Насосы 2ГРТ: технические характеристики, устройство и область применения
Насосы типа 2ГРТ представляют собой двухступенчатые горизонтальные роторно-поршневые (плунжерные) насосы двустороннего действия. Данные агрегаты относятся к классу объемных насосов и предназначены для перекачивания высоковязких, застывающих и абразивных жидкостей в условиях высокого давления. Основная сфера их применения – топливно-энергетический комплекс, нефтеперерабатывающая и химическая промышленность, где требуется надежная подача мазута, нефти, парафина, различных смазок и аналогичных сред.
Принцип действия и конструктивные особенности
Принцип работы насоса 2ГРТ основан на возвратно-поступательном движении плунжеров (поршней) в рабочих цилиндрах. Ключевая особенность – двустороннее действие и две ступени давления. Каждая ступень состоит из двух рабочих камер (передней и задней относительно плунжера). При прямом ходе плунжера происходит всасывание жидкости в одну камеру и нагнетание из противоположной. При обратном ходе процесс повторяется для этих же камер, но с изменением функций (всасывающая становится нагнетательной и наоборот). Это обеспечивает значительное снижение пульсации подачи по сравнению с насосами одностороннего действия.
Двухступенчатая конструкция подразумевает последовательное соединение ступеней. Жидкость, нагнетаемая первой ступенью (низкого давления), поступает на всасывание второй ступени (высокого давления). Это позволяет достигать конечного давления, значительно превышающего возможности одной ступени, при более равномерной нагрузке на детали.
Основные узлы насоса 2ГРТ:
- Кривошипно-шатунный механизм (КШМ): Преобразует вращательное движение вала от привода в возвратно-поступательное движение плунжеров. Расположен в картере, заполненном маслом.
- Блок цилиндров (гидравлическая часть): Включает в себя расточки под плунжеры, всасывающие и нагнетательные клапаны. Изготавливается из износостойких материалов или имеет сменные втулки.
- Клапанные коробки: Содержат седла и тарелки самодействующих клапанов (всасывающих и нагнетательных). Конструкция клапанов рассчитана на работу с вязкими и загрязненными средами.
- Сальниковое уплотнение: Обеспечивает герметизацию места выхода плунжера из цилиндра. Часто применяется набивка из графита или асбеста, реже – торцевые механические уплотнения.
- Система смазки КШМ: Как правило, комбинированная: разбрызгивание + принудительная циркуляция от шестеренчатого насоса.
- Привод: Электродвигатель, соединенный с насосом через муфту или редуктор.
- Подача мазута на ТЭЦ и котельные: Основное применение. Насосы обеспечивают стабильную подачу тяжелого топлива в форсунки котлов под высоким давлением.
- Перекачка нефтепродуктов на НПЗ и нефтебазах: Работа с темными нефтепродуктами, гудроном, парафином.
- Химическая промышленность: Перекачивание полимеров, смол, паст, других высоковязких и абразивных компонентов.
- Судовая энергетика: В качестве топливных и масляных насосов высокого давления.
- Обязательный подогрев: Перед пуском при работе с застывающими средами (мазут, парафин) необходима циркуляция горячего теплоносителя в рубашке подогрева насоса или разогрев электрическим обогревом.
- Защита от сухого хода: Работа без жидкости недопустима, так как приводит к мгновенному износу плунжеров и клапанов.
- Наличие предохранительных клапанов: На выходе каждой ступени обязательна установка настроенных предохранительных клапанов для защиты от превышения давления.
- Фильтрация среды: На линии всасывания устанавливаются фильтры грубой очистки (ячейка не более 0.3-0.5 мм) для предотвращения заклинивания клапанов.
- Регулирование подачи: Осуществляется изменением частоты вращения вала (частотный привод) или перепуском части жидкости через байпасную линию с регулирующим клапаном.
- Снижение подачи или давления:
- Причина: Износ или загрязнение клапанов (всасывающих или нагнетательных), износ плунжеров и цилиндров, завоздушивание всасывающей линии.
