необходимых операций заказчик получил данные по стоимости и срокам ремонта данных СГДУ.

Так ли прост ремонт СГДУ… (примеры повреждения и износа СГДУ)

Добавить комментарий

При плановом останове центробежного компрессора часто требуется произвести замену сухих газодинамических уплотнений (СГДУ) в виду их наработки до среднего/капитального ремонта.

Для оценки состояния СГДУ необходимо провести ревизию, т.е. разобрать, очистить от загрязнений и провести осмотр с фотофиксацией всех деталей СГДУ и особенно их повреждений, зафиксировать и проанализировать износ колец пар трения, дать оценку пригодности к дальнейшей эксплуатации. По результатам ревизии составляется инспекционный отчёт и дефектная ведомость, в которой указывается весь перечень необходимых работ для восстановления работоспособности данного уплотнения.

Такой краткий перечень работ по ремонту СГДУ стал восприниматься некоторыми специалистами организаций, эксплуатирующих центробежные компрессоры, как простой и несложный ремонт, не требующий особых знаний и компетенций. Как правило СГДУ демонтируется из компрессора работающей системой СГДУ, т.е. без явных признаков нештатной работы СГДУ. Поэтому может сложиться впечатление, что СГДУ необходимо лишь протереть сухой салфеткой и монтировать обратно.

Чтобы показать действительную картину состояния ремонтируемых СГУ специалистами сервисной службы ООО НПЦ «АНОД», мы подобрали несколько примеров состояния СГДУ после их демонтажа во время планового ремонта центробежного компрессора.

Дефект: износ рабочей поверхности торца (подпружиненное стационарное кольцо)Материал: графит

Причины: загрязнения рабочих поверхностей пары трения, частые пуски-остановы, выработка ресурса СГДУ.

Примечание: дефект имеет «накопительный» эффект и может привести к мгновенному разрушению колец пары трения во время работы компрессора с сильным загрязнением и повреждениям внутренних полостей уплотнительной камеры и смежных с ней узлов (подшипников, внутренних лабиринтов, и пр.)

Износ рабочей поверхности торца

Дефект: износ рабочей поверхности седла (вращающееся кольцо)Материал: карбид кремния

Причины: загрязнения рабочих поверхностей пары трения (газодинамических канавок), частые пуски-остановы, выработка ресурса СГДУ.

Износ рабочей поверхности седла

Дефект: коррозия ответственных поверхностей деталей СГДУ Причина: воздействия химически агрессивного перекачиваемого продукта, нарушение условий эксплуатации СГДУ.

Примечание: не устранённая коррозия поверхностей приводит к нарушению подвижности и разрушению деталей СГДУ (торец, вторичные уплотнительные элементы, пружины, и пр.)

Коррозия ответственных поверхностей деталей СГДУ

Дефект: разрушение колец атмосферной пары трения.Причина: загрязнения рабочих поверхностей пары трения, частые пуски-остановы, выработка ресурса СГДУ.

Примечание: часто такой дефект сложно выявить при нормально работающей процессной паре трения СГДУ.

Разрушение колец атмосферной пары трения

Дефект: разрушение пружин, установленных за торцом.Причина: коррозия, термическое воздействие, неправильная сборка.

Примечание: при частичном разрушении пружин может сказаться на объёме утечки перекачиваемого газа. При продолжительной эксплуатации приводит к износу колец пар трения и их разрушению.

Разрушение пружин, установленных за торцом

Дефект: разрушение центрирующей пружины, установленной под седлом.Причина: высокий крутящий момент во время страгивания при пуске и останове.

Примечание: после возникновения дефекта может нарушится позиционирование седла во втулке вала, нарушится балансировка СГДУ,что со временем приведёт в износу рабочих поверхностей колец пары трения.

Разрушение центрирующей пружины, установленной под седлом

Важно: Указанные выше дефекты часто не обнаруживаются во время эксплуатации СГДУ. Выявить их можно только во время ревизии СГДУ. Поэтому нельзя делать вывод о состоянии СГДУ по отсутствию отказов во время работы.

