Сельское хозяйство / 2.Механизация сельского хозяйства

Н.М. Строгий, Е.В. Корень, С.А. Павлюченко, Н.П. Щербина

Херсонский государственный аграрный университет

РЕМОНТНЫЕ УПЛОТНЕНИЯ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ НАСОСОВ ТИПА Д

Одним из основных элементов закрытых оросительных систем (ЗОС) являются стационарные насосные станции подкачки, которые перекачивают около 80% всего объема воды, подаваемого для машинного орошения /1/, и являются основным потребителем электроэнергии в сельском хозяйстве на протяжении всего поливного периода /2/.

На эффективность работы насосных станций влияют многие факторы, в том числе энергоемкость подачи воды насосными агрегатами на полив, а так же работоспособность уплотнительного сальникового узла центробежных насосов. Этими вопросами занимаются как в нашей стране, так и за рубежом и с каждым годом им уделяется все больше внимания. Но, тем не менее, большая часть механических потерь энергии в насосных агрегатах ЗОС приходится на уплотнительные сальниковые узлы центробежных насосов. При этом износостойкость уплотнительной сальниковой набивки очень низкая, что в значительной мере снижает эффективность насосных агрегатов и требует почти постоянного присутствия обслуживающего персонала на насосных станциях.

Анализ 28 насосов типа Д показал, что в течение всего поливного сезона эти насосы, главным образом, являются неработоспособными из-за сальниковой набивки. Основная причина – несовершенность конструкции /3/. Средняя наработка сальниковой набивки или средняя наработка до первого отказа, устранение которого связано с разборкой насоса, в целом составляет 270 часов. Параметры надежности сальниковой набивки определяют также наработку до первого отказа насоса в целом. Следовательно, повышение надежности сальникового уплотнительного узла означает повышение надежности насоса в целом и имеет огромное значение.

В результате проведенных наблюдений было установлено, что внутрихозяйственные насосные установки работают с частыми вынужденными остановками. Наличие примесей в перекачиваемой воде вызывает быстрый износ сальниковой набивки, втулки вала. Проведенные исследования показали, что 40-50% вынужденных остановок насосного агрегата происходит из-за этого.

При работе насосного агрегата часть потребляемой электроэнергии, величина которой составляет 10% всей потребляемой мощности /4/, расходуется на преодоление механических потерь в центробежном насосе, основная часть которых затрачивается на преодоление сил трения в сальниковом уплотнении.

Для повышения эффективности работы насосных агрегатов был разработан экспериментальный образец ремонтного полимерного уплотнения и изготовлен на основании плана разработки и внедрения новой техники.

Данные уплотнения относятся к простейшим изделиям и были изготовлены согласно авторского свидетельства №20032692.

Испытания полиэтиленовых уплотнений проводились в лаборатории в одних и тех же условиях на одном и том же насосном агрегате, в котором традиционная сальниковая набивка заменялась на ремонтное уплотнение.

Энергетические характеристики насосного агрегата с различными уплотнениями снимались согласно ГОСТ 6134-71.

Фиксировались измерения напорных и энергетических характеристик одного и того же насосного агрегата с традиционной набивкой и полиэтиленовыми уплотнениями, полученные в процессе проведения предварительных испытаний.

В результате проведения предварительных испытаний было установлено, что применение на насосах типа Д ремонтного полимерного уплотнения позволило снизить потери потребляемой мощности и тем же самым повысить КПД насосного агрегата на 2,3-2,7%.

Время установки ремонтных полимерных уплотнений при снятой крышке насоса не превышают 5 мин.

Установлено, что обслуживание насосного агрегата с полимерным уплотнением является безопасным и удобным.

В процессе проведения испытаний не обнаружено никаких неисправностей.

Однако в ходе лабораторных испытаний не представлялось возможным определить износостойкость этих уплотнений и их влияние на износ втулок насоса, так как моделировать динамику мутности оросительной воды в течение поливного периода и гранулометрический состав примесей, содержащихся в воде, в лабораторных условиях невозможно. Ввиду этого испытания эффективности применения полимерных уплотнений были проведены в производственных условиях на насосных станциях Херсонского облводхоза.

К началу поливного сезона 2010 года в заводских условиях была установлена опытная партия ремонтных полиэтиленовых уплотнений. Данными уплотнениями были оснащены 19 насосов Д630-64 в Херсонском облводхозе.

В результате проведения приемочных испытаний было установлено следующее:

- уплотнения относятся к простейшим изделиям согласно ГОСТ 15.010-86;

- в результате проверки установлено соответствие ремонтного полиэтиленового уплотнения рабочей документации;

- установлена полная комплектность документации;

- качество изготовления ремонтного уплотнения удовлетворительное;

- установлено, что полиэтиленовые ремонтные уплотнения проработали без замены весь поливной период, на отдельных насосах они проработали 2500 часов. При мутности оросительной воды 20-25 мг/л за 1100 часов работы насосного агрегата износ полиэтиленовых уплотнений не превысил 2% от их первоначального веса. Износ защитной втулки вала насоса за 100 часов их эксплуатации составил в среднем 0,25 мм.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что опытные образцы ремонтных полиэтиленовых уплотнений выдержали приемочные испытания.

При мутности оросительной воды в пределах 12-90 мг/л и времени работы насоса 1800-1900 ч степень износа ограничительной втулки вала насоса составляет 0,3-0,8 мм. Такой износ не оказывает влияния на энергетические характеристики насосного агрегата. Традиционная набивка в этих же условиях изнашивает втулку до 2,5 мм, что в 6-8 раз больше, чем при использовании полимерных сальников.

Для определения экономической эффективности используется формула:

Е = (З₁ – З₂)·А,

где З₁ и З₂ – годовые затраты на объем одного насосного агрегата, укомплектованного насосами, оснащенными соответственно традиционной сальниковой набивкой и ремонтными полиэтиленовыми уплотнениями, грн.

А – количество насосных агрегатов.

Годовой экономический эффект от внедрения ремонтных уплотнений на насосах типа Д болгарского производства Д630-64 составляет 720 грн на один насос.

Всего от внедрения ремонтных полимерных уплотнений на насосах типа Д сэкономлено 13680 грн.

Себестоимость изготовления комплекта ремонтных уплотнений в заводских условиях на один насос составляет 250 грн.

Расчет экономической эффективности от внедрения уплотнений выполнено согласно акта и протокола проведенных испытаний, утвержденных в Госводхозе Украины в установленном порядке.

Литература:

1. Стефанов С. Относительно загубите от прекчеване электроснабдеваното на наполтелите помлени станции. – Селекостоп Техн., 1979. - №10 С.82-88.

2. Дашван С.М., Козлов С.В. Организация технического обслуживания стационарных подкачивающих насосных станций в поливной период. В кн. Основные вопросы совершенствования техники и технологии полива. - М., 1981. - С.83-91.

3. Хасанов Д.С., Атахаджаев Б. Параметры надежности сальниковой набивки насосов типа Ндс, эксплуатируемых на стационарных насосных станциях Андижанской области. – Труды ТИИМСХ. 1977. - вып.90 С.133-136.

4. Турк, Минаев В.И., Карелин В.Я. Насосы и насосные станции. Стройиздат, 1977. - с.279.