Концепция конструкции питательных насосов фирмы SULZER (стр. 2 из 2)

Насосы конструкции SULZER не требуют такого типа профилей для улучшения вибрационных характеристик и повышения КПД насоса.

Рис. 7

Система разгрузки осевых сил

Высокооборотные, большой мощности питательные насосы конструкции Sulzer для компенсации возникающих осевых сил всегда оборудуются разгрузочной системой, состоящей из прямого разгрузочного поршня в комбинации с упорным подшипником двухстороннего действия.

История развития конструкции разгрузочных устройств:

1905 - патент SULZER на систему разгрузки гидропятой;

1965 - представление комбинаций поршень/диск с подпружиненными упорными подшипниками;

1980 - представление передовой системы разгрузки SULZER прямой поршень с упорным подшипником двухстороннего действия (рис. 8).

Рис. 8

Преимущества системы разгрузки SULZER:

никаких дисковых эффектов в отличие от ступенчатого поршня или гидропяты, отсюда большая надежность;

фиксированное положение ротора, поскольку нет необходимости в сложной процедуре выставления ротора, как это требуется при использовании ступенчатого поршня или гидропяты (зазор в ступенчатом поршне и зазор в упорном подшипнике должны согласовываться друг с другом);

компенсируемые силы не зависят от износа прямого поршня, изменения остаточных осевых усилий вызываются только изменениями распределения давления в рабочих колесах;

для повышения КПД нет необходимости уменьшать зазоры как в ступенчатом поршне или гидропяте, следовательно, нет уменьшения КПД через короткое время после начала работы (КПД насосов SULZER основан на улучшенной геометрии рабочих колес, но не на уменьшенных зазорах);

отсутствует гидравлическая нестабильность, если остаточные осевые силы действуют в сторону напорной части насоса. Если осевые силы действуют в сторону напорной части насоса, конструкции со ступенчатым поршнем или гидропятой гидравлически нестабильны, и наружная половина упорного подшипника оказывается сильно перегружена и разрушается, что может произойти во время быстрых пусков/остановов, в переходных режимах, при потере давления на входе, или при работе в режиме кавитации;

система разгрузки, применяемая SULZER - единственная система, использующая двусторонний упорный подшипник в обоих направлениях без всякого пружинящего эффекта;

поскольку применяемая SULZER система разгрузки работает без дискового эффекта, насос может работать от 10 об/мин и до полной частоты вращения, при полном расчетном давлении, начиная от режима рециркуляции и кончая подачами при режимах значительных перегрузов, возможна даже работа в режиме кавитации;

поршень в насосах SULZER посажен на вал по прессовой посадке. Поэтому нет необходимости во вторичном уплотнении между валом и поршнем, также увеличивается жесткость вала, уменьшается естественный прогиб вала и гарантируются низкие уровни вибрации во всем рабочем диапазоне.

Подшипники

Опорами ротора насоса являются радиальные подшипники, по одному с каждой стороны, и воспринимающий остаточные осевые силы упорный подшипник на неприводной стороне (рис. 9). Радиальные подшипники представляют собой подшипники сегментного типа с принудительной смазкой, рассчитанные как на работу при высоких частотах вращения, так и на работу при частотах валоповорота вплоть до 10 об/мин. С приводной и напорной стороны подшипники одинакового размера. Для уменьшения потерь мощности и улучшения условий смазки упорный подшипник Митчеля двустороннего действия смазывается принудительным впрыском масла к каждому сегменту. Подпятник упорного подшипника напрессовывается на вал.

Рис. 9

Для облегчения обслуживания корпус подшипника имеет горизонтальный разъем. Такая конструкция позволяет инспектировать или заменять любые подшипники без разборки каких- либо других деталей насоса. Для предотвращения утечки масла корпус подшипника уплотняется по валу уплотнительным устройством, представляющим собой запатентованное бесконтактное лабиринтное уплотнение.

Уплотнение вала

Уплотнение вала осуществляется двумя торцовыми уплотнениями производства фирм «Джон Крейн» или «Бургманн» (рис. 10).

Для предотвращения перегрева уплотнений предусмотрена рубашка охлаждения с внешним контуром охлаждения. Внешний контур охлаждения является контуром замкнутого типа, что позволяет с помощью встроенных в контур теплообменников отводить генерируемое трущимися парами тепло и очищать с помощью фильтров циркулирующую через уплотнения воду.

Передовая технология SULZER также включает в себя встроенные воздушные зазоры между уплотнением и горячими корпусными деталями, а также между уплотнением и валом насоса. Воздушные зазоры, являясь великолепными изоляторами, предотвращают передачу тепла от горячих деталей насоса в область торцовых уплотнений и минимизируют температурную деформацию уплотнения, а следовательно, и прогиб вала вследствие температурного градиента.

Рис. 10

Использование ноу-хау и компетентность SULZER в реконструкциях

Основываясь на опыте работы с электростанциями по всему миру в течение десятилетий, результатах описанных выше научно-исследовательских работ и используя полученные в результате этого принципы конструирования питательных насосов, в середине 90-х годов была разработана выдающаяся концепция SULZER по реконструкции и модернизации имеющихся двухкорпусных питательных насосов (рис. 11).

Рис. 11

Модернизация и реконструкция имеющихся питательных насосов в соответствии с «Технологией SULZER» включает в себя следующие мероприятия и положения.

Ремонт и повторную мехобработку имеющегося наружного корпуса. После мехобработки, старый наружный корпус проверятся в соответствии со стандартами SULZER. Стяжные шпильки напорной крышки заменяются на эластичные, конструкции SULZER. Шпильки затягиваются гид- гидравлическим способом, обеспечивающим простоту этой операции и, одновременно, затяжку шпилек с определенным точным усилием затяжки.

Встраивание нового внутреннего картриджа конструкции SULZER.

Повышение КПД насоса до 84 % и выше.

Сохранение основных трубопроводов, фундаментов и привода насоса, а также прежней системы подачи смазки.

Несмотря на попытки конкурентов скопировать концепцию реконструкции SULZER, удовлетворенные заказчики по всему миру являются подтверждением того, что SULZER играет ведущую роль в модернизации питательных насосов. Электростанция Йеншвальде, Германия (12 энергоблоков), электростанции Мосэнерго, Россия (19 энергоблоков), Тбилисская ГРЭС (1 энергоблок), Новочеркасская ГРЭС, Россия (3 энергоблока), BHEL, Индия (12 энергоблоков) и электростанция Дюнаменти, Венгрия (6 энергоблоков) - некоторые примеры применения этой успешной концепции.