Системы уплотнений. Архив метки: вспомогательные системы уплотнений. Транспондеры и трансиверы
В настоящее время нет сколько-нибудь удовлетворительной классификации методов уплотнения канала связи. Применяемое во многих работах разделение систем уплотнения на частотные и временные не выдерживает критики, поскольку оно далеко не охватывает даже те методы, которые нашли широкое применение, не говоря о других возможных системах, которые по тем или иным причинам еще не используются.
Для того чтобы подойти к возможным путям классификации, сосредоточим внимание на сигнале, проходящем в уплотненном канале связи. Во многих системах этот сигнал может быть представлен в виде суммы различных индивидуальных сигналов:
, (9.1)
каждый из которых несет информацию о сообщении только одного из источников. Такие системы уплотнения будем называть разделимыми. Суммарный сигнал часто называют групповым сигналом. Если каждый из индивидуальных сигналов имеет реализаций,
А передаваемые сообщения независимы, то групповой сигнал имеет реализаций.
Индивидуальные сигналы могут быть
выбраны ортогональными в общем или в усиленном смысле, биортогональными,
противоположными (при ) либо произвольными. Особенно важным
является случай, когда реализация каждого индивидуального сигнала ортогональна
всем реализациям остальных индивидуальных сигналов. Такие разделимые системы
уплотнения будем называть ортогональными. Заметим, что реализации группового
сигнала при этом не являются взаимно ортогональными. Только в одном частном
случае групповой сигнал разделимой системы образует биортогональную систему.
Это имеет место при и , если реализации
индивидуального сигнала противоположны , а каждая из них
ортогональна реализациям другого индивидуального сигнала 
.
Примерами разделимых систем являются известные системы частотного и временного уплотнения. В первом случае индивидуальные сигналы обычно являются простыми, т. е. каждый элемент является отрезком синусоиды, причем разным индивидуальным сигналом соответствуют свои частоты. Если разности между этими частотами кратны , то система частотного уплотнения ортогональна. Приблизительно ортогональной можно считать также систему частотного уплотнения, если разности частот много больше . При временном уплотнении индивидуальные сигналы не прокрываются по времени. Для этого длительность элемента разделяется на частей и каждому индивидуальному сигналу выделяется свой частичный интервал. Очевидно, что системы временного уплотнения являются ортогональными. Впрочем, эта ортогональность может нарушаться, если при прохождении канала индивидуальные сигналы искажаются так, что возникает их взаимное перекрытие.
Разумеется, системами частотного и временного уплотнения не ограничиваются разделимые системы уплотнения. Достаточно выбрать любых реализаций и распределить их по источникам, чтобы построить разделимую систему при основании кода для каждого индивидуального сигнала. В частном случае, если эти реализации выбраны ортогональными или биортогональными, можно построить ортогональную разделимую систему уплотнения.
В других системах сигнал в уплотненном канале не может быть представлен в виде (9.1), но его огибающая, или его мгновенная фаза, или мгновенная частота, или какой-либо другой параметр представляет собой сумму индивидуальных сигналов. В этих системах, которые можно назвать квазиразделимыми, передаваемый сигнал в уплотненном канале получается путем модуляции некоторой несущей частоты групповым сигналом . Так, при амплитудной модуляции
, (9.2а)
, (9.2б)
, (9.2в)
Поэтому такие системы уплотнения часто называют системами с двойной модуляцией. Иногда к ним относят и разделимые системы, полагая, что передаваемый сигнал образуется путем однополосной модуляции несущей частоты групповым сигналом. Однако, поскольку однополосная модуляция и демодуляция сводятся к переносу спектра, представляется более удобным рассматривать формирование передаваемого сигнала в разделимых системах как простое сложение индивидуальных сигналов.
Существуют также такие системы уплотнения, в которых ни передаваемый сигнал, ни какие-либо его параметры не могут быть представлены в виде суммы индивидуальных сигналов. Их можно было бы назвать неразделимыми, но обычно их называют комбинационными. Каждый элемент сигнала в такой системе должен нести информацию о сообщениях источников. Пели каждое из них закодировано кодом с основанием т, то элемент сигнала должен для этого иметь реализаций, так же как и в разделимых системах. Однако здесь имеется более свободный выбор этих реализаций. В частности, они могут образовать ортогональную, или биортогональную, или ортогональную в усиленном смысле систему. Можно также построить систему с заданной условной полосой частот сигнала при сколь угодно большом числе источников.
Чтобы завершить классификацию систем уплотнения, необходимо учесть существование смешанных систем, в которых источники разделяются на группы, внутри каждой группы осуществляется комбинационное уплотнение, а полученные сигналы складываются. Таким образом, здесь имеет место и комбинационное, и разделимое уплотнение. Примером может служить известная система Кинеплекс , в которой 40 источников разделены на 20 групп по 2 источника; сообщения от каждой нары источников формируют комбинационный сигнал, и все эти сигналы складываются так же, как в ортогональных системах частотного уплотнения.
Как видно из приведенных примеров, уплотнение есть не что иное, как одновременное кодирование сообщений нескольких источников, при котором образуется общий для них сигнал. Это кодирование может происходить в дискретном канале (например, при временном и при комбинационном уплотнении) или в непрерывном канале (при частотном уплотнении и при большинстве других разделимых и квазиразделимых систем).
Помимо классификации систем уплотнения по методу формирования сигнала в канале, их можно разделить на синхронные и асинхронные. В синхронных системах источники выдают информацию с одинаковой скоростью или с кратными скоростями, и каждый элемент сигнала имеет строго определенную длительность . В асинхронных системах источники могут выдавать информацию с различной скоростью. В разделимых асинхронных системах индивидуальные сигналы могут быть синхронными, но в суммарном групповом сигнале начала элементов индивидуальных сигналов не совпадают. Мы будем рассматривать главным образом синхронные системы. Предложенная классификация систем уплотнения показана схематически на рис. 9.1. Некоторые обозначения станут ясными из последующего.
Рис. 9.1. Классификация систем уплотнения.
Большое многообразие систем уплотнения позволяет выбрать в каждом конкретном случае свой вариант, обеспечивающий наилучшее использование пропускной способности канала при высокой верности передачи.
СОСТАВ ГПА
В состав ГПА входит следующее основное оборудование (рис.1):
- двухвальная газовая турбина MS5352;
- центробежный нагнетатель PCL 804/2-36;
- воздухозаборная камера;
- противообледенительная система;
- выхлопная система с двумя рекуператорами и утилизатором;
- система пожаротушения;
- система вентиляции и обогрева;
- АВО масла;
- вспомогательное оборудование;
- «гитара» ЦБН;
- щиты управления;
- щиты пожаротушения и газообнаружения.
Рис.1.
ГПА установлен в укрытии. Укрытие имеет свои системы пожаротушения, вентиляции и отопления. В отсеке вентиляции и обогрева установлены вентиляторы, которые подают через водяные теплообменники по воздуховодам теплый воздух в укрытие.
ГТУ помещается в 3-х отсеках:
Вспомогательного оборудования;
Турбинном;
Выхлопном.
ГТУ с регенеративным циклом использует теплоту продуктов сгорания для подогрева в рекуператорах сжатого воздуха, поступающего из осевого компрессора, перед поступлением его в камеры сгорания. Повышение температуры воздуха за счет тепла продуктов сгорания позволяет получить необходимую мощность ГПА при меньшем потреблении топливного газа (рис.2.).