Тотальное разрушения всего уплотнения

Для его восстановления необходима конструкторская проработка каждой детали.Проведение точных замеров для создания чертежей с глубоким пониманием функциональной роли каждой детали СГДУ и принципов их совместной работы в составе одного СГДУ.

СГДУ, восстановленное после критического разрушения

Уплотнение успешно прошло приемо-сдаточные испытания в присутствии заказчика и отправлено на дальнейшую эксплуатацию.

Вывод:

Ремонт СГДУ представляет собой симбиоз из грамотно проведённой ревизии СГДУ с глубоким анализом выявленных дефектов, кропотливой конструкторской проработки, использования высокоточного измерительного и обрабатывающего оборудования и применения дорогостоящих материалов и комплектующих, а также протирки сухой салфеткой на завершающем этапе ремонта.

П.С.: После прекращения поставок запчастей из Европы, некоторые российские компании, ранее выполнявшие ремонт и обслуживание СГУ иностранного производства, в настоящий момент не могут освоить технологии замены материалов, нанесения специальных покрытий, изготовления отдельных деталей и узлов и, как следствие, обеспечить качественный ремонт узлов СГДУ.

ООО НПЦ «АНОД» со дня основания направления СГДУ обеспечил собственное производство комплектующими и материалами российского производства и в настоящий момент не изменил ни ценовую политику, ни сроки поставок продукции, ввиду налаженных партнёрских отношений с российскими компаниями.

Движение к совершенству длиною в 30 лет

Добавить комментарий

В этом году ООО «Научно-производственный центр «АНОД» (НПЦ «АНОД») отмечает юбилей — 30 лет со дня создания группой молодых, творческих инженеров компании инновационного типа.

Торцевые уплотнения

Одним из приоритетных направлений деятельности ООО НПЦ «АНОД» является проектирование и производство механических уплотнений вращающихся валов различных устройств. За 30 лет разработано 1600 проектов уплотнений, выпущено более 60 000 уплотнений на насосы, компрессоры и перемешивающие устройства различных отраслей промышленности, которые эксплуатируются в различных средах, на больших давлениях, при температурах свыше 400°С. Более 4000 «малорасходных» уплотнений установлены на компрессорах ПАО «ГАЗПРОМ», что помогло сэкономить в эксплуатации сотни миллионов рублей. За годы работы НПЦ «АНОД» стал одним из лидеров рынка уплотнений в России и ближнем зарубежье, освоив все типы уплотнений, включая сухие газодинамические уплотнения, считающиеся вершиной современных уплотнений. Надежность и экономическая эффективность механических уплотнений компании проверена временем.

Модернизированные насосы

Другим направлением деятельности является проектирование подшипников скольжения на основе своих изобретений и конструкций, используя новые материалы с уникальными свойствами. За прошедшие годы были созданы и эффективно эксплуатируются тысячи подшипников скольжения в различных отраслях промышленности, многие из которых обладают уникальными характеристиками в различных условиях работы. Так, например, в ПАО «Транснефть» в течение многих лет бесперебойно эксплуатируется подпорный нефтяной насос с новой компоновкой на подшипниках скольжения, смазываемых перекачиваемой нефтью. Такой насос не имеет аналогов в России, а также в ближнем и дальнем зарубежье. Коллектив НПЦ «АНОД» не останавливается на достигнутом, подтверждая в полной мере свое название научного и производственного центра, проявляет техническую изобретательность, смелость и новаторство.

Системы СГДУ

Технические решения, применяемые в процессе своей деятельности, имеют высочайший, часто уникальный уровень. Так, например, решая проблемы эксплуатирующихся насосов, конструкторами НПЦ «АНОД» был разработан новый для насосов узел — блок подшипниковый уплотнительный (БПУ). Найденное конструктивное решение совместного размещения подшипников скольжения с торцевыми уплотнениями в одном корпусе дает ряд преимуществ опорно-уплотнительной системе насоса, позволяя многократно увеличить межремонтный пробег, понизить уровень вибрации, зачастую увеличить КПД и уменьшить энергопотребление. Длительные сроки эксплуатации без ремонтов и большой экономический эффект от использования БПУ позволяет по-другому взглянуть на компоновку современных насосов, отойти от старых схем, получить огромный экономический эффект в масштабах страны. К настоящему времени разработано 90 проектов БПУ для различных отраслей промышленности, изготовлено и модернизировано более 600 насосов.

