Устранение неполадок неисправного насоса API

Jul 29, 2023

Нагнетательный насос для соляного месторождения является важной частью любого предприятия по производству рассола или соли, занимающегося добычей сырья.

В течение двух лет, за которые были доступны записи, один из этой пары центробежных насосов мощностью 400 лошадиных сил (л.с.) и частотой вращения 3600 об/мин (4x3x16 дюймов) (Изображение 1, вверху) выходил из строя каждые два месяца. Затраты на техническое обслуживание были предсказуемыми и высокими.

Каждый случай сбоя приводил к нарушению процесса производства рассола для соляного завода и влек за собой затраты на техническое обслуживание и подрядчиков, но почему это был такой проблемный насос, оставалось загадкой, и с высокими затратами нельзя было мириться.

Технологический проект в то время был таким, как показано на рисунке 2. Насколько всем было известно, этот проект датируется 1984 годом, когда был принят этот насос и технологический проект для рециркуляции сливов.

В зависимости от технологической конструкции и конфигурации входного трубопровода, перекачиваемость могла варьироваться от 1 грамма на кубический сантиметр (г/см3) при нахождении на воде до 1,20 г/см3 (100% соленость), когда проходила порция полностью насыщенного рассола. Средняя плотность с течением времени составляла около 50% солености или 1,10 г/см3, но насос фиксировал не столько среднее значение, сколько отклонения.

Трубопроводы, расположенные ниже по течению, были еще одной частью истории, поскольку соляные колодцы имели глубину 2500 футов. Они представляли собой U-образную конструкцию с перекачиваемой жидкостью различной плотности на левой опоре и насыщенным рассолом с концентрацией 1,20 г/см3 на правой.

Как будто конструкция технологического процесса не представляла достаточной сложности для насоса, операторы в качестве предпочтительной практики приняли дросселирование после каверны. Это произошло недавно, за последние пару лет, и оно усугубило и без того проблемную ситуацию. Из-за этого насосы приходилось отключать каждые два месяца.

Таким образом, сочетание технологического проектирования и практики эксплуатации привело к тому, что насос прошел цикл работы с почти мертвым напором слева от точки наилучшего КПД (BEP), а затем перешел через BEP и перешел в режим кавитации, расположенный крайне справа от BEP.

Операторы предпочли дросселирование после каверны по той логике, что «рассол будет продолжать течь в течение длительного времени после выхода из строя насоса». Операторы не осознавали, что такая практика способствует развитию синдрома частых отказов.

Если посмотреть на записи работы системы, то записи о высоком и низком расходе в течение месяца отчасти расскажут об этом. Был большой разброс от самого низкого до среднего и самого высокого расхода. Многие ежедневные показания указывают на то, что поток находится слишком далеко от BEP.

Проблема заключалась не только в высоком или низком расходе, но и в том, и в другом (происходящем в разное время). Насос колебался взад и вперед по кривой производительности от 100 галлонов в минуту (галлонов в минуту) до высокой скорости в 860 галлонов в минуту, что выходило за пределы кривой производительности и при сильном кавитационном шуме.

Мощность, потребляемая двигателем, рассказала еще более удивительную историю. Двигатель часто находился в перегруженном состоянии, его ток достигал 60, что намного превышало номинальный ток, указанный на паспортной табличке, равный 52.

Они указали на избыточный поток жидкости высокой плотности как на серьезную проблему с точки зрения нагрузки на двигатель, и вся эта мощность уходила в насос и вызывала его саморазрушение каждые два месяца.

Почему возникает такая большая разница? Некоторые данные о плотности жидкости помогают прояснить ситуацию. Измеренная соленость варьировалась от 8% до 86% в более чем 200 измерениях, а средние значения составляли около 50% (Изображение 4). Изменение солености в сочетании с технологической конструкцией вынуждало насос изменяться во всем диапазоне расхода.

Если рассматривать всю систему, то ее можно эксплуатировать либо с двумя действующими скважинами (одна на входе, одна на выходе), с тремя скважинами (две на одном выходе или наоборот) или с четырьмя скважинами (две на входе, две на выходе), которые обрабатывают насосы. к существенно различным потерям на трение нагнетания в зависимости от конфигурации.

Гидравлические модели были разработаны для различных ситуаций. Насос подходил для перекачивания только воды, и поток не попадал в зону кавитации (Изображение 7).