Marina 5

5/17/2018 Marina 5 - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/marina-5 1/54

Exploatarea, întreţinerea şirepararea pompelor şi

turbinelor



A. Exploatarea, întreţinerea şi repararea pompelor (1)

A.1. Supravegherea în timpul funcţionării

Supravegherea agregatului în perioada de funcţionare are scopul de a asiguraexploatarea normală a acestuia şi de a preveni producerea unor defecţiuni sauderanjamente datorate datorate unor cauze accidentale.

Pe parcursul func ţ ionării, se urmăresc următoarele elemente:

1. Funcţionarea liniştită a agregatului, care trebuie să aibă loc f ăr ă zgomoteanormale sau vibraţii puternice. Dacă regimul este silenţios, aceasta este o indicaţiecă montajul şi centrajul au fost corect efectuate. Vibraţiile şi trepidaţiile puternicesunt determinate în majoritatea cazurilor de un centraj defectuos;

2. Temperatura uleiului din lagărul pompei nu trebuie să depăşească cu mai mult de50ºC, temperatura mediului ambiant. Pentru aceasta, se va urmări ca nivelul de uleidin lagăr să corespundă cu reperul marcat pe indicatorul de nivel. Dacă uleiul are unnivel mai redus, faţă de reper, se va completa cu ulei de aceeaşi calitate.




Este contraindicată funcţionarea cu exces de ulei, deoarece aceasta provoacă unconsum suplimentar de energie şi, în acelaşi timp, conduce la o încălzire excesivă auleiului, datorită frecării acestuia cu piesele aflate în rotaţie.

Temperatura de funcţionare a rulmenţilor se verifică de obicei atingând cu mâna por ţiunile de lagăr din dreptul acestora. Orientativ se apreciază că dacă mâna poatesuporta câteva secunde contactul cu păr ţile respective, f ăr ă senzaţie de arsur ă,încălzirea poate fi considerată normală (40-50ºC). Verificarea se va face după cel

puţin ½ or ă de funcţionare, deoarece în această perioadă de timp se poate aprecia că

regimul termic s-a stabilizat. Dacă temperatura continuă să crească şi după acestinterval, atunci se va opri pompa, se va cerceta cauza şi se va remedia. Temperaturadiverselor păr ţi ale corpului pompei poate fi măsurată cu precizie cu ajutorultermometrelor de suprafaţă, care ar fi recomandabil să existe în dotarea unei staţiide pompare;





3. Etanşarea arborelui la ieşirea din carcasă trebuie să asigure o funcţionare f ăr ă pierderi abundente de lichid, la presetupele echipate cu garnituri moi, iar la celeechipate cu etanşări mecanice, să impiedice complet scă pările.

La etanşările moi, piuliţele presetupelor, se strâng moderat, la început cu mâna

liber ă, astfel încât să permită o uşoar ă scurgere de lichid, sub formă de picături,necesar ă r ăcirii şi ungerii garniturilor. O strângere prea puternică are ca efectîncălzirea excesivă a acestora, încălzire care se manifestă prin apariţia unui fumnegru în zona presetupei, arderea inelelor respective şi deteriorarea etanşării.

La pompele ale căror etanşări sunt prevăzute cu circuit exterior de r ăcire, spălaresau etanşare, robinetul care alimentează acest circuit se va regla astfel ca presiunealichidului auxiliar să depăşească cu 1-2 bar presiunea lichidului pompat;





4. Aparatele de măsur ă şi control trebuie observate în permanenţă, iar valorile parametrilor obţinuţi se notează în registrul de exploatare, la anumite intervalestabilite în funcţie de caracterul instalaţiei.

Corespunzător stadiului actual de dezvoltare a tehnicii, instalaţiile mai importantesunt automatizate, astfel încât pompele pot funcţiona şi f ăr ă o supraveghere strictă din partea personalului.





Avantajele principale ale automatizării pot fi rezumate astfel:

1. Eliminarea posibilităţii efectuării de manevre greşite, în timpul funcţionării,element care devine foarte important în special la agregatele de puteri mari;2. Protecţia motorului este asigurată în mod automat în timpul cât agregatul se află

în funcţiune;3. Economie de personal de supraveghere calificat.

În practică, automatizarea instalaţiilor de pompare, precum şi procedeele folosite, se bazează pe principiul variaţiei parametrilor energetici ai agregatului: depresiunea în

conducta de aspiraţie, presiunea în conducta de refulare, debitul refulat, intensitateacurentului electric de alimentare, nivelele limită ale lichidului din rezervorul deaspiraţie sau refulare, temperatura lagărelor etc.





A.2. Deranjamente funcţionale şi metode de remediere

În perioada exploatării, la agregatele de pompare pot apărea anumite incidente

funcţionale care au ca efect un regim de lucru defectuos al instalaţiei, sau chiar oprireaei din funcţiune.

I. Pompa nu se amorsează

Cauze Remedieri

Sorbul cu clapetă nu îndeplineştecondiţia deetanşeitate, astfelcă umplerea pompei cu lichid

nu mai poate fiasigurată.

Se demontează sorbul şi se verifică starea suprafeţelor de etanşareale clapetei şi ale sorbului. Dacă acestea prezintă urme de corodare,zgârieturi sau lovituri, se vor remedia prin prelucrare sau şlefuire cuşmirghel fin, în funcţie de mărimea, forma şi adâncimea rizurilor.Se verifică dacă clapeta nu r ămâne blocată în poziţia „deschis”,datorită uzurilor articulaţiei clapetei. Dacă se constată uzuri mai

pronunţate, se vor înlocui piesele uzate.

Traseulconductei deaspiraţie de lasorb până la gura

de aspiraţie a pompei nu esteetanş.