Рис.2. ГТУ с регенеративным циклом
Сжатый воздух из осевого компрессора по трубопроводам «холодная линия» поступает в рекуператор в противоток выхлопным газам. Выхлопные газы поднимаются снизу вверх по трубному пучку, отдают часть своей тепловой энергии воздуху, проходящему по межтрубному пространству. Из рекуператора подогретый воздух по трубопроводам «горячая линия» поступает в камеры сгорания.
Система трубопроводов «холодная линия», «горячая линия» снабжена компенсаторами для исключения термических напряжений при линейных расширениях трубопроводов, пружинными опорами, которые поддерживают трубную обвязку и обеспечивают «плавающее» положение при переходе из холодного состояния в горячее и обратно.
СИСТЕМА СМАЗОЧНОГО МАСЛА
Система смазки агрегата ГТК-25ИР обеспечивает необходимую подачу масла к подшипникам газовой турбины, нагнетателя, а также к вспомогательным механизмам (Рис.5).
Система смазки оснащена тремя маслонасосами:
Главным насосом с приводом от вала вспомогательного редуктора;
Вспомогательным насосом с приводом от электродвигателя переменного тока;
Аварийным насосом с приводом от электродвигателя постоянного тока.
Работа системы
Главный насос шестеренчатого типа смонтирован на вспомогательном редукторе турбины. Давление масла на выходе насоса ограничивается до 7,3 кг/см 2 предохранительным клапаном VR-1. На сливных трубопроводах каждого насоса установлены обратные клапаны для устранения рециркуляции смазочного масла обратно через насосы в маслобак. В обратном клапане главного насоса предусмотрено отверстие диаметром 6,35 мм для заполнения маслом главного насоса.
Вспомогательный насос, смонтированный на крышке маслобака, служит для подачи масла во время пуска и остановки газовой турбины, когда главный насос не может обеспечить достаточное давление масла. Вспомогательный насос включается при подаче сигнала на пуск или задействовании одного из электронагревателей, а при достижении ротором ТВД скорости (14HS) 91% выключается. Вспомогательный насос смазки также работает во время цикла охлаждения турбины.
Для проверки автоматического включения вспомогательного насоса и срабатывания датчика 63QA-1 в коллекторе насосов предусмотрен проверочный вентиль №1. расположенный на щите манометров в отсеке вспомогательных механизмов. При его открытии давление смазочного масла в линии датчика 63QA-1 падает до значения ниже предела его срабатывания (5,46 кг/см 2). При этом автоматически должен включаться вспомогательный насос, и срабатывает предупредительная сигнализация «Вспомогательный насос в работе».
Аварийный насос, также смонтированный на крышке маслобака, предназначен для подачи смазочного масла в коллектор подшипников во время аварийной остановки и при выходе из строя вспомогательного насоса из-за прекращения подачи переменного тока или по другим причинам.
Датчик давления 63QL автоматически включит аварийный насос в любом случае, когда давление в коллекторе подшипников упадет ниже 0,42 кг/см 2 . Однако перед этим должен сработать датчик давления 63QA-2, который включит предупредительный сигнал о низком давления масла (0,91 кг/см 2). Датчик давления 63QN автоматически выключит аварийный насос при достижении нормального давления в коллекторе смазки (1,4 кг/см 2). Для проверки автоматического включения аварийного насоса и срабатывания датчиков давления 63QA-2, 63QL и 63QN в коллекторе подшипников предусмотрен проверочный вентиль №3, расположенный на щите манометров в отсеке вспомогательных механизмов.
После насосов весь поток смазочного масла охлаждается в АВО.
Далее весь поток масла идет через блок фильтров, состоящий из двух работающих поочередно фильтров со степенью очистки 5 мкм с перепускным клапаном между ними, что позволяет производить заменять фильтрующие элементы на работающем агрегате. Дифференциальный манометр, установленный на щите манометров. показывает перепад давления на фильтре. Если перепад давления достигнет 1,5 кг/см 2 , следует переключиться на второй фильтр следующим образом:
Когда масло покажется в смотровом стекле дренажной линии, переставить перепускной клапан;
Рис.5. Система смазки
Чтобы сменить элементы на неработающем фильтре, необходимо открыть спускной клапан и слить масло из корпуса.
Часть потока проходит через клапан-регулятор VPR-16, сдвоенный фильтр со степенью очистки 3 мкм и используется для смазки полумуфт промежуточных валов между осевым компрессором и редуктором и между силовой турбиной и нагнетателем. Параллельно фильтру смазки полумуфт установлены дифференциальный манометр, датчик перепада 63QQ, который подает сигнал тревоги на ГЩУ при достижении перепада давления на фильтре в 1,05 кг/см 2 .
Давление смазочного масла в коллекторе подшипников поддерживается на уровне 1,75 кг/см 2 с помощью регулирующего клапана VPR-2, установленного после главных масляных фильтров.
Для контроля температуры смазочного масла в коллекторе подшипников предусмотрены термореле 26QA и 26QT. Термореле 26QA подает сигнал тревоги о высокой температуре масла, а термореле 26QT дает АО ГПА при высокой температуре масла.
В напорном и сливных коллекторах подшипников установлены термопары LT, сигналы от которых поступают на индикатор температуры щита ТП.
В маслобаке агрегата находится индикатор уровня масла и датчики уровня, 71QH (высокого) и 71QL (низкого), которые включают сигнал тревоги в том случае, если уровень масла выходит из диапазона нормальных уровней.
Когда агрегат находится в резерве, температура смазочного масла поддерживается в пределах, требуемых для пуска турбины, электрическими нагревателями 23QT-1;2. Термореле 26QL (низкой) и 26QM (высокой) температуры масла в маслобаке регулирует работу погружных нагревателей, поддерживая температуру масла от 20° до 29°С. Реле 26QN (нормальной) температуры масла предусмотрено для защиты турбины, препятствуя пуску турбины, если масло холодное.
ВНИМАНИЕ! Во время работы подогревателей и в цикле охлаждения вспомогательный насос должен работать, обеспечивая циркуляцию масла в системе.
Вся система смазки соединяется свечой с атмосферой. Объем системы смазки, включая бак, систему трубопроводов и ее компоненты, составляют приблизительно 8500л.
ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СИСТЕМА
Гидравлическая система предназначена для подачи масла высокого давления на приводы клапанов останова/соотношения и регулирующего топливного газа, гидроцилиндры муфты сцепления турбодетандера, узел управления ПНА, входной направляющий аппарат осевого компрессора (ВНА) и механизм валоповорота (Рис.6).
Масло в гидравлическую систему поступает из системы смазки агрегата через отборы, обозначенные ОН-1 и ОН-2.
6.1. Состав системы:
Главный насос с приводом от редуктора вспомогательных механизмов;
Вспомогательный гидравлический насос с приводом от электродвигателя переменного тока;
Клапанный узел;
Блок фильтров;
Контрольно-измерительные приборы, гидравлические реле давления;
Соленоидный клапан 20CS;
Гидропривод муфты турбодетандера.
Работа системы
Масло от главного или вспомогательного гидронасосов через обратные клапаны CV-1 и CV-2 поступает в общий коллектор, который ведет к фильтрующему узлу. Давление 84 кг/см 2 после вспомогательного насоса ограничивается клапаном VR-22. Давление масла 94 кг/см 2 после главного насоса устанавливается регулятором давления VPR-3, который находится непосредственно в главном гидронасосе. Для этого регулятора предусмотрен ограничительный клапан VR-21. На напорной стороне каждого насоса предусмотрены выпускные воздушные клапаны АВ-1 и АВ-2, которые автоматически выпускают воздух из системы во время пуска насосов.