- Устранение: Ревизия, притирка или замена клапанов. Замена уплотнений плунжеров или ремонтных комплектов. Проверка герметичности всасывающего тракта.
- Утечка жидкости через сальниковое уплотнение:
- Причина: Износ сальниковой набивки, ослабление подтяжки сальниковой камеры, износ поверхности плунжера.
- Устранение: Подтяжка сальниковой втулки или полная замена набивки. При наличии рисок на плунжере – шлифовка или замена.
- Повышенный шум и вибрация:
- Причина: Кавитация из-за недостаточного давления на всасывании, износ подшипников КШМ, ослабление креплений насоса, попадание твердых частиц в клапан.
- Устранение: Проверка условий всасывания, очистка фильтров. Диагностика и замена подшипников. Проверка и затяжка фундаментных болтов. Ревизия клапанов.
- Перегрев корпуса (гидравлической части):
- Причина: Работа на закрытую задвижку или с малым расходом, отсутствие циркуляции в рубашке подогрева, повышенная вязкость среды.
- Устранение: Обеспечение минимально допустимого расхода через байпас. Проверка системы подогрева. Контроль температуры и вязкости перекачиваемой среды.
Основные технические параметры и маркировка
Маркировка насоса 2ГРТ расшифровывается следующим образом: «2» – двухступенчатый, «Г» – горизонтальный, «Р» – роторный (устаревшее обозначение для поршневых/плунжерных), «Т» – для перекачки тяжелых жидкостей (вязких, застывающих).
Основные параметры варьируются в зависимости от конкретной модели (например, 2ГРТ-10/200, 2ГРТ-25/130, 2ГРТ-40/80).
| Параметр | Диапазон значений для типовых моделей | Единица измерения | Примечание |
|---|---|---|---|
| Подача (Q) | от 3 до 40 | м³/ч | Зависит от диаметра плунжера и частоты вращения |
| Даление на выходе (P) | от 8 до 20 (80 до 200) | МПа (кгс/см²) | Максимальное рабочее давление |
| Мощность на валу (N) | от 22 до 75 | кВт | Требуемая мощность электродвигателя |
| Частота вращения вала (n) | 1450 — 370 | об/мин | Как правило, привод от асинхронного двигателя через редуктор |
| Допустимая вязкость перекачиваемой среды | до 1500 | сСт (мм²/с) | При необходимости подогрева кожуха – выше |
| Температура перекачиваемой среды | до 100 — 120 | °C | Определяется материалом уплотнений |
| Диаметр плунжера | 45, 55, 65, 80 | мм | Влияет на подачу и давление |
| Ход плунжера | 100 — 140 | мм | Стандартизированное значение |
Область применения и специфические требования к эксплуатации
Насосы 2ГРТ используются на объектах, где центробежные насосы неэффективны или неприменимы:
Требования к эксплуатации:
Сравнение с насосами других типов
| Тип насоса | Преимущества | Недостатки | Предпочтительная область применения |
|---|---|---|---|
| 2ГРТ (плунжерный, двухступенчатый) | Высокое давление (до 20 МПа), самовсасывание, эффективность при высокой вязкости, относительно постоянная подача независимо от давления. | Высокая пульсация (хоть и сниженная), большие габариты и масса, сложность конструкции, необходимость клапанов, чувствительность к абразиву. | Мазут, вязкие нефтепродукты, пасты под высоким давлением. |
| Центробежный многоступенчатый | Равномерная подача, простота конструкции, высокая надежность, широкий диапазон подач. | Резкое падение напора и КПД при увеличении вязкости, отсутствие самовсасывания, кавитация. | Вода, жидкости с вязкостью до 50-100 сСт, большие объемы при средних давлениях. |
| Шестеренный | Простота, компактность, хорошее самовсасывание, низкая пульсация. | Ограниченное давление (до 2.5-3 МПа), чувствительность к абразивным частицам, износ по торцам шестерен. | Перекачка масел, дизтоплива, битума на низконапорных операциях. |
| Винтовой | Идеально равномерная подача, работа с высоковязкими и содержащими механические включения средами, низкий уровень шума. | Высокая стоимость изготовления, сложность ремонта, ограничения по температуре. | Высоковязкие жидкости, смеси с твердыми включениями, пищевые продукты. |
Типовые неисправности, их причины и методы устранения
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается насос 2ГРТ от насоса НД?