Торцовые уплотнения, подшипники скольжения, блоки подшипниковые уплотнительные и насосные агрегаты являются звеньями одной логичной цепочки развития предприятия.

Кроме блестящей конструкторской мысли основой всего выпускаемого оборудования остается неизменное качество и надежность, выходящее из рук профессиональных сотрудников предприятия.

Следуя государственной политике импортозамещения, НПЦ «АНОД» в настоящее время производит большую номенклатуру уплотнений, подшипников скольжения, БПУ, систем обслуживания уплотнений и подшипников для замены зарубежного оборудования. Во многих случаях эти изделия превосходят зарубежные аналоги.

Около 500 предприятий нефтегазового комплекса, химической и нефтехимической, нефтеперерабатывающей промышленности, энергетики, атомной энергетики эксплуатируют продукцию производства НПЦ «АНОД».

Известные российские компании заслуженно остановили свой выбор на сотрудничестве с НПЦ «АНОД» – компания сохраняет свои традиции новаторства в поиске свежих решений, улучшает качество, стремясь быть на шаг впереди от своих конкурентов.

Сегодня, в год своего 30-летия, НПЦ«АНОД» — это сложившийся, устоявшийся коллектив, достигший многого. Может показаться, что самое время отдохнуть, использовать наработанный потенциал, однако настоящее очень быстро становится прошлым. Всё что не развивается и не меняется, обречено стать забытым и исчезнуть. Поэтому компания не останавливается на достигнутом, а постоянно совершенствуется, находит новые решения, новые сферы применения своего опыта и технических возможностей.

НПЦ «АНОД» заинтересован в налаживании новых деловых связей. Если Вам близок наш подход к бизнесу и наши ключевые принципы, мы будем рады видеть Вас в нашей команде. Мы готовы предложить сотрудничество в решении самых сложных задач производителям оборудования и эксплуатирующим предприятиям. Так же, мы будем рады видеть новые амбициозные задачи от наших постоянных партнеров.

Поздравляем коллектив сотрудников НПЦ «АНОД» с их замечательной юбилейной датой!

Восстановительный ремонт СГДУ

Добавить комментарий

В ноябре 2021 г. компания ООО НПЦ «АНОД» получила на восстановительный ремонт партию сухих газодинамических уплотнений производства фирмы EagleBurgmann, эксплуатирующихся на ООО «Южно-Приобский ГПЗ».

Внешний вид СГДУ после проведенного ремонта

Технические характеристики уплотнений:

Тип уплотнений: тандем, однонаправленного вращения.
Диаметр вала, мм: 98.
Температура газа, max (°C): -40…. +190.
Давление, динам. ,МПа: 1,7.
Давление, стат., МПа: 7,8.
Номинальное число оборотов ротора компрессора в минуту: 13100.
Материал колец пар трения: карбид кремния.
Перекачиваемая среда: попутный нефтяной газ.

Уплотнения были загрязнены, кольца пар трения имели износ. Некоторые металлические детали имели эрозионное повреждение. Полимерные уплотнительные кольца потеряли эластичность.В ходе ремонта уплотнения были очищены от загрязнений. Проведена замена пружин, крепежных элементов, полимерных уплотняющих колец. Поврежденные металлические детали изготовлены вновь. Был проведен ремонт колец пар трения с последующим нанесением алмазоподобного покрытия и газодинамических канавок (фото 2).

Нанесение газодинамических канавок на вращающееся кольцо пары трения

После успешного проведения заводских испытаний в декабре 2021 г. уплотнения были переданы заказчику для дальнейшей эксплуатации.