Переключение вспомогательного гидравлического насоса на главный во время пуска агрегата происходит при достижении скорости ТВД 91%, а при остановке агрегата переключение главного гидравлического насоса на вспомогательный происходит по сигналу от датчика 63HQ-1 при давлении в гидросистеме 73,5 кг/см 2 .
Во время работы агрегата в случае падения давления до 73,5 кг/см 2 датчик 63HQ-1 выдает сигнал тревоги на щит ТП и по сигналу со щита включается вспомогательный гидравлический насос. Если после включения вспомогательного гидравлического насоса давление в системе будет продолжать понижаться до значения 58,8 кг/см 2 , датчик 63HQ-2 выдаст сигнал аварийного останова агрегата. После вспомогательного гидравлического насоса во время пуска агрегата часть гидравлического масла по линии ОН-3 через соленоидный клапан 20CS поступает в гидроцилиндры пусковой муфты. Конечный выключатель 33CS служит для контроля сцепления пусковой муфты и препятствует подаче пускового газа на турбодетандер, если пусковая муфта не войдет в зацепление.
При достижении скорости вращения ротора ТВД 60% клапан 20CS отключается, и масло из гидроцилиндров сливается в маслобак. Пусковая муфта под действием пружин выходит из зацепления. После главного и вспомогательного гидравлических насосов масло поступает на два 0,5 мкм фильтра, расположенные рядом с блоком вспомогательного коллектора, один из которых рабочий, другой - резервный. Во время работы системы действует только один фильтр, что позволяет производить ревизию отключенного фильтра, не останавливая агрегата. Дифференциальный манометр, установленный на щите манометров, показывает перепад давления на работающем фильтре.
При достижении перепада давления до 4.2 кг/см 2 , следует перейти на второй фильтр следующим образом:
Открыть выпускной воздушный клапан на неработающем фильтре;
Открыть заполнительный клапан;
Когда масло начнет выходить из выпускного клапана, его закрыть;
Переставить перепускной кран;
Закрыть заполнительный клапан.
ПНА второй ступени газовой турбины предназначен для перераспределения энергии между ступенями турбины. При пуске турбины ПНА автоматически устанавливается в полностью открытое положение (+15°) для уменьшения времени выхода вала ТВД на номинальную частоту вращения. Полностью закрытое положение ПНА составляет (-5°).
Кольцо управления, при помощи которого лопатки устанавливаются в нужное положение, приводится в движение блоком управления.
Основными компонентами блока управления ПНА являются:
Гидравлический цилиндр;
Датчики положения 96NC-1 и 96NC-2;
Электрогидравлический сервоклапан 65NV;
Отсечной клапан;
Три гидроаккумулятора.
Все эти узлы смонтированы на комбинированном гидравлическом коллекторе.
Масло высокого давления поступает в цепь управления через обратный клапан и параллельную ограничивающую диафрагму. Такой способ подачи обеспечивает свободный вход масла, и в то же время ограничивает скорость падения давления при внезапном снижении давления гидропитания. Гидроаккумуляторы обеспечивают подачу масла в гидроцилиндры при снижении давления гидропитания и устанавливают ПНА в положение +15° при останове агрегата. Гидроаккумуляторы заполнены азотом под давлением 45 кг/см 2 .
Гидроцилиндр блока управления, установленный на коллекторе, одним концом штока соединен с сопловым кольцом посредством рычагов, другим концом служит приводом для двух датчиков положения 96NC-1 и 96NC-2. Выходной сигнал этих датчиков используется системой управления «Спидтроник», как часть замкнутого контура регулирования положения ПНА. Масло в гидроцилиндр поступает через сервоклапан 65NV и отсечной клапан, который открывается под давлением масла предельной защиты (ОТ-1). При этом положение гидроцилиндра управляется давлением с сервоклапана 65NV, который устанавливает цилиндр в требуемое положение согласно входным сигналам от системы управления «Спидтроник». При снижении давлении масла ОТ-1 (<3,8 кг/см 2) отсечной клапан закрывается, и масло высокого давления, минуя сервоклапан, поступает в гидроцилиндр, приводящий ПНА в полностью открытое положение. Это снижает мощность, потребляемую нагнетателем, и предотвращает переход за установленный предел скорости ротора ТНД.
Основными компонентами блока управления ВНА являются:
Гидравлический цилиндр;
Электрогидравлический сервоклапан 90TV;
Конечный выключатель 33TV.
На ВНА осевого компрессора имеется механический индикатор положения, по которому визуально определяется положение ВНА (42° - полностью закрыт, 77° - полностью открыт).
В начальный момент пуска агрегата ВНА полностью закрыт, чтобы ограничить поступление воздуха в осевой компрессор на малых оборотах и предупредить помпаж осевого компрессора. От 84% до 95% скорости ТВД положение ВНА определяется оборотами ТВД.
Управление ВНА осуществляется по сигналу со щита «Спидтроник» электрогидравлическим сервоклапаном 90TV. Клапан 90TV обеспечивает поступление масла высокого давления на поршень силового цилиндра, который перемещает лопаточный аппарат ВНА.
СИСТЕМА УПЛОТНЕНИЯ НАГНЕТАТЕЛЯ
Система уплотнения нагнетателя предназначена для предотвращения утечек газа из корпуса нагнетателя. Этой цели служат установленные с двух сторон ротора комбинированные лабиринтные и масляные уплотнения.
Рис.8. Система уплотнения нагнетателя
Масло, предназначенное для предотвращения перетечек газа через уплотнения, подается из гидравлической системы агрегата с давлением 84-90 кг/см 2 . С помощью регулятора перепада «масло-газ» DPCV-3-51 в процессе работы поддерживается постоянное превышение давления уплотнительного масла над давлением контрольного газа 1 кг/см 2 .
Давление контрольного газа нагнетателя создается с помощью системы уплотнений для того, чтобы иметь на приводном и неприводном концах ротора одинаковое значение давления газа, подлежащему уплотнению маслом.
Газ со всаса по наружному трубопроводу компрессора подается в полость разгрузочного поршня «В» (балансировочный газ) (рис.8), что позволяет частично компенсировать осевые нагрузки, возникающие при работе нагнетателя, и разгрузить упорный подшипник нагнетателя. Далее на каждом торце нагнетателя стоит двойное лабиринтное уплотнение «1-1».
Чтобы обеспечить постоянный поток газа через наружную часть лабиринтного уплотнения «1-1» и, тем самым, предотвратить протечки масляных паров в полость нагнетателя, необходимо, чтобы давление в камере «Е» было приблизительно на 0,7 кг/см 2 выше давления всасывания. При изменении режима следует контролировать и подстраивать данное превышение давления вентилем VE-3-51, находящимся на трубопроводе, соединяющем нагнетательную полость с линией уравнительного газа.
В полости «R» под мембрану регулятора давления DPCV-3-51 (рис. 8), на происходит окончательное выравнивание давления газа перед уплотнительными кольцами (контрольный газ). Контрольный газ поступает под мембрану регулятора давления DPCV-3-51, на дифференциальный манометр перепада «масло-газ» и в аккумулятор уплотнительного масла.
Уплотнительное масло после регулятора DPCV-3-51 подается в аккумулятор и на уплотнение нагнетателя.
Аккумулятор в случае прекращения подачи уплотнительного масла из гидравлической системы агрегата обеспечивает в течение 12 минут снабжение системы уплотнений маслом. За это время происходит останов агрегата со стравливанием газа из контура нагнетателя.
Поплавковые камеры принимают весь поток масла, запирающий газ. По мере наполнения поплавковых камер маслом, всплывает поплавок, который связан с игольчатым клапаном, открывающим слив масла в дегазатор.