Se verifică etanşeitatea conductei de aspiraţie, cu scopul de a preveni pătrunderea aerului în sistemul de aspiraţie prin eventualefisuri sau pori. Această verificare este de obicei greu de realizat, dincauza poziţiei dificile a traseului conductei de aspiraţie (puţuri,

rezervoare închise), astfel că în majoritatea cazurilor se poateverifica doar execuţia îmbinărilor, strângerea şuruburilor flanşelor,racordarea robineţilor şi aparatelor de măsur ă (vacuummetre,manometre), strângerea presetupei etc.





II. Pompa se dezamorsează

Cauze RemedieriDebitul pompei este mai maredecât debitul de colectare înrezervorul de aspiraţie, astfel că la

un moment dat sorbul r ămânedescoperit, permiţând pătrundereaaerului în conducta de aspiraţie.

Se verifică nivelul lichidului în rezervorul deaspiraţie şi se iau măsuri ca acesta să nu scadă subnivelul minim prevăzut iniţial.

Pătrunderea aerului în sistemul deaspiraţie, datorită unor cauze

accidentale – fisuri, deterior ări alegarniturilor flanşelor, slă biri alestrângerii flanşelor etc. –

provocate de trepidaţiileagregatului.

Se verifică etanşeitatea îmbinărilor conductei deaspiraţie şi se strâng şuruburile flanşelor.




Cauze Remedieri

Lipsa lichidului în rezervorul deaspiraţie.

Se verifică nivelul lichidului în rezervorul de aspiraţie şi se iau măsuri ca sorbul să nur ămână descoperit.

Amorsarea pompei nu este realizată. Se verifică dacă pompa este amorsată (vana de refulare fiind închisă, manometrultrebuie să indice presiunea maximă).

Vana de refulare a fost uitată în poziţiaînchis.

După amorsarea pompei se verifică vana de refulare şi se deschide corespunzător necesităţilor.

Sita sorbului este înfundată cu suspensii. Se verifică sorbul şi se desfundă ochiurile sitei.

Clapeta sorbului este blocată în poziţiaînchis, datorită uzurilor articulaţiei saulipirii de garnitura de cauciuc.

Se verifică funcţionarea clapetei şi se înlocuiesc piesele uzate şi garnitura din cauciuc.

Sens de rotaţie inversat. Se verifică sensul de rotaţie al maşinii de antrenare şi se iau măsuri ca acesta să

corespundă cu cel indicat de săgeata de sens a pompei.Se găsesc pungi de aer pe traseul deaspiraţie.

Se verifică modul de execuţie a traseului de aspiraţie; dacă acesta este astfel construitîncât crează posibilitatea formării unor pungi de aer, se va modifica instalaţia înconformitate cu recomandările referitoare la condiţiile conductei de aspiraţie.

Funcţionare în regim intens de cavitaţie. Funcţionarea în regim intens de cavitaţie se manifestă prin zgomote caracteristice,asemănătoare cu cele provocate de o avalanşă de pietre sau de un fier ăstr ău circular. În

această situaţie, pompa se va opri imediat, urmând să se procedeze la înlăturareacauzelor care generează funcţionarea într-un astfel de regim: înălţime de aspiraţie cedepăşeşte posibilitatea de aspiraţie a pompei, temperatura prea ridicată a lichidului,creşterea rezistenţelor hidraulice de pe traseul de aspiraţie etc.


III. Pompa nu realizează debitul





IV. Pompa nu realizează înălţimea de refulare (1)

A. Manometrul nu indică nici un fel de presiune, când vana de refulare este complet

închisă:

Cauze Remedieri

Lipsa lichidului în rezervorul de aspiraţie. Se verifică nivelul lichidului şi se iaumăsuri corespunzătoare.

Amorsarea pompei nu este realizată. Se aplică măsurile deschise la capitolul privind defecţiunile deamorsare.

Sita sorbului este complet înfundată. Se desfundă sita sorbului.

Clapeta sorbului blocată în poziţia închis. Se verifică clapeta şi se deblochează.





IV. Pompa nu realizează înălţimea de refulare (2)

B. Vana de refulare este complet închisă , iar manometrul indică o presiune

redusă:




A.3. Repararea pompelor centrifuge

La pompele centrifuge, piesele cele mai expuse la uzur ă, atât abrazivă cât şi

corozivă, sunt: rotorul, labirin ţ ii, arborele, buc şa de protec ţ ie a arborelui(bucşa de uzur ă), etan şarea mecanică , garniturile moi şi lag ărele.

Carcasele de aspiraţie şi refulare nu constituie de obicei piese de uzur ă, eleavând pereţii mult mai groşi decât ai rotorului. În cazul vehiculării unor lichide puternic abrazive, carcasele sunt protejate cu blindaje confecţionatedin materiale cu mare rezistenţă la uzur ă. Rotorul reprezintă una dintre celemai importante piese ale pompei, şi de aceea se recomandă ca, în caz deconstatare a uzurii înaintate, el să se înlocuiască cu altul original, procurat dintimp de la furnizor ca piesă de schimb. Uzura rotorului se manifestă princiupituri, ştirbituri, discontinuităţi ale formei, subţieri de pereţi, ovalizări alealezajului butucului, deformări ale canalului de pană etc.





Indiferent de procedeul de confecţionare a unui rotor, fie prin turnare, fie prinsudare-nituire, materialul din care este alcătuită piesa nu poate fi perfectomogen, astfel încât în timpul rotirii apar mase neechilibrate, care înfuncţionare dau naştere la for ţe şi momente ce provoacă vibraţii ale întreguluiansamblu. Efectele unei astfel de funcşionări se manifestă negativ asupra

pieselor pompei şi conduc în final la uzura prematur ă a acestora şi la

întreruperea funcţionării. Pentru a evita apariţia acestui fenomen este necesar ca după prelucrare, fiecare rotor să fie supus unei operaţii de echilibrare şianume: statică şi dinamică.





