+7 (843) 258-36-22
Каталог оборудования

Выбор оптимального времени ремонта насосов

Работа насосов по перекачке жидкости неизбежно сопровождается большими потерями мощности, доходящими в конце межремонтного периода (МРП), по нашим данным, до 50 % и более. Насколько допустимо снижение КПД работающих насосов в процессе эксплуатации? Этот вопрос должен быть поставлен в повестку дня служб ОГМ и ОГЭ, так как сегодня высокие мощности сочетаются с ростом отпускных цен на электроэнергию. Последнее дает основания предполагать, что принятая ранее за аксиому политика достижения больших значений МРП, не учитывающая естественное снижение КПД агрегатов в процессе длительной работы, должна быть пересмотрена. А именно, план ППР (планово-предупредительные ремонты), имеющий целью поддержание рабочего состояния агрегатов, должен быть реализован с точки зрения оценки КПД работающих агрегатов и принятия решения о дальнейшей эксплуатации только в случае достаточного его значения. В противном случае агрегат должен быть остановлен и демонтирован, так как восстановление гидравлического КПД возможно только в результате капитального ремонта насоса.

рем нас В качестве примера подхода к этому вопросу можно указать на работу, где предложено (без приведения расчета) не допускать снижения к. п. д. насосов магистральных нефтепроводов более чем на 3 %. Очевидно, что конкретное значение этой величины зависит от установленной мощности насоса, отпускных цен на электроэнергию, стоимости капитального ремонта и темпа падения к. п. д. насоса во времени. Изменение вышеперечисленных факторов в зависимости от конкретной экономической ситуации постулирует необходимость выведения не числового предела допустимого снижения к. п. д., а получения функциональной связи между ними.Оценку времени проведения предупредительного капитального ремонта насоса, имеющего целью восстановление гидравлического КПД после достижения некоторого критического значения, можно выполнить на основании следующих показателей работы насоса: Р – перепад давления на насосе, MПа, Q – расход закачиваемой жидкости, м3/час, TМРП – среднее значение МРП, установившееся на данном предприятии, сутки, k0 – начальный гидравлический КПД насоса,- нового или после капитального ремонта, %, kМРП – конечный гидравлический КПД насоса в момент времени ТМРП, %,  Cрем. – стоимость капитального ремонта, включая стоимость вспомогательных работ (демонтаж, перевозка, монтаж, и др.), рубли, Cтариф – стоимость одного киловатт-часа электроэнергии.

рис11Гидравлический КПД насоса монотонно убывает по мере износа насоса. Будем считать, что КПД уменьшается линейно от времени работы k(t)=k0-(k0-kМРП)*T/TМРП=  k0-(∆k/TМРП)*T= k0-k1*T,(1) де Т- текущее время (сут), а k1=  ∆k/TМРП - темп падения КПД насоса в течении TМРП (∆k=k0-kМРП ). Полезная гидравлическая мощность определяется напором и расходом Wгидр.= P*Q. (2) Потребляемая электрическая мощность составит Wпотр.=  Wгидр./(КПДмех.насоса*КПДдв*k(t))= W/k(t), (3) где КПДмех.насоса, КПДдв – соответственно, коэффициенты полезного действия насоса (ме-ханический, учитывающий потери на трение в подшипниках и сальниках, принимается равным 0.98) и двигателя (по паспортным данным, лежит в пределах от 93-98 %). Тогда среднее значение расходов на электроэнергию Т тариф Ссредн = Т ∫ + Cтариф dt = + k0 Т МРП k0 Т МРП для случая неизменного в течение межремонтного периода КПД ko, и  С к 1 ТС рем. W C рем. C W k1 средн. Т ∫ Т Cтариф k(t) dt T − T k ln 1 − k То  для линейно убывающего со временем КПД k(t),- см. формулу (1). Приведенное значение расходов составит : 1 − CтарифW ∆ k 1 − CтарифW *Т МРП − ∆ k к k1C рем. ln 1 − T ∆ k * С рем. ln 1 k0   Cсредн. = TМРП * k0 = Cсредно T C рем. CтарифW рем. C рем.k0МРПk0C рем. 1 − (Ω∆ k) × ln(1 − (∆ k    k0 ) (1 + Ω k0 ) где  Ω = Стариф *W *TМРП  , = Т Срем Т МРП.