Для отвода газов верхняя часть поплавковых камер по линии «А-А» через дроссельную шайбу Ø 0,1 мм соединяется со всасом компрессора.
Поплавковые камеры одинаковы по конструкции и работают параллельно.
В случае ненормальной работы (засорение игольчатого клапана), одну из поплавковых камер можно отключить и сделать ревизию на работающем агрегате. Одна поплавковая камера обеспечивает слив уплотнительного масла в дегазатор с обеих уплотнений нагнетателя.
Загазованное масло из полостей «R» через поплавковые камеры ДТ-3-101,102 сливается в дегазатор, где газ отделяется от масла. Масло от дегазатора через систему очистки уплотнительного масла возвращается в маслобак турбины.
При останове агрегата открывается соленоидный клапан 20TV и сбрасывает контрольный газ в свечу. При заполнении контура нагнетателя газом клапан 20TV закрывается.
Дегазатор состоит из 2-х секций. Первая секция является отстойником грязи, которая может попасть в масло при контакте с газом. Обе секции дегазатора имеют ручные дренажные вентили, через которые необходимо сливать грязевой отстой в специальную емкость, смонтированную вне укрытия агрегата. Выделяющийся из масла газ через свечу удаляется в атмосферу.
По мере наполнения второй секции дегазатора поплавковый выключатель LSLL-3-51 включает один из насосов (МР-41, МР-51) системы очистки уплотнительного масла, которые через фильтры закачивают масло в емкость. Из емкости очищенное масло самотеком возвращается в маслобак турбины.
Дегазатор и емкость снабжены электрическими подогревателями ЕН-3-52 и ЕН-З-51 для более полного удалений газа из масла.
3.5. Ремонт центробежных нагнетателей
Общие принципы ремонта
Вскрытие центробежных нагнетателей для проведения профилактического ремонта производится на компрессорных станциях в среднем один раз в год. Объем ремонтных работ, производимых на нагнетателях, определяется рядом факторов, наиболее важным из которых является степень загрязнения газа. Механические примеси и конденсат, содержащиеся в природном газе, служат причиной ряда явлений, ухудшающих работоспособность агрегата, в том числе эрозионного износа рабочих колес нагнетателя в виде уменьшения толщины лопаток на входе и так называемых подрезов; отложений во внутренних полостях; увеличения зазоров по лабиринтным уплотнениям, из-за чего снижается производительность нагнетателя; ускоренного износа бабитированных поверхностей подшипников, колец уплотнений масло-газ, а также опорных шеек валов.
Обычно все перечисленные дефекты проявляются в виде повышенной вибрации ротора нагнетателя, измеряемой при помощи бесконтактных датчиков, установленных на корпусах подшипников.
Ремонт нагнетателей в условиях компрессорной станции в основном сводится к разборке, очистке внутренних полостей, замене дефектных деталей, сборке и центровке. Основным узлом нагнетателя, подвергаемым восстановительному ремонту, является ротор. Замена рабочих колес, восстановление геометрии входных кромок лопаток методом наплавки, перезаливка подшипников и балансировка могут производиться лишь в условиях специализированного ремонтного предприятия, так как требуют применения специального оборудования и приспособлений, в том числе стендов разборки-сборки роторов в вертикальном положении, балансировочных станков повышенной точности, установок для сварки в среде инертного газа, станков центробежной заливки, установок для напыления поверхностей порошками, токарных станков высокой точности для обработки поверхностей валов.
Так как нагнетатель непосредственно соединен с системой технологического газа, все работы, связанные с его ремонтом, необходимо проводить в строгом соответствии с правилами техники безопасности, действующими инструкциями на производство огневых и газоопасных работ на линейной части магистральных газопроводов. До начала работ персонал, осуществляющий ремонтный процесс, должен ознакомиться с документацией предыдущего ремонта и документацией, составленной в межремонтный период. Весь объем работ по ремонту нагнетателя должен выполняться одним и тем же ремонтнымперсоналом.
После разборки нагнетателя промывают и чистят его узлы. Грязь удаляется с помощью керосина, и детали продуваются сжатым воздухом. Ротор нагнетателя осматривается на наличие следующих дефектов: подрезов рабочих колес, эрозии входных кромок лопаток; допускается оставлять без ремонта подрезы длиной не более 10 мм и глубиной не более 1,8 мм, толщина кромок лопаток, подвергшихся износу, должна быть не менее 1,5 мм; царапин и следов коррозии на опорных шейках и упорном гребне; ослабления посадки рабочих колес, думмиса и других насадных деталей.
Подшипники нагнетателя осматриваются на наличие повреждения баббитовой заливки вкладышей (выпотеваний, отслоения баббита, трещин, раковин и сколов); царапин на баббитированных поверхностях; износа и наклепа на опорных поверхностях вкладышей качающегося типа.
Уплотнения масло-газ разбираются и проверяется состояние баббитированной поверхности колец и прилегание притертых поверхностей по краске. Площадь контакта должна быть не менее 80 % общей площади, в случае необходимости кольца притираются на поверочной плите.
Замеряют все необходимые зазоры по подшипникам, лабиринтным уплотнениям, кольцам уплотнений масло - газ. Все зазоры должны определяться путем непосредственного обмера расточек и шеек.
Резиновые кольца О-образного сечения обычно подлежат замене. Исключение могут составлять кольца радиальных уплотнений небольшого диаметра, если у них отсутствуют следующие дефекты: эллипсность поперечного сечения, вырывы, значительное увеличение теоретической длины, потеря эластичности.
Крепежные детали нагнетателя промываются в керосине, резьба болтов и болтовых отверстий калибруется плашками и метчиками.
Открытые трубопроводы нагнетателя во время проведения ремонтных работ должны заглушаться, демонтированные трубопроводы перед сборкой продуваются вжатым воздухом. При сборке нагнетателя наиболее ответственными операциями являются затяжка крепежных соединений крышки и корпуса (кроме нагнетателей «Демаг»); регулировка осевого положения ротора нагнетателя. Затяжка крепежных соединений должна выполняться в определенной последовательности (рис. 47).
Рис. 47. Последовательность затяжки крепежных соединений
крышки и корпуса нагнетателя
При таком способе затяжки обеспечивается равномерное сжатие торцовой прокладки между крышкой и корпусом. Регулировка ротора нагнетателя в осевом направлении производится в случае замены ротора или упорных подшипников таким образом, чтобы в пределах срабатывания бесконтактного датчика защиты от осевого сдвига было обеспечено гарантированное отсутствие задевания рабочих колес о статор. Для регулировки осевого разбега ротора в опорно-упорномподшипнике устанавливаются наборы ламинированной (спрессованной) фольги из нержавеющей стали толщиной 0,05 мм. Путем удаления части прокладок из этого набора достигается необходимый осевой разбег. Исключение составляют нагнетатели фирм «Нуово-Пиньоне» и «Демаг», где осевой разбег достигается шлифовкой упорных колец, изготовленных из стального листа.
Полумуфты нагнетателей устанавливаются на валах по конической посадке на шпонках. Натяг полумуфты в большинстве случаев обеспечивается ее предварительным нагревом до 60-70°С при помощи паяльной лампы. Исключение составляют нагнетатели «Демаг» и PCL 804-2/36, гдеосуществляется бесшпоночное соединение с расширением полумуфты с использованием гидронасоса высокого давления. Перед установкой полумуфты проверяется покраске площадь контакта по посадочной поверхности, которая должна быть не менее 70 % общей площади контакта. Другим способом опре деления правильности посадки полумуфты является измерение биения по ее торцовой и наружной поверхностям. Индикаторы для измерения биения устанавливаются в приспособление для центровки ГТУ с нагнетателем. Вал ротора нагнетателя вращается, приспособление при этом остается неподвижным. Допускаемое биение составляет 0,04 мм по торцу и 0,07 мм - по наружной поверхности. После пуска агрегата нагнетатель прослушивается на отсутствие задеваний вращающихся частей, места соединений трубопроводов проверяются на отсутствие утечек газа и масла.