Dacă atelierul nu este dotat cu o maşină de echilibrare dinamică, atunci se procedează la echilibrarea statică, care poate fi realizată de orice atelier de reparaţii,deoarece ea nu necesită utilaje complicate. Acest gen de echilibrare se realizează astfel:

1. se confecţionează un dispozitiv alcătuit din două prisme ce se aşează pe doisupor ţi care permit rotirea rotorului;

2. rotorul se introduce pe un arbore executat special pentru acestă operaţie, iar ansamblul se aşează cu fusurile arborelui pe cele două prisme;

3. se imprimă rotorului o mişcare de rotaţie şi se localizează zona care revineîn poziţia cea mai de jos. Se marchează cu o cretă locul respectiv, din care urmează să

se îndepărteze apoi o anumită cantitate de material. Această operaţie se realizează prin

frezare, cu ajutorul unei freze deget, după care ansamblul se verifică din nou pedispozitivul cu prisme. Operaţia se repetă până ce, învârtind rotorul, acesta îmâne într-un echilibru indiferent. În scopul determinării precise a cantităţii de material ce trebuieîndepărtată, pe circumferinţa rotorului se pot agăţa sau lipi diverse mase, până laobţinerea echilibrului indiferent. Ulterior acestea se cântăresc şi se stabileşte astfel

cantitatea de material ce trebuie îndepărtată. Degajarea materialului prin frezare provoacă o subţiere a peretelui discului rotorului, care nu trebuiesă depăşească în niciun caz mai mult de jumătate din grosimea acestui disc.





Pentru obţinerea unei echilibr ări cât mai corecte, dispozitivul trebuie să satisfacă următoarele condiţii:

- prismele trebuie să fie perfect paralele şi orizontale.Suprafaţa lor de lucru trebuie să fie suficient delată, pentru a nu lăsa urme pe fusurile arborelui, la rotoarele mai grele. Totodată, în scopul reduceriicoeficientului de frecare, această suprafaţă trebuie finisată prin şlefuire;- arborele trebuie de asemenea să aibă fusurile bine şlefuite şi executate cu o mare precizie. Deexemplu ovalitatea maximă admisă este de 0,01 mm. În fig. 1 este prezentat un dispozitiv de

echilibrare statică a rotoarelor pompelor centrifuge.

Fig. 1 Dispozitiv de echilibrare statică a rotoarelor pompelor centrifuge





O altă piesă importantă a pompelor centrifuge, care determină duratadintre două reparaţii, este arborele. Păr ţile cele mai supuse la uzur ă aleacestuia sunt: por ţiunea pe care freacă garniturile de etanşare (la arboriicare nu sunt prevăzuţi cu bucşă de protecţie), por ţiunile pe care freacă inelele de etanşare din cauciuc (siemeringurile), precum şi păr ţile carevin în contact cu lichidul vehiculat şi care sunt supuse uzurii prin

coroziune. Totodată arborele mai sufer ă deformaţii de încovoiere şitorsiune.

Desigur, confecţionarea unui arbore nou este preferabilă, mai ales la pompele de dimensiuni mici, deoarece acest lucru este uşor de realizat

în cadrul unui atelier de reparaţii, care dispune de câteva maşini unelteuniversale – strung, freză. Prelucrarea se va face numai pe baza unuidesen de execuţie, care trebuie procurat de la uzina constructoare, iar dacă acest lucru nu este posibil, se întocmeşte un desen după model,măsurându-se cât mai precis por ţiunile uzate.





Un arbore poate să se defecteze în timpul funcţionării datorită unor cauzeaccidentale – şocuri la pornire, variaţii bruşte ale sarcinii de refulare – şi să capete astfeldeformaţii permanente care influeţează negativ comportarea agregatului (vibraţii,zgomote). De obicei, aceste deformaţii reprezintă încovoieri ale arborelui, în diverse plane,iar remediul constă în îndreptarea acestuia cu ajutorul unor prese mecanice cu şurub sau aunei prese hidraulice. În funcţie de natura şi mărimea deformaţiilor, îndreptarea se poate

face la rece sau la cald, prin încălzirea arborelui. Această încălzire trebuie să se facă local,în por ţiunea în care săgeata este maximă, iar în acest scop se utilizează dispozitive cucurenţi de inducţie, de genul celui prezentat în figura 2.

Fig. 2 Dispozitiv cu curenţi de inducţie





Pentru ca arborele să devină maleabil la cald, el trebuie încălzit local până la temperatura de 600...800ºC. După atingerea temperaturii necesare, seîndepărtează inductorul şi se presează arborele în zona săgeţii maxime.

După presare se execută operaţiile de verificare cu ajutorul unuicomparator, aşezat pe masa presei de îndreptat. Operaţia se continuă până ce

bătaia arborelui se înscrie în limitele toleranţei de 0,01-0,02 mm.

În fig. 3 se prezintă schematic modul de îndreptare a unui arbore.

Fig. 3 Schema modului de îndreptare a unui arbore





Nu este recomandabil ca încălzirea locală să se facă cu flacăr ă oxiacetilenică, deoarece viteza de încălzire este neuniformă, iar arborele r ămânecu tensiuni interne periculoase.

Canalele de pană deformate pot fi reparate fie prin practicarea unui altcanal în partea opusă, fie prin lărgirea canalului uzat, ceea ce impune utilizarea

unei alte pene. De acest lucru trebuie să se ţină seama şi la piesa care semontează pe arbore: rotor, bucşă, cuplă.

La arborii pompelor centrifuge, zona cea mai afectată de uzur ă o

reprezintă suprafaţa pe care freacă garniturile de etaşare ale presetupei. Deaceea, la construcţiile moderne, arborele este protejat în acestă zonă cu o bucşă de uzur ă care poate fi lesne înlocuită.





O altă piesă a pompei supusă la uzur ă este inelul labirint. Scopul săueste asemănător cu cel al bucşei de uzur ă, el protejând pragurile carcasei deaspiraţie a pompei, precum şi zona de etanşare dintre carcasă şi rotor.