Насос НД (насос двойного действия) – это общее обозначение для поршневых/плунжерных насосов двустороннего действия. 2ГРТ является конкретной моделью (серией) в этом классе, характеризующейся двухступенчатой конструкцией, горизонтальным исполнением и ориентированной на тяжелые жидкости. НД может быть как одно-, так и двухступенчатым, и не всегда имеет специфические решения для высоковязких сред (например, рубашку подогрева).
Как правильно подобрать электродвигатель для насоса 2ГРТ?
Мощность электродвигателя выбирается с запасом 10-15% от мощности на валу насоса, указанной в его паспортных данных. Учитывается способ регулирования (при использовании ЧРП возможны дополнительные требования). При работе с высоковязкими жидкостями при пуске в холодном состоянии момент сопротивления резко возрастает, что также требует запаса по мощности или применения устройств плавного пуска.
Какие уплотнения предпочтительнее: сальниковые или торцевые?
Для традиционных сред типа мазута чаще применяются сальниковые уплотнения с графитовой или асбестовой набивкой, как более ремонтопригодные и стойкие к абразивным включениям. Торцевые механические уплотнения (ТМУ) обеспечивают нулевую утечку, но критичны к чистоте перекачиваемой среды, сухому ходу и требуют высокой точности при монтаже. Выбор зависит от конкретных условий эксплуатации и экологических требований.
Как осуществляется регулирование производительности насоса 2ГРТ?
Основные методы: 1) Изменение частоты вращения вала с помощью частотного преобразователя – наиболее эффективный и современный способ, позволяющий плавно менять подачу. 2) Байпасное регулирование – перепуск части жидкости с выхода насоса обратно на всасывание через регулирующий клапан. Простой, но менее экономичный способ. 3) Изменение рабочего объема (редко) – путем отключения части цилиндров или изменения длины хода плунжера (в сложных конструкциях).
Каковы нормы межремонтного интервала для насосов 2ГРТ?
Межремонтный интервал зависит от условий работы (абразивность, температура, режим). Типовые нормы: текущий ремонт (замена набивки, ревизия клапанов) – каждые 2000-4000 часов. Средний ремонт (замена изношенных деталей цилиндропоршневой группы, ревизия КШМ) – каждые 8000-12000 часов. Капитальный ремонт (полная разборка с восстановлением или заменой основных деталей) – 24000-32000 часов. Регламент должен быть скорректирован по данным вибродиагностики и анализу рабочих параметров.
Можно ли использовать насос 2ГРТ для перекачки воды?
Технически возможно, но крайне нерационально и может привести к ускоренному износу. Конструкция клапанов и зазоры рассчитаны на вязкие жидкости. Вода, обладая низкой вязкостью и смазывающей способностью, приведет к повышенным утечкам через зазоры и быстрому износу трущихся пар. Кроме того, насосы 2ГРТ имеют значительно более высокую стоимость и сложность, чем центробежные насосы для воды.
Заключение
Насосы типа 2ГРТ остаются критически важным оборудованием в технологических линиях, где требуется обеспечить высокое давление при перекачке высоковязких и застывающих сред. Их надежность и эффективность напрямую зависят от правильного выбора модели под конкретные условия, грамотного монтажа и соблюдения регламентов эксплуатации и технического обслуживания. Понимание конструкции, принципа действия и типовых неисправностей позволяет эксплуатирующему персоналу обеспечивать длительную и бесперебойную работу этих агрегатов, минимизируя риски простоев на ответственных производственных объектах энергетики и нефтехимии.