3.5.3 Нагнетатели фирмы «Нуово Пиньоне»
На рис. 50. изображен нагнетатель фирмы «Нуово Пиньоне». На рис. 51. изображен продольный разрез нагнетателя PCL 802/24 фирмы «Нуово Пиньоне».
Рис. 50. Нагнетатель фирмы «Нуово Пиньоне».
Опорно-упорный и опорный подшипники нагнетателя имеют горизонтальный разъем. При разборке нагнетателя снимаются кожухи подшипников 4 и 12, верхние половины корпусов 3, 7 и 11 и вкладышей 8 и 13. Для того чтобы вынуть нижние половины вкладышей, ротор приподнимается с помощью кран-балки. Подъем ротора контролируется по индикатору, допустимая высота подъема составляет 0,1 мм. Пакет нагнетателя с ротором демонтируется с помощью специального приспособления, представляющего собой плиту, снабженную приварными кронштейнами, упирающимися в корпус нагнетателя. Три тяги, вворачиваемые в резьбовые отверстия в корпусе пакета, выполняют роль домкратных винтов. Вытягивание пакета из корпуса нагнетателя производится путем навинчивания гаек на тягах. Движение пакета облегчается роликами, имеющимися в его нижней части. После установки пакета на ремонтной площадке, он разбирается на три части. Передняя часть пакета 9, называемая всасывающей диафрагмой, - неразъемная, задняя часть пакета 10, нагнетательная диафрагма, имеет горизонтальный разъем. Для разборки пакета под его вертикальный разъем устанавливается дополнительная опора.
Технологические рекомендации фирмы-изготовителя, подтвержденные опытом ремонта, допускают в условиях компрессорной станции регулировку масляного зазора в опорных подшипниках методом шабрения разъемов и баббитовой заливки вкладышей. Шабрение разъема производится в случае повышенной величины верхнего зазора; в случае недостаточного зазора шабрится баббитовая заливка.
Рис. 51. Нагнетатель PCL 802/24 фирмы «Нуово-Пиньоне»
У собранных вкладышей проверяется щупом зазор по горизонтальному разъему, максимальный зазор - 0,03 мм. Между вкладышами и корпусом устанавливается натяг до 0,02 мм. При отсутствии натяга он может создаваться путем установки на поверхность верхнего вкладыша прокладки из нержавеющей фольги. Регулировка осевого положения ротора нагнетателя производится следующим образом: проверяется по индикатору осевой зазор (4-4,5 мм) ротора без установки упорных подшипников. Ротор сдвигается до упора в сторону привода и из этого положения перемещается в сторону крышки на 3 мм. Устанавливается упорный подшипник 5, и толщина прокладки 6 подбирается таким образом, чтобы зазор между упорным гребнем и колодками упорного подшипника был не более 0,3 мм. Этот зазор проверяется по индикатору при установленной крышке 3 упорного подшипника. После этого устанавливается упорный подшипник 1 и измеряется осевой разбег ротора. Окончательная величина разбега регулируется толщиной прокладки 2 . Прокладки 2 и 6 должны обрабатываться на плоскошлифовальном станке.
При наличии редуктора (привод вспомогательных механизмов на агрегате ГТК-10И) во время центровки редуктор должен оставаться в неизменном положении, так как перемещения редуктора способствуют более интенсивному износу зубчатых колес.
Рис. 52. Центровка турбоблока агрегата ГТК-10И с нагнетателем и редуктором и допуски на центровку с нагнетателями различных типов (приспособление для центровки установлено на роторе нагнетателя):
/, //- положение осей в вертикальной и горизонтальной плоскостях; /// - нагнетатель «Купер Бессемер»; IV - нагнетатель «Нуово Пиньоне»; V - нагнетатель «Ингерсол Ренд»; VI - нагнетатель «Демаг»; О - отверстия; Т- торец
Требуемые положения осей нагнетателя, турбоблока и редуктора агрегата ГТК-10И в холодном состоянии показаны на рис. 52. На этом же рисунке приведены допуски на предварительную расцентровку валов турбокомпрессора и редуктора с учетом установки приспособления с индикаторами на валу редуктора, допуски на
центровку силовой турбины агрегата ГТК-10И с нагнетателями различных типов. Приспособление для центровки с индикаторами должно быть установлено на роторе нагнетателя. В тех случаях, когда оборудование перед началом производства ремонтных работ эксплуатировалось с низким уровнем вибрации, рекомендуется
Сохранять неизменными предварительные значения рас-центровок сопрягаемых валов в холодном состоянии.
Плотное спектральное уплотнение DWDM (dense wavelength-division multiplexing) - это современная технология передачи большого числа оптических каналов по одному волокну, которая лежит в основе нового поколения сетевых технологий. В настоящее время телекоммуникационная индустрия претерпевает беспрецедентные изменения, связанные с переходом от голосо-ориентированных систем к системам передачи данных, что является следствием бурного развития Internet-технологий и разнообразных сетевых приложений. С крупномасштабным развертыванием сетей передачи данных происходит модификация самой архитектуры сетей. Именно поэтому требуются фундаментальные изменения в принципах проектирования, контроля и управления сетями. В основе нового поколения сетевых технологий лежат многоволновые оптические сети, базирующиеся на плотном волновом мультиплексировании DWDM (dense wavelength-division multiplexing).
Описание технологии
Самым важным параметром в технологии плотного волнового мультиплексирования бесспорно является расстояние между соседними каналами. Стандартизация пространственного расположения каналов нужна, уже хотя бы потому, что на ее основе можно будет начинать проведение тестов на взаимную совместимость оборудования разных производителей. Сектор по стандартизации телекоммуникаций Международного союза по электросвязи ITU-T утвердил частотный план DWDM с расстоянием между соседними каналами 100ГГц (нм), (табл.1). В тоже время большие дебаты продолжаются вокруг принятия частотного плана с еще меньшим расстоянием между каналами 50ГГц (нм). Без понимания того, какие ограничения и преимущества имеет каждый частотный план, операторы связи и организации, планирующие наращивание пропускной способности сети, могут столкнуться со значительными трудностями и излишними инвестициями.
Сетка 100 ГГц
В таблице справа показаны сетки частотного плана 100 ГГц с различной степенью разреженности каналов. Все сетки, кроме одной - 500/400, имеют равноудаленные каналы. Равномерное распределение каналов позволяет оптимизировать работу волновых конвертеров, перестраиваемых лазеров и других устройств полностью оптической сети, а также позволяет легче выполнять ее наращивание.
Реализация той или иной сетки частотного плана во многом зависит от трех основных факторов:
- тип используемых оптических усилителей (кремниевый или фтор-цирконатный)
- скорость передачи на канал - 2,4 Гбит/с (STM-16) или 10 Гбит/с (STM-64)
- влияние нелинейных эффектов
Причем все эти факторы сильно взаимосвязаны между собой.
Стандартные EDFA на кремниевом волокне имеют один недостаток - большую вариацию коэффициента усиления в области ниже 1540 нм, что приводит к более низким значениям соотношения сигнал/шум и нелинейности усиления в этой области. Одинаково нежелательны как сильно низкие, так и сильно высокие значения коэффициента усиления. С ростом полосы пропускания минимальное допустимое по стандарту соотношение сигнал/шум возрастает. Так для канала STM-64 оно на 4-7 дБ выше, чем для STM-16. Таким образом, нелинейность коэффициента усиления кремниевого EDFA сильней ограничивает размер зоны для мультиплексных каналов STM-64 (1540-1560 нм), нежели чем для каналов STM-16 и меньшей емкости (где можно использовать практически всю зону усиления кремниевого EDFA, несмотря на нелинейность).