Inelul labirint se uzează datorită acţiunii particulelor abrazive carecirculă prin interstiţiul format de inel şi rotor. Uzura lui conduce la creştereadebitului parazitar prin interstiţiu şi prin aceasta la înr ăutăţirea caracteristicilor

hidraulice ale pompei. El poate fi înlocuit cu uşurinţă.În figura 4 este prezentată secţiunea printr-un inel labirint, cu

toleranţele şi calităţile suprafeţelor respective.

Fig. 4 Secţiunea printr-un inel labirint





Inelele labirint se confecţionează din bucşe din fontă turnată sau din bucşe din bronz. Dacaă nu se pot procura ca piese de schimb, inelelelabirint se vor executa pe un strung universal pe care-l posedă oriceatelier de reparaţii.

Un alt organ al pompei centrifuge, care este supus acţiunii uzurii, este presetupa. Dacă etanşarea se realizează cu garnituri moi, atunci acesteasunt supuse uzurii datorită frecării ce are loc la contactul cu suprafaţa

bucşei de uzur ă. Dacă lichidul vehiculat este încărcat cu particuleabrazive, uzura garniturilor progresează rapid şi acestea trebuie

înlocuite foarte des. Avantajul garniturilor moi constă în faptul că ele pot fi procurate şi înlocuite cu uşurinţă, f ăr ă a fi necesar ă în acest scopdemontarea pompei; confecţionarea inelelor se poate face chiar la loculde exploatare.





În afar ă de piesele de mare uzur ă descrise anterior, la o pompă centrifugă, uzura se manifestă şi la lag ărele de sprijin ale arborelui. Înmarea lor majoritate, pompele centrifuge sunt prevăzute cu lagăre curulmenţi, iar uzura specifică a acestora se manifestă asupra bilelor şi acăilor de rulare. Uzura rulmenţilor se poate datora următoarelor cauze:sarcini prea mari, turaţii prea ridicate, ungere insuficientă, montaj

necorespunzător (ajustaje prea strânse care conduc la deformarea căilor de rulare) etc. Trebuie subliniat că şi o ungere excesivă conduceindirect la uzur ă, deoarece introducerea unei cantităţi de lubrifiant maimari decât cea prescrisă are ca efect supraîncălzirea ansamblului lagăr,topirea lubrifiantului şi pierderea calităţii sale de ungere. În timpulfuncţionării, uzura rulmenţilor se manifestă printr-un zgomot destul de

puternic, specific, însoţit de trepidaţia agregatului. Starea rulmenţilor severifică ori de câte ori se efectuează o reparaţie la pompă.





Verificarea jocului în rulment se face astfel: se decuplează pompa demotorul de antrenare, se apucă cupla pompei cu ambele mâini, aşezateopus la 180º şi i se imprimă o mişcare de cuplu în planul axului. Seroteşte cupla cu un sfert de rotaţie şi se repetă operaţia. Dacă seconstată un joc oricât de neînsemnat, se procedează astfel: secontrolează ajustajul cuplei pe arbore, observând dacă acesta are joc şi

se mişcă. Cupla trebuie să fie fixată pe arbore, deoarece ea se montează cu un ajustaj intermediar de tipul H7/j6. Dacă ajustajul este corect şicupla nu se mişcă, atunci jocul nu se poate datora decât uzuriirulmenţilor. Se demontează lagărul şi se scoate arborele împreună curulmenţii. Se spală ansamblul în petrol sau tricloretilenă pentru a seîndepărta unsoarea, se usucă şi apoi se verifică manual. La rotirea căilor de rulare nu trebuie să se simtă nici un fel de rezistenţă, iar jocul radialşi axial (la rulmenţii radiali cu bile) trebuie să fie practic imperceptibil.Căile de rulare şi bilele trebuie să fie în perfectă stare, f ăr ă urme dezgârieturi sau ciupituri. În cazul când un rulment nu satisface acestecondiţii, el trebuie înlocuit. Personalul calificat care execută reparaţia

unei pompe trebuie să posede experienţa necesar ă pentru a apreciastarea de uzur ă a unui rulment.





Demontarea pompei din fig. 5, în păr ţile ei componente, se face înordinea următoare:

- se demontează semicupla de pe arbore cu ajutorul unei prese cu gheare;- se desfac piuliţele ce fixează capacul de aspiraţie 1 de carcasa de refulare 2.Dacă acest capac este prevăzut cu două sau trei şuruburi de depresare, prin

strângerea acestora, capacul se îndepărtează de carcasă şi poate fi extras de pe por ţiunea de centrare. Dacă nu sunt prevăzute şuruburi de depresare, în specialla pompele de dimensiuni reduse, scoaterea capacului se face prin lovituriuşoare, aplicate prin intermediul unei bucăţi de lemn sau metal moale, pe spatele

flanşei capacului, de jur împrejur, tr ăgând în acelaşi timp capacul spre exterior;- se desface piuliţa 3 care fixează rotorul pe arbore;- se scoate apoi rotorul de pe arbore. De regulă acesta se extrage relativ uşor,deoarece este montat cu un ajustaj alunecător. Există mai multe soluţii deextragere a rotorului şi anume:





Fig. 5 Schema constructivă a unei pompe centrifuge





Demontarea pompei din fig. 5, în păr ţile ei componente, se face înordinea următoare:

- se demontează semicupla de pe arbore cu ajutorul unei prese cu gheare;- se desfac piuliţele ce fixează capacul de aspiraţie 1 de carcasa de refulare 2.Dacă acest capac este prevăzut cu două sau trei şuruburi de depresare, prin

strângerea acestora, capacul se îndepărtează de carcasă şi poate fi extras de pe por ţiunea de centrare. Dacă nu sunt prevăzute şuruburi de depresare, în specialla pompele de dimensiuni reduse, scoaterea capacului se face prin lovituriuşoare, aplicate prin intermediul unei bucăţi de lemn sau metal moale, pe spatele

flanşei capacului, de jur împrejur, tr ăgând în acelaşi timp capacul spre exterior;- se desface piuliţa 3 care fixează rotorul pe arbore;- se scoate apoi rotorul de pe arbore. De regulă acesta se extrage relativ uşor,deoarece este montat cu un ajustaj alunecător. Există mai multe soluţii deextragere a rotorului şi anume:





Există mai multe soluţii de extragere a rotorului şi anume:a. Dacă situaţia o permite, se introduc în spatele discului rotor două levieresubţiri sau două şurubelniţe, diametral opuse, şi se extrage spre exterior, aşa cumse arată în fig. 6.