Приведенное значение расходов (см. ф. (4)) зависит от безразмерного времени наработки до очередного предупредительного капитального ремонта τ (в долях от уста-новившегося на данном предприятии среднего МРП), безразмерного комплекса Ω , про-порционального отношению расходов на оплату электроэнергии за время, равное МРП, к расходам на капитальный ремонт насоса, а также от величин начального КПД насоса ko и величины падения КПД ∆k. Эта функция имеет минимум, определить который мож-но исходя из известногоправила: аргумент экстремума функции находится как корень решения уравнения dCсреднк 1 Ω ∆ kΩ 1 d 0 = − 1 ∆ k * ln 1− k0+ k0 * 1 − ∆ k / k0 = 0 . (5) Ссредн. Решение (5) не может быть найдено аналитически, поэтому нами проведено численное решение, которое с достаточной точностью аппроксимируется функцией:  τ= k 0 * ∆ k −0.5887 * Ω −0.4839+0.08*∆ k ,  (6) при изменении влияющих параметров в практически значимых пределах: ko = 50…70, ∆k= 10..30 %, Ω = 10…150 (что соответствует диапазону изменения W=100…1000 кВт, Cрем.=25000…200000 рублей, ТМРП= 100…730 суток, Стариф= 0.72 руб./кВт-час). График этой функции приведен на Рис.1. при разных значениях ko  и ∆k. Из (6) следует, что Топ тим.=ТМРП*k0* ∆ k − 0.5887 * (Стариф * W * Т мрп / Срем )− 0.4839 + 0.08*∆(7) Ниже (см. Табл. 1) приведены результаты сравнительных расчетов, использущих ф.(7) и корни уравнения (5)     для вычисления оптимального межремонтного периода Рис. 1. Зависимость безразмерного комплекса "Омега" от безразмерного периода Т опт. Видно вполне удовлетворительное их совпадение (расчет выполнен для крайних значений: ko, ∆k= 30%, ТМРП= 730 суток).

РЕЗУЛЬТАТЫ СОПОСТАВЛЕНИЯ РАСЧЕТНЫХ ЗНАЧЕНИЙ ПО КОРНЮ УРАВНЕНИЯ (5) И АППРОКСИМИРУЮЩЕЙ ФУНКЦИИ (7)

Ω 10 14 18 22 26 30

Топт (из корня ур. (5)) 255    220    197    180    167    157

Топт (по ф. (7)) 257    220    196    178    165    155

Ω 34 38 42 46 50 54

Топт (из корня ур. (5)) 148    140    134    129    124    119

Топт (по ф. (7)) 146    139    132    127    122    118

Ω 58 62 66 70 74 78

Топт (из корня ур. (5)) 115    112    109    106    103    100

Топт (по ф. (7)) 114    111    108    105    102    100

Ω 82 86 90 94 98 150

Топт (из корня ур. (5)) 98 96 94 92 90 73

Топт (по ф. (7)) 97 95 93 91 90 74

Таблица годового экономического эффекта при удельных затратах на закачку 1м3 воды, руб., кВт*час/м3,напор 1900 м, подача 180 м3/час, гидравлическая мощность 950 кВт

 Нач.  Кон.  МРП,  рем    После      Годовой эк.эфф. Гкпд,  Гкпд,  сут       до после  %

45 35 365    88 9,60   10,35 12,97 14,29 1 182 195

500    104    9,52   10,32 12,91 14,28 1 270 908

730    126    9,44   10,30 12,85 14,27 1 363 729

50 40 365    98 8,64   9,20   11,67 12,68 884 983

500    115    8,56   9,17   11,61 12,68 961 253

730    140    8,49   9,15   11,57 12,67 1 037 544

60 50 365    118    7,20   7,53   9,73   10,36 512 011

500    138    7,13   7,50   9,68   10,36 581 698

730    168    7,08   7,48   9,64   10,35 642 768

70 60 365    137    6,16   6,37   8,33   8,76   329 730

500    162    6,12   6,35   8,30   8,76   363 419

730    196    6,07   6,33   8,26   8,75   421 155

Примечание: 1. Стоимость электроэнергии принята 0.72 рубля за 1 кВт-час, стоимость капремонта принята в 100 000 рублей. 2. Удельные затраты рассчитаны только для электроэнергии и стоимости капремонта, поскольку остальные затраты неизменны.

Исходя из вышеизложенного видно, что при корректном определении введенных нами значений входящих параметров (КПД начальное и конечное, время износа, стоимость капремонта и т.п.), а также закона (темпа) снижения КПД в течении МРП, эту процедуру можно уточнить по всем типоразмерам агрегатов, в том числе и шестеренных насосов DESMI, MAAG, WITTE, представленных на нашем сайте, и любых других.

    Ваш email не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.