Сетка 50 ГГц
Более плотный, пока нестандартизированный частотный план сетки с интервалом 50 ГГц позволяет эффективней использовать зону 1540-1560 нм, в которой работают стандартные кремниевые EDFA. Наряду с этим преимуществом у данной сетки есть свои минусы.
Во-первых , с уменьшением межканальных интервалов возрастает влияние эффекта четырехволнового смешивания, что начинает ограничивать максимальную длину межрегенерационной линии (линии на основе только оптических усилителей).
Во-вторых , малое межканальное расстояние ~0,4 нм может ограничить возможность мультиплексирования каналов STM-64. Как видно из рисунка, мультиплексирование каналов STM-64 c интервалом 50 ГГц не допустимо, поскольку тогда возникает перекрытие спектров соседних каналов. Только в случае, если имеет место меньшая скорость передачи в расчете на канал (STM-4 и ниже), перекрытия спектров не возникает.
В-третьих , при интервале 50 ГГц требования к перестраиваемым лазерам, мультиплексорам и другим компонентам становятся более жесткими, что снижает число потенциальных производителей оборудования, а также ведет к увеличению его стоимости.
Мультиплексоры DWDM
Мультиплексорам DWDM (в отличии от более традиционных WDM) присущи две отличительные черты:
- использование только одного окна прозрачности 1550 нм, в пределах области С-band 1530-1560 нм и L-band 1570-1600нм
- малые расстояние между мультиплексными каналами, 0,8 нм или 0,4 нм
Кроме этого, поскольку мультиплексоры DWDM рассчитаны на работу с большим числом каналов до 32 и более, то наряду с устройствами DWDM, в которых мультиплексируются (демультиплексируются) одновременно все каналы, допускаются также новые устройства, не имеющие аналогов в системах WDM и работающие в режиме добавления или вывода одного и более каналов в/из основного мультиплексного потока, представленного большим числом других каналов. Так как выходные порты/полюса демультиплексора закреплены за определенными длинами волн, говорят, что такое устройство осуществляет пассивную маршрутизацию по длинам волн. Из-за малых расстояний между каналами и необходимости работы с большим числом каналов одновременно, изготовление мультиплексоров DWDM требует значительно большей прецизионности по сравнению c WDM-мультиплексорами (использующими обычно окна прозрачности 1310 нм, 1550 нм или дополнительно область длин волн в окрестности 1650 нм). Также важно обеспечить высокие характеристики по ближним (коэффициент направленности) и дальним (изоляция) переходным помехам на полюсах DWDM-устройства. Все это приводит к более высокой стоимости DWDM-устройств по сравнению WDM.
На рисунке "а" показана типовая схема DWDM-мультиплексора с зеркальным отражательным элементом.
Рассмотрим его работу в режиме демультиплексирования. Приходящий мультиплексный сигнал попадает на входной порт. Затем этот сигнал проходит через волновод-пластину и распределяется по множеству волноводов, представляющих дифракционную структуру AWG (arrayed waveguide grating). По-прежнему сигнал в каждом из волноводов остается мультиплексным, а каждый канал остается представленным во всех волноводах. Далее происходит отражение сигналов от зеркальной поверхности и в итоге световые потоки вновь собираются в волноводе-пластине, где происходит их фокусировка и интерференция - образуются пространственно разнесенные интерференционные максимумы интенсивности, соответствующие разным каналам. Геометрия волновода-пластины, в частности расположение выходных полюсов, и длины волноводов структуры AWG рассчитываются таким образом, чтобы интерференционные максимумы совпадали с выходными полюсами. Мультиплексирование происходит обратным путем.
Другой способ построения мультиплексора базируется не на одной, а на паре волноводов-пластин, (рис.б). Принцип действия такого устройства аналогичен предыдущему случаю, за исключением того, что здесь для фокусировки и интерференции используется дополнительная пластина.
DWDM мультиплексоры, являясь пассивными устройствами, вносят большое затухание в сигнал. Например, потери для устройства (рис.1а), работающего в режиме демультиплексирования составляют 4-8дБ, при дальних переходных помехах <-20дБ, и полуширине спектра сигнала 0,05нм.
Транспондеры и трансиверы
Для передачи данных на длине волны из сетки DWDM можно использовать два типа устройств - трансиверы и транспондеры DWDM. Трансиверы DWDM обладают различными форм-факторами и могут использоваться в пассивных решениях DWDM.
В отличии от трансиверов, транспондеры позволяют преобразовать длину волны излучения оконечного устройства в длину волны DWDM для передачи в мультиплексор. На входы оптического мультиплексора поступают оптические сигналы, параметры которых соответствовуют стандартам, определённым рекомендациями G.692. Транспондер может иметь имеет разное количество оптических входов и выходов. Но если на любой вход транспондера может быть подан оптический сигнал, параметры которого определены рек. G.957, то выходные его сигналы должны по параметрам соответствовать рек. G.692. При этом, если уплотняется m оптических сигналов, то на выходе транспондера длина волны каждого канала должна соответствовать только одному из них в соответствии с сеткой частотного плана ITU.
Применение оптических усилителей
Развитие технологии оптического усиления на основе EDFA сильно изменило методологию конструирования волоконно-оптических систем связи. Традиционные волоконно-оптические системы используют повторители-регенераторы, повышающие мощность сигнала, (рис.3а). Когда длина между удаленными узлами начинает превосходить по условиям затухания сигнала максимальную допустимую длину пролёта между соседними узлами, в промежуточных точках устанавливаются дополнительные регенераторы, которые принимают слабый сигнал, усиливают его в процессе оптоэлектронного преобразования, восстанавливают скважность, фронты и временные характеристики следования импульсов, и после преобразования в оптическую форму передают дальше правильный усиленный сигнал, в том же виде, в каком он был на выходе предыдущего регенератора. Хотя такие системы регенерации работают хорошо, они являются весьма дорогими и, будучи установленными, не могут наращивать пропускную способность линии.
На основе EDFA потери мощности в линии преодолеваются путем оптического усиления, (рис.3б). В отличии от регенераторов, такое "прозрачное" усиление не привязано к битовой скорости сигнала, что позволяет передавать информацию на более высоких скоростях и наращивать пропускную способность до тех пор, пока не вступают в силу другие ограничивающие факторы, такие как хроматическая дисперсия и поляризационная модовая дисперсия. Также усилители EDFA способны усиливать многоканальный WDM сигнал, добавляя еще одно измерение в пропускную ёмкость.
Хотя оптический сигнал, генерируемый исходным лазерным передатчиком, имеет вполне определенную поляризацию все остальные узлы на пути следования оптического сигнала, включая оптический приёмник, должны проявлять слабую зависимость своих параметров от направления поляризации. В этом смысле оптические усилители EDFA, характеризуясь слабой поляризационной зависимостью коэффициента усиления, имеют ощутимое преимущество перед полупроводниковыми усилителями.
В отличии от регенераторов оптические усилители вносят дополнительный шум, который необходимо учитывать. По этому наряду с коэффициентом усиления одним из важных параметров EDFA является коэффициент шума.