Fig. 6 Schema de demontare a unei pompe

În timpul acţionării cu cele două şurubelniţe, o altă persoană, prin

intermediul unei bucăţi de lemn sau de metal moale (bronz, aluminiu), aplică încapătul arborelui lovituri ferme de ciocan, f ăr ă a se exagera.





Există mai multe soluţii de extragere a rotorului şi anume: b. Dacă construcţia pompei nu permite introducerea şurubelniţelor, se confecţionează două

cârlige care se introduc în găurile de echilibrare ale rotorului; apoi rotorul se extrage spreexterior, concomitent cu aplicarea loviturilor de ciocan, aşa cum s-a ar ătat şi în primul caz.c. Dacă rotorul opune totuşi rezistenţă şi nu poate fi extras prin metodele indicate anterior,aceasta se datoreşte unui ajustaj iniţial realizat prea strâns sau ruginirii suprafeţelor de centrare;în acest caz, pentru demontare , se procedează astfel: se desfac piuliţele care fixează carcasa 2 a

pompei de lagărul 4, apoi se deşurubează piuliţele presetupei 6 şi se strâng şuruburile dedepresare ale lagărului. Dacă pompa nu este prevăzută cu astfel de şuruburi, se aplică lovituri deciocan, numai prin intermediul unei bucăţi de lemn sau metal moale, în carcasa pompei, pentru ao scoate de pe pragul de centrare.După anularea interstiţiului dintre discul posterior al rotorului şicarcasă, rotorul se va spijini direct pe carcasă şi va fi scos concomitent cu aceasta. Lagărulîmpreună cu arborele r ămân ca un subansamblu separat de pompă, iar demontarea lui se face

astfel: se desfac şuruburile de fixare ale capacelor de lagăr 5 şi se scot capacele respective. Seaplică apoi lovituri de ciocan într-unul din capetele arborelui, de asemenea numai prinintermediul unei bucăţi de lemn sau metal moale, până ce rulmenţii sunt scoşi din alezajele decentrare ale lagărului. În continuare, se scot: presetupa 6, garniturile din azbest grafitat sauetanşarea mecanică, inelul laternou 7 şi bucşa de uzur ă. Demontarea inelelor labirint este mai

dificilă, deoarece ele sunt presate în locaş; de aceea, dacă se constată o uzur ă pronunţată careimpune înlocuirea, ele se pot tăia cu atenţie cu ajutorul unei dălţi.





Demontarea rulmenţilor de pe arbore, dacă situaţia o cere, se faceconform regulilor generale de demontare a rulmenţilor, care se găsesc încataloagele de rulmenţi sau în manualele de specialitate şi care în principiurecomandă respectarea următoarelor condiţii:

- transmiterea efortului, de la scula de demontare la unul din cele două inele, nu

se va face prin intermediul corpurilor de rulare;- se va acţiona întotdeauna asupra inelului care este montat cu strângere, fie pearbore, fie în carcasă;- este recomandabilă utilizarea preselor cu gheare, ori de câte ori construcţia o

permite.

Trebuie menţionat că în tehnica modernă, montarea şi demontarearulmenţilor se face cu ajutorul unor dispozitive hidraulice, denumite şi „piuliţehidraulice”.





În fig. 7 şi 8 sunt prezentate soluţiile corecte de demontare a rulmenţilor

de pe arborele unei pompe centrifuge monoetajate.

Fig. 7 Schema rudimentar ă de demontare a rulmenţilor

Fig. 8 Schema de demontare a rulmenţilor cu dispozitive





După demontarea rulmenţilor, operaţiile de demontare a pompei pot ficonsiderate terminate. În continuare, se cur ăţă şi se spală piesele cu

petrol sau tricloretilenă, apoi se verifică starea fiecăreia. Piesele uzatese înlocuiesc cu piese de schimb originale, sau se repar ă aşa cum s-aar ătat anterior.

Montarea pompei se face în ordinea inversă a demontării. Pentru

rulmenţi sunt valabile aceleaşi reguli generale, prevăzute şi lademontare, dar aici mai pot fi aplicate şi alte procedee, de exempluîncălzirea în băi de ulei la temperatura de 70-80ºC.

Instalaţia de încălzire este destul de simplă şi poate fi confecţionată în

cadrul oricărui atelier de reparaţii. Ea se compune dintr-o cuvă ceconţine uleiul fierbinte în care se introduc rulmenţii, aşezaţi pe supor ţiadecvaţi. Încălzirea se realizează electric cu ajutorul unei rezistenţemontate la partea inferioar ă a cuvei. Rezistenţa nu trebuie să vină încontact cu uleiul.



B. Exploatarea, întreţinerea şi repararea turbinelor (1)

B.1. GENERALITĂŢI

În tehnica modernă s-au impus trei tipuri de turbine principale: Kaplan,Francis şi Pelton. În ultimul timp, din acestea au derivate turbinele Bulb, care

sunt de fapt Kaplan f ăr ă camer ă în spirală şi turbinele Deriaz-Kviatkovski, caresunt turbinele Francis cu paletele rotorului reglabile.Fiecare tip de maşină îşi are un domeniu de utilizare, în care prezintă

indici de funcţionare tehnico-economici ridicaţi (fig. 9).

Fig. 9 Domeniul de utilizareal turbinelor




B.1.1. TURBINA KAPLAN

Turbinele Kaplan şi cele elicoidale sunt utilizate cu eficienţă maximă în zonacăderilor mici, H = 10 – 50 (75) m şi debitelor foarte mari, ajungând până la debite de Q =

700 - 800 m3/s.Elementele constructive ale turbinei Kaplan (fig. 10) sunt următoarele: cameraspirală (1), statorul cu palete fixe (2), inelele superioare şi inferioare ale statorului (3),

paletele mobile ale aparatului director (4), pivotul paletei aparatului director (5), inelulsuperior al aparatului director (6), butucul rotorului paletei (7), tija servomotorului

rotorului (8), arborele turbinei (9), rotorul alternatorului (10), lagărele de (ghidaj)conducere (11) şi (12), labirintul rotorului (13), camera de acumulare a debitului pierdut prin şicană (14), pompa de epuisment (15), inelul superior al rotorului (16), inelul dereglare (17), servomotorul aparatului director (18), bielele servomotorului (19), biela (20)şi bieleta (21) paletelor aparatului director, sistemul de blocare a inelului aparatului

director (22), carcasa arborelui motor (23), pompe pentru ambalare cu limitatori deambalare (24), inelul de distanţare (25), patinele lagărului axial (26), inelul de bază allagărului axial ce susţine patinele lagărului (27), tetrapodul ce susţine lagărul axial (28),

butucul rotorului alternatorului (29), inelul alunecător al lagărului axial pentru preluareaîmpingerii axiale şi a greutăţii păr ţii rotitoare (30), baia de ulei a lagărului axial (31),

sistemul de aducere a aerului, cu o anumită presiune creată de rotorul alternatorului la baia de ulei (32), bateria de cricuri hidraulice pentru ridicarea, în stare de repaus, a păr ţilor rotitoare a turbinei (33), frâne cu aer ce permite oprirea grupului, tubul de aspiraţie (34).





Fig. 10 Turbina Kaplan





Camera în spirală face legătura între canalul de aducţiune şi aparatuldirector, asigur ă o repartiţie uniformă a debitului pe toată periferia aparatului

director sau a statorului şi crează condiţiile necesare intr ării în rotor (apariţiaunei circulaţii şi a unor viteze mari). Este, împreună cu statorul, cu paleteleacestuia, un element de rezistenţă, putând prelua anumite for ţe pe care letransmite fundaţiei.

Aparatul director, prin construcţia sa, asigur ă variaţia debitului ce intr ă în rotor, respectiv a cuplului (puterii) turbinei, precum şi circulaţia curentului dela intrare în rotor necesar ă funcţionării optime.

Rotorul este format dintr-un butuc şi palete, care prin intermediul unuiservomotor şi al unui mecanism se pot roti chiar în timpul funcţionării, ceea ceasigur ă o reglare dublă a turbinei şi funcţionarea acesteia la regimuri optimizate.Sediul transformării energetice în turbină o constituie rotorul.




B.1.2. TURBINA FRANCIS

Acest tip de turbină se comportă optim în domeniul căderilor mijlocii

H = (50) – 70 – 450 (500) m şi debitelor mijlocii.

Păr ţile constructive cele mai importante pot fi urmărite în fig. 11 şi 12:camera spirală (1), rotorul cu paletele (2), sistemul de etanşare dintre arborele şi

partea superioar ă a turbinei (3), sistem de etanşare auxiliar (49, lagăr de ghidaj(5), camera pompei de ulei a dinamului tachimetric şi limitatorului de ambalare(6), sistemul de susţinere al carcasei camerei pompei de ulei (7), inelul dereglare al aparatului director (89, paletele aparatului director (9), sistemul de

preluare a for ţelor axiale ce acţionează asupra paletei directoare (10),servomotorul aparatului director (11), arborele turbinei (129, tubul de aspiraţie (13).





Fig. 11 Turbina Francis (secţiune)





Fig. 12 Turbina Francis (vedereaxonometrică)

Camera în spirală, statorul, aparatul director şi tubul de aspiraţieconstructiv şi funcţional sunt la fel ca şi la turbinele Kaplan.




B.1.3. TURBINA PELTON

Acest tip de turbină se utilizează de preferinţă în domeniul căderilor mari, H = 2000 – 3000 m şidebitelor mici, unde a ajuns la randamente de ηmax = 92 – 92,5 % şi la greutăţi specifice de Gsp = 31 N/kW.

Păr ţile constructive cele mai importante ale unei turbine de tipul Pelton pot fi urmărite în fig. 13.Rotorul (1) cu paletele în formă de cupe (2) şi arborele (3), injectorul (4), diuza injectorului (5), acul injectorului(6), sistemul de reglare al acului (7), deflectorul (8), sistemul de reglare al deflectorului (9), carcasa turbinei (10)şi sistemul de frânare al rotorului (11).

Fig. 13 Turbina Pelton




B.1.3. TURBINA PELTON

Rotorul cu paletele este sediul transformării energiei. Acesta este realizat dintr-un disc, pe periferia căruia sunt dispuse paletele de forma unor cupe. Paletele

sunt asamblate pe disc prin buloane, iar uneori rotorul este o construcţiemonobloc.

Injectorul format din diuză şi ac, construite din profile conjugate, asigur ă variaţia debitului şi aducerea curentului spre rotor sub forma unei vâne

compacte.

Sistemul de reglare, prin deplasarea acului injectorului, realizează variaţiadebitului, creând astfel echilibrul dintre cuplul motor şi cel rezistent, la turaţieconstantă.