Применение устройств ROADM
Использование перенастраиваемого оптического мультиплексора ввода/вывода (ROADM) даёт возможность гибкого развертывания и удаленного конфигурирования спектральных каналов. На любом узле сети ROADM возможно переключение состояния спектрального канала на ввод/вывод и сквозную передачу без прерывания действующих услуг. При работе с перестраиваемым лазером ROADM обеспечивает гибкое управление спектральными каналами. ROADM позволяют строить сети с несколькими кольцами или смешанные сети: на основе технологии селекторного переключения спектральных каналов (WSS).
Построение сетей DWDM
Городские DWDM сети, как правило, строят с использованием кольцевой архитектуры, что позволяет применять механизмы защиты на уровне DWDM при скорости восстановления не более 50мс. Возможно построение сетевой инфраструктуры на оборудовании нескольких поставщиков с дополнительным уровнем распределения на базе оборудования Metro DWDM. Этот уровень вводится для организации обмена трафиком между сетями с оборудованием разных фирм.
В технологии DWDM минимальная дискретность сигнала - это оптический канал или длина волны. Использование целых длин волн с ёмкостью канала 2,5 или 10Гбит/с для обмена трафиком между подсетями оправдано для построения больших транспортных сетей. Но транспондеры-мультиплексоры позволяют организовать обмен трафиком между подсетями на уровне сигналов STM-4/STM-1/GE. Уровень распределения можно строить и на базе SDH-технологии. Но DWDM имеет большое преимущество, связанное с прозрачностью каналов управления и служебных каналов (например, служебной связи). При упаковке SDH/ATM/IP-сигналов в оптический канал структура и содержимое пакетов не изменяются. Системы DWDM проводят только мониторинг отдельных байтов для контроля правильности прохождения сигналов. Поэтому соединение подсетей по инфраструктуре DWDM на отдельно взятой длине волны можно рассматривать как соединение парой оптических кабелей.
При использовании оборудования разных производителей, две подсети передачи данных одного производителя соединяют через DWDM-сеть другого производителя. Система управления, подсоединенная физически к одной подсети, может управлять и работой другой подсети. Если бы на уровне распределения использовалось SDH-оборудование, то это было бы невозможно. Таким образом, на базе DWDM сетей можно объединять сети разных производителей для передачи разнородного трафика.
В систему обеспечения работоспособности торцовых уплотнений входит расширительный бачок СБТУ. НПЦ «АНОД» выпускает более 20-и модификаций бачков. В линейке бачков производства ООО НПЦ «АНОД» наиболее востребованная модель — СБТУ2, главное преимущество которой – дешевизна.
Рассмотрим и сравним СБТУ2 и СБТУ4.
Оба эти сосуда высокого давления объемом 10 литров, СБТУ2 со смотровым стеклом и штуцерами для присоединения трубопроводов системы обеспечения и приборов контроля, СБТУ4 оснащен вместо смотрового стекла байпасным указателем уровня. СБТУ4 обладает рядом преимуществ:
До 2014 года НПЦ «АНОД» применял в конструкции СБТУ4 байпасные указатели уровня только зарубежного производства, имевшие высокую стоимость. В настоящее время в НПЦ «АНОД» спроектированы и изготавливаются бачки СБТУ4, в которых используются байпасные поплавковые уровнемеры Российского производства. Отечественный байпас конструктивно аналогичен зарубежным, качество материалов, из которых он изготовлен, сопоставимо с зарубежными аналогами, поставляется в оптимальные сроки, сертифицирован и имеет все разрешительные документы.
Если сравнивать комплектации бачков СБТУ2 и СБТУ4, то комплектация СБТУ2 с двумя сигнализаторами дистанционного отслеживания уровня типа VEGASWING 61 обойдется в значительную сумму и будет сопоставима цене СБТУ4, оснащенного визуальным и автоматическим отслеживанием уровня.
Конструкция бачка СБТУ4 надежна, имеет удобный интерфейс и возможность автоматизировать контроль работы торцового уплотнения при приемлемой цене.
НПЦ «АНОД» готов предложить Вам продукцию отличного качества, выбор за Вами!
Как правило, бачком вспомогательной системы торцовых уплотнений (СБТУ) оснащаются двойные торцевые уплотнения и торцовые уплотнения типа тандем. На каждое уплотнение предусматривается использования своего бачка. Однако при установке на горизонтальном двухопорном насосе двух торцевых уплотнений появляется желание объединить их системой с одним бачком (см. рисунок). Рассмотрим особенности эксплуатации двух разных вариантов вспомогательных систем.
При индивидуальном бачке СБТУ на каждое торцевое уплотнение обеспечивается достоверный контроль герметичности контурной ступени уплотнения (со стороны перекачиваемой жидкости) по изменению уровня и давления в бачке. В случае различного давления в сальниковых камерах, возможно создание оптимального давления затворной жидкости для работы каждого из уплотнений. Возможен не только объективный контроль температурного состояния уплотнения, но и влияние на него изменением подачи в бачок охлаждающей среды.
При общем бачке СБТУ на два торцевых уплотнения затруднено определение протекающего уплотнения, что усложняет подготовку к ремонту. Наличие общих участков трубопроводов приводит к уменьшению расхода затворной жидкости через каждое уплотнение в отдельности, что ухудшит их тепловое состояние и может потребовать увеличения мощности теплообменника уплотнения.
Особо следует рассмотреть случай использования бачков в качестве охладителей уплотняемой жидкости при установке на насос, как одинарных торцевых уплотнений, так и блоков подшипниковых с одинарными торцевыми уплотнениями. В этом случае следует иметь ввиду, что схема обвязки с одним бачком применима тогда, когда давление в обеих сальниковых камерах одинаково (например, насосы типа «Д»). Если насос многоколесный, давление в сальниковых камерах будет различное и, чтобы избежать перетекания жидкости из одной камеры в другую, система должна быть разделена и иметь два автономных канала охлаждения.
Таким образом, схема с индивидуальными бачками СБТУ не только обладает эксплуатационными преимуществами, но и, обладая большей информативностью, позволяет увереннее принять оптимальное решение о характере дальнейших действий (продолжить эксплуатацию до определенного момента, восстановить отклонившийся параметр, скомпенсировать влияние параметра, вывести агрегат из действия и др.). Не имея существенных преимуществ перед схемой с индивидуальными бачками на каждое уплотнение, схема обеспечения работоспособности с одним бачком СБТУ не может быть рекомендована в качестве основной.
Одинарное торцевое уплотнение с холодильником и блок подшипниковый уплотнительный БПУ разработки и производства НПЦ АНОД
Американский нефтяной институт (API) представляет собой профессиональное объединение основных предприятий нефтяной промышленности США. Членством в нем обладают примерно 450 компаний, работающих во всех областях нефтяной и газовой промышленности. Разработка согласованных стандартов является одной из наиболее старых и успешных программ API.
Работа торцовых уплотнений описана неким стандартом API 682.
У российского менеджмента в последнее время появилось желание активно использовать данный стандарт у себя, но на сколько это разумно давайте задумаемся.
Немного мыслей.
Существует группа, занимающаяся созданием стандартов API. Группа выполняют свою работу на рабочих встречах. Кстати для участия в процессе не требуется членство в API.
По большому счету стандарт это квинтэссенция опыта компаний, занимающихся разработкой стандарта. Естественно компании из этой группы на официальном уровне придают своим умениям и знаниям статус едва ли не закона, а какие то другие технические решения считаются “неполноценными” хоть и допускаются API.
Ни одна российская компания не принимает участие в группах по созданию API. Хорошо это или плохо отдельный разговор, но то что технические решения отечественной инженерной школы не имеют даже шанса попасть в API это факт. Но российская промышленность и наука все -таки не уровня банановой республики, и опыт у страны колоссальный. И неправильно на наш взгляд забыть свое и взять чужое, даже не задумываясь. Это как минимум идет в разрез не только с официальной политикой государства, но и со здравым смыслом.