Deflectorul permite tăierea şi devierea vânei de curent într-un timp foarte scurt,asigurând astfel adaptarea rapidă a cuplului turbinei la cuplul rezistent, f ăr ă acrea suprapresiuni nepermise în conducta de aducţiune.




B.1.4. TURBINA BULB

Această turbină este un tip derivat al turbinei Kaplan dispusă orizontal, căreia îilipseşte camera în spirală, iar tubul de aspiraţie este drept, ceea ce conduce la

un curent axial în planul meridional. Generatorul a fost dispus la început înexteriorul turbinei, la periferia rotorului, iar pe urmă în interiorul unei capsule(unui bulb).

Deşi primele brevete datează din anul 1930-1933, construcţia lor ia un avânt

deosebit abia după anul 1950, când se realizează primele centralemareemotrice, în scopul utilizării energiei mareelor. În final s-a ajuns la oconstrucţie foarte compactă, denumită Bulb (fig. 14). Prezintă caracteristicioptime de funcţionare în domeniul căderilor joase, H = 0,5 – 15 m şi debitefoarte mari. Curgerea axială comportă numeroase avantaje. Repartiţia mai bună a vitezelor la alimentarea rotorului permite o creştere a debitului specific,respectiv a puterii specifice. Rezultă de aici o reducere a diametrului rotorului,respectiv a dimensiunilor acestei turbine faţă de cea clasică, de tip Kaplan,cu 2 – 7 %.




B.1.4. TURBINA BULB

Elementele constructive importante ale unei turbine bulb, prezentate în fig. 6, sunt: butucul rotorului (1), paletele rotorice (2), paletele aparatului director (3), paletele fixe sau

statorice (4), rotorul alternatorului (5), statorul alternatorului (6), arborele turbinei şi algeneratorului (7), capsula sau bulbul (8), lagărul axial (9), tubul de aspiraţie (10).

Fig. 14 Turbina Bulb




B.2. Turbina hidraulică tip KOT 28 – 7,45

Turbina hidraulică de tip KOT 28 – 7,45 este o turbină de tip Kaplan (K),orizontală (O), tubular ă (T), cu o putere la cuplă de 28 MW, la căderea netă de7,45 m; turbina se cuplează direct cu un generator trifazic capsulat, cu o puterede 27 MW.




B.2.1. Acţionarea în caz de defecţiuni şi avarii

În caz de defect se va acţiona astfel:

1. apar pierderi de ulei: se identifică partea de instalaţie în care sunt pierderi şise anunţă şeful ierarhic operativ şi cel administrativ;

2. termometrele nu mai fucţionează corect (se compar ă cu indicaţia STH sau cualte termometre): se anunţă şeful ierarhic pe cale operativă;

3. temperaturi anormale (crescute) la unul dintre lagăre: dacă este însoţită decreşterea temperaturii la ieşirea uleiului din lagăr se verifică filtrele dacă sunt înfundate;dacă nu trebuie verificat lagărul (în ambele cazuri este anunţat şeful ierarhic pe caleoperativă pentru a se trece pe filtrul de rezervă, respectiv pentru a se lua măsurilenecesare pentru oprirea maşinii);

4. bolţ rupt la palele aparatului director: este anunţat şeful ierarhic pe caleoperativă, pentru a se interveni (se opreşte maşina cu vana de închidere rapidă – VIR)cu o echipă de la reparaţii. Dacă până soseşte echipa de intervenţie apare o altă protecţiecare necesită oprirea sau descărcarea maşinii se va ada comanda de închidere VIR;

î i i i (14)




B.2.1. Acţionarea în caz de defecţiuni şi avarii

În caz de defect se va acţiona astfel:

5. apă infiltrată în capsulă: se verifică etanşarea de lucru şi întreaga capsulă şidupă identificarea locului prin care se infiltrează apa va fi anunţat şeful ierarhic pe caleoperativă şi administrativă pentru a se lua măsurile necesare remedierii;

6. presiune scăzută în acumulator: se verifică funcţionarea pompelor grupului deulei sub presiune – GUP, dacă acestea funcţionează corect se verifică conductele şi

întreg circuitul până la servomotoare să nu existe pierderi de ulei, fiind anunţat şefulierarhic pe cale operativă;7. traductoarele de circulaţie: ulei sau rotor indică o scădere a circulaţiei; se

compar ă cu circulaţia pe vizor sau cu presiunea indicată la presostat şi se verifică filtrelede ulei la lagăre;

8. cablu de readucere rupt, la rotor sau la aparatul director: dacă regulatorul este pe automat, se anunţă şeful ierarhic pe cale operativă, iar pe manual se trece la oprireamaşinii;

9. temperatura uleiului la ieşirea din lagăre crescută: se verifică circulaţia pelagăr (dacă filtrele nu sunt înfundate), respectiv funcţionarea pompei de apă tehnică şi a

r ăcitorilor;10. temperatura apei la ieşire distilat crescută: se verifică buna circulaţie în r ăcitori şi apa

tehnică.

B E l t î t ţi i t bi l (15)




B.2.2 Sistemul de răcire al rotorului hidrogeneratorului

B.2.2.1 Descrierea sistemului

Sistemul de r ăcire este destinat evacurii căldurii care apare în bobinajulrotorului generatorului electric, în diferite regimuri de funcţionare. Acest lucru se facecu ajutorul apei distilate care circulă în sistem, la rândul ei r ăcită cu apă tehnică înr ăcitoare instalate în exteriorul capsulei. Sistemul include următoarele echipamente:

- rezervor de apă de scurgere cu volumul de 6m3;- două pompe (una de lucru şi una de rezervă), cu debitul de 39m3/h şiînălţimea de pompare de 70m, electromotorul de antrenare având puterea de 22 KW;

- două schimbătoare de căldur ă (unul de lucru şi altul de rezervă);- două filtre de cur ăţire mecanică (unul de lucru şi altul de rezervă);- filtru magnetic;- filtru cu schimbător de ioni.