Со стороны ситуация выглядит так, все хозяйки варят вкусный борщ. Но большая и мощная организация решила выпустить некий стандарт на него. Теперь борщ настоящий если варится 35 минут, с 1 свеклой и 2 картофелинами. А вот борщ тети Гали который варится 40 минут и с 3 картофелинами вдруг стал неправильный, хотя и очень вкусный. Но если какую то африканскую страну научить варить борщ пусть нужен стандарт, для нас появление такого перебор.
Сравнение конечно грубое, но смысл примерно тот же.
Что касается НПЦ “АНОД”, то на наш взгляд в АPI не нашли должного отражения:
- использование уплотнений (серий УТХ, УТТХ и УТДХ) со встроенным холодильником вала взамен сильфонных. Они великолепно себя зарекомендовали на многих предприятиях для уплотнения горячих нефтепродуктов с температурой перекачиваемой среды до 400ºС, причём с результатами, превосходящими по наработке уплотнения с сильфонами; .
Системы уплотнения для вторичного рынка Европы представлены брендами Goetze и Payen. Выбор бренда зависит скорее от маркетинговой политики, исторически сложившихся предпочтений локальных рынков того или иного бренда. Технологические и качественные уровни продукции этих брендов абсолютно идентичны, поскольку детали сходят с одних и тех же конвейеров собственных производственных площадок Federal-Mogul, активно поставляющих производимую продукцию на первичную комплектацию многих мировых автопроизводителей.
Тенденции развития двигателей транспортных средств показывают, что известные и совсем еще недавно общепринятые конструктивно-технологические решения не выдерживают давления, температурных режимов и деформаций, характерных для современных силовых установок. На ужесточившиеся требования разработчики Federal-Mogul отвечают (так же как и в других областях деятельности компании) применением новых материалов и ключевыми технологическими решениями, среди которых:
- многослойные стальные прокладки головки блока (MLS);
- прокладки, выполненные по технологии «сталь - эластомер»;
- прокладки, выполненные по гибридной технологии, для высоконагруженных дизельных двигателей: уплотнительные буртики стального планшета состоят из нескольких слоев пружинной стали (как MLS), тогда как остальная часть прокладки выполнена по технологии «сталь - эластомер»;
- жаростойкие прокладки, способные работать в системе турбонаддува и выпуска отработанных газов при температуре свыше 1000⁰С;
- LEM-технология для вспомогательных систем уплотнения - сверхтонкий (0,1 мм) стальной оцинкованный или алюминиевый лист, на который для обеспечения требуемого зажимного усилия нанесен слой композита с буртиками разной строго рассчитанной высоты. Уплотнительный слой прокладки имеет вид топографического рельефа;
- и ряд других.
С некоторыми из этих разработок стоит познакомиться подробнее.
Наиболее высокотехнологичные решения реализованы в прокладке головки блока, поскольку, кроме уплотнения выхлопных газов, температура и давление которых в современных двигателях постоянно повышаются, прокладка головки блока должна уплотнить проходящие через нее каналы смазки и системы охлаждения.
Подбор геометрических параметров прокладки, ее материала и конструкции - очень сложный процесс, выполняемый обычно в содружестве с разработчиками моторов. Прокладка должна обеспечить стабильный объем камеры сгорания, сохраняя постоянную толщину. При затяжке болтов головки блока прокладка не должна передавать излишней деформации на другие детали двигателя, главным образом на гильзу цилиндра. В то же время требуется необходимая жесткость прокладки для передачи требуемого зажимного усилия на другие части блока цилиндров двигателя, а поскольку соединяемые детали двигателя испытывают изгибные напряжения и на микроуровне «дышат», то для предотвращения прорыва выхлопных газов необходима податливость прокладки. Антифрикционные свойства прокладки обеспечивают ее подвижность, предотвращая износ сопрягаемых поверхностей.
В зависимости от мощности двигателя, его ресурса и требований к надежности используют прокладки разных типов.
Фибровые прокладки - применяют в малонагруженных бензиновых двигателях преимущественно ранних конструкций. Они состоят из стального перфорированного листа, вокруг которого сформированы слои прессованного картона - фибры, уплотнение вокруг камер сгорания осуществляется стальными кольцами. Пропитка фиброволокна обеспечивает требуемые масло-, водо- и бензостойкость прокладки, но выполнена также с тем расчетом, что при первом запуске, нагреваясь и расширяясь, прокладка заполняет все неровности уплотняемых поверхностей.
Многослойные стальные прокладки (MLS) состоят из нескольких (в среднем пяти, хотя есть тенденция к уменьшению числа слоев) слоев, где каждый слой выполняет свою функцию. Внешние поверхности прокладки для обеспечения эффективности уплотнения полностью или частично (только в зонах, которые требуют большего прижимного усилия) покрыты эластомером.
Многослойные прокладки по технологии Federal- Mogul LASPOT® с металлическими уплотняющими окантовками строго определенной толщины, приваренными к многослойному «пирогу» лазерной сваркой, - наиболее современная технология уплотнения головки блока бензиновых двигателей. Металлическая окантовка, уплотняющая камеру сгорания, расчетной толщины, приваренная лазерной сваркой к многослойной прокладке, позволяет снизить стоимость прокладки при обеспечении высокой уплотняющей способности.
В современных дизельных моторах, где давление в камере сгорания может достигать 200 бар, используют прокладки головки блока, выполненные по технологии «сталь - эластомер» . Прокладка этой конструкции состоит из достаточно толстого стального планшета, на который нанесен уплотняющий эластомер.
Прокладки, выполненные по гибридной технологии, - стальной планшет с эластомером плюс уплотнительный буртик из нескольких слоев пружинной стали - используют для сверхмощных дизельных двигателей с давлением в камере сгорания 230 бар и выше.
На большинство типов металлических прокладок для улучшения уплотняющей способности наносят эластомер. В зависимости от требований к прокладке используют различные технологии нанесения эластомера:
- По всей поверхности прокладки с буртиками и «швами» разной, строго расчетной формы и толщины (топографический рельеф) - используют в самых высоконагруженных случаях.
- Частичное нанесение эластомера в местах, требующих максимально надежного уплотнения, позволяет обеспечить регулируемое зажимное усилие, снизить стоимость прокладки без ущерба ее уплотняющим характеристикам.
Уже имея в своем распоряжении большой конструкторско-технологический потенциал разработок, специалисты Federal-Mogul постоянно совершенствуют системы уплотнения головки блока двигателя и других агрегатов автомобиля. Компания, работая в содружестве с разработчиками двигателей, готова предложить автомобильной промышленности системы уплотнения, полностью удовлетворяющие требованиям заказчика как по качеству уплотнения, так и по долговечности, цене и другим параметрам. Этот научно-технологический потенциал совместно с расположенными по всему миру производственными площадками, оснащенными точным и высокотехнологичным оборудованием, позволяет Federal-Mogul длительное время находиться в числе лидеров поставщиков на первичную комплектацию систем уплотнения для многих мировых производителей силовых агрегатов. Обширный ассортимент продукции, относящийся к группе деталей двигателя, а также экспертные знания в этой области позволяют Federal-Mogul предлагать все необходимое для капительного ремонта двигателя: от требуемых запасных частей до информации по диагностике и ремонту - фирмам, занимающимся ремонтом двигателей.
Благодарим Максима Атарова, технического специалиста Federal-Mogul, за предоставленную информацию по данной теме.