Apa distilată circulă pe un circuit închis: rezervor de scurgere – pompă – schimbător de căldur ă – filtru de cur ăţire mecanică (FM) – filtru magnetic(FMg) – înf ăşur ările rotorului – rezervor de scurgere (fig. 15).

Filtrul cu schimbător de ioni (FI) este conectat în sistem între conducta sub presiune şi linia de aspiraţie a pompelor, fiind pus în funcţiune periodic,manual. Debitul de apă distilată din sistem este de 30m3/h.







Fig. 15 Circuitul închis al apei distilate

B Exploatarea întreţinerea şi repararea turbinelor (18)






Sistemul cu armătur ă complet deschisă asigur ă, cu o anumită rezervă, debitulnecesar de apă; reglarea acestuia se face cu ajutorul unui ventil 9.1 dispus în amonte defiltrul magentic. Controlul debitului de apă din sistem se face pe baza pierderilor măsurate pe diafragmă cu manometrul diferenţial 9.

Umplerea sistemului cu apă distilată se face de la magistrala comună acentralei, volumul vehiculat în sistem fiind de circa 6,5m3 din care: în rezervorul descurgere circa 3,5m3, în fiecare schimbător de căldur ă circa 0,4m3, în conducte circa2m3 şi în înf ăşur ările rotorului circa 0,25m3. Volumul rezervorului de scurgere estesuficient pentru scurgerea apei distilate în cazul opririi de avarie a pompelor.

Golirea sistemului în timpul reparaţiilor se face în drenaj prin ventilele 1, 10, 5şi 6.

Izolarea celor două schimbătoare de căldur ă se face prin deschiderearobinetului 4.1 şi închiderea robinetelor 5.1, 5.2, 6.1 şi 6.2.






B.2.2.2 Indicaţii privind exploatarea (1)

a. Exploatarea echipamentului principal al circuitului pompe, schimbătoare decăldur ă, filtre şi aparate automatizate se face în conformitate cu instrucţiunile deexploatare, anexate la echipament;

b. Planul de exploatare din fig. 15 prezintă instalaţia de r ăcire a rotoruluihidrogeneratorului în regim normal de funcţionare;

c. În circuit se asigur ă reglarea debitului de r ăcire a bobinajului rotoruluihidrogeneratorului, cu ajutorul ventilului 9.1. Reglarea debitului se face în conformitatecu treptele indicatoarelor de debit. Se interzice reglarea debitului prin robinetul 1.1 de

pe magistrala de evacuare; robineţii 7.1, 7.2, 8.1 şi 8.2 corespund filtrelor mecanice;robineţii 5.1, 5.2, 6.1, 6.2 corespund schimbătoarelor de căldur ă; robineţii 2.1, 2.2, 3.1 şi3.1 sunt plasaţi pe aspiraţia electropompelor;







d. Nu este necesar să se facă reglarea debitelor pompelor instalate în circuit.Toţi robineţii instalaţi în linia de presiune a circuitului în timpul funcţionării pompelor trebuie să fie complet deschişi;

e. În timpul exploatării, trebuie să se facă cur ăţirea periodică a filtrului mecanicPM1R. Controlul înfundării filtrului se face pe baza indicaţiilor debitmetrelor. Scoatereafiltrului de lucru pentru cur ăţire se face f ăr ă oprirea agregatului: la început se introduceîn funcţiune filtrul de rezervă, apoi se închid robineţii de pe circuitul filtrului murdar,acesta se demontează, se cur ăţă şi se pune la loc;

f. În timpul exploatării, schimbătoarele de căldur ă se pun în funcţiune pe rând.La revizia unui schimbător acesta se izolează cu robineţii corespunzători, fiind deschiseventilele de pe conductele de evacuare a apei termice şi distilate;







g. Temperatura apei distilate la ieşirea din schimbătorul de căldur ă trebuie să nu fie maimică de 15ºC în anotimpul rece; pentru acesta, debitul de apă tehnică trebuie să fie micşorat;

h. Umplerea circuitului cu apă distilată se face de la magistrala comună a centralei prindeschiderea robinetului 10, până la umplerea rezervorului de scurgere; robinetul 10 se închide, se

face cuplarea manuală a pompei şi se trimite apa distilată în circuit. Controlul nivelului dinrezervorul de scurgere se face cu ajutorul unui indicator de nivel; pompele se trec în regimautomat, fiind interblocate cu o schemă electrică de pornire şi comandă astfel încât, prinmicşorarea presiunii distilatului în sistem la 1 bar faţă de presiunea nominală sau prin deconectareamotorului electric al pompei în funcţiune de la întrerupătorul principal, se conectează automat

pompa de rezervă;i. Pentru funcţionarea f ăr ă avarii a ansamblului generator trebuie să fie asigurată

funcţionarea neîntreruptă a pompelor de circulaţie a apei distilate în scopul prevenirii oxidăriisuprafeţelor interioare ale circuitelor de apă. Înaintea conectării la reţea, generatorul trebuie să lucreze în gol nu mai puţin de 5 minute pentru evacuarea aerului din circuitul înf ăşur ării rotorice.În punctele superioare ale colectorului de alimentare şi de scurgere sunt amplasate purje prin carese efectuează controlul aerisirii circuitului hidraulic.




p , ţ ş p ( )


B.2.2.3 Defecte posibile şi metode de remediere a acestora



Bibliografie

1. Ioan Anton – Turbine hidraulice, Editura Facla, Timişoara, 1979;

2. Nicolae Ganea – Alegerea, exploatarea, între ţ inerea şi repararea pompelor , EdituraTehnică, Bucureşti, 1981;

3. *** - Instruc ţ iuni tehnice interne hidrogeneratoare, F.E. Por ţile de Fier II.

Marina 5

Documents

Transcript of Marina 5