Регулирование насосов типа МН

  1 Технологическая схема НПС «Елизоветинка»

Перекачивающая насосная станция  без емкости предназначена для  повышения давления в магистральном нефтепроводе при перекачке нефти.

Нефтеперекачивающая станция ведена в эксплуатацию в 1966 году, является структурным подразделением ОАО «СЗМН» РРНУ и представляет собой комплекс сооружений и устройств для перекачки нефти по магистральному нефтепроводу Альметьевск-Куйбышев d-820 мм и Калтасы-Куйбышев d-820/720. на участке 73-173 км.

Проект нефтеперекачивающий станции разработан институт Гипротрубопровод, г. Москва

В состав НПС Елизаветинка входят:

- насосная станция с магистральными  насосными агрегатами и системой  смазки и откачки утечек;

- фильтры-грязеуловители (3 шт.);

- узел регуляторов давления (2 шт.);

- технологические трубопроводы (573,5 м.);

• системы водоснабжения, теплоснабжения, вентиляции, канализации, пожаротушения, электроснабжения, автоматики, телемеханики, АСУ, связи, производственно – бытовые  здания и сооружения.

НПС без емкости предназначена  для повышения давления в магистральном нефтепроводе при перекачке нефти.

Технологический процесс перекачки  осуществляется согласно утвержденным картам технологических режимов работы нефтепровода и план-графиков работы МН.

Таблица 1.1 - Характеристика перекачиваемых товарных нефтей.

Основной схемой технологического процесса перекачки нефти для  промежуточной НПС является перекачка «из насоса в насос».

Нефть перекачивается по нефтепроводу Альметьевск-Куйбышев d-820 мм. с головной перекачивающей станции №1 НПС Калейкино.

Нефть поступает на  нефтенасосную  №1 НПС "Елизаветинка" через приемную задвижку № 2 (см. технологическую схему) расположенную в узле подключения станции (или узле пропуска очистных устройств). Узел пропуска очистных устройств позволяет вести перекачку нефти как через НПС н/н. №1, так и минуя ее. При перекачке нефти через НПС открыты задвижки №№ 2,19,20,21, а задвижка № 806 или № 807 - закрыта. При перекачке нефти, минуя НПС, открыты задвижки №№ 806, 807, а задвижки №№ 2,19 - закрыты.

При перекачке нефти через НПС  по н/пр. Калтасы-Куйбышев открыты задвижки №№ 3,18,24,25, а задвижки №№ 2,19,712А закрыты. При перекачке нефти по н/ проводу Калтасы-Куйбышев, минуя НПС, открыта задвижка № 712А, а задвижки №№ 3,18-закрыты.

Нефть проходит через фильтры-грязеуловители №№ 1,2,3, где она очищается. Перепады давления в фильтрах-грязеуловителях необходимо регистрировать раз в 12 часов, а после проведения работ на линейной части не реже одного раза в час.  Значение максимального перепада давления на фильтре-грязеуловителе принимается по техническим требованиям завода-изготовителя. Для очистки рабочих фильтров-грязеуловителей поочередно отключить задвижки №№ 4-7, 5-8, 6-9 , предварительно включив резервный фильтр-грязеуловитель.

Далее нефть поступает в магистральную  насосную.

  На участке трубопровода от магистральной насосной до магистрального нефтепровода установлен узел регулирования давления NN 1,2 для поддержания заданных величин давления:

- минимальное давление на входе  в магистральную насосную –  3,7 кг/см².

- максимальное давление на выходе  из магистральной насосной- 52 кг/см².

В узле регулирования давления установлены регулирующие  заслонки Ду 400 

Ру = 7,5 МПа .

После узла регуляторов давления нефть  через выкидную задвижку НПС  № 19 подается на магистральный нефтепровод.

В состав технологических трубопроводов  входят внутриплощадочные нефтепроводы, соединительные детали трубопроводов, запорная, регулирующая и предохранительная арматура, фильтры-грязеуловители.

Технологическая схема трубопроводов  обеспечивает предотвращение смешения, загрязнения, обводнения и потерь нефти. Диаметры технологических трубопроводов обеспечивают максимальную предусмотренную проектом производительность перекачки нефти. Во избежание гидравлических ударов и аварии на трубопроводах вся запорная арматура открывается и закрывается плавно. Все оборудование размещено в местах, удобных и легкодоступных для управления и обслуживания.

Фильтры-грязеуловители предназначены  для очистки потока нефти от крупных  механических примесей. Расположены  на открытой площадке.

Устройство сглаживания волн давления АРКРОН-1000 предназначено для сглаживания  волн давления и предотвращения гидравлического  удара. Излишки нефти при этом сбрасываются в емкости сброса ударной волны объемом290 м³ и 210 м³.

Регуляторы давления предназначены  для регулирования давления в  технологических трубопроводах путем дросселирования через регулирующую заслонку.

Блок наружных насосов 12НА-9´4 предназначен для откачки нефти из емкости сбора утечек объемом 28 м³ в емкости сброса ударной волны или во всасывающий трубопровод насосов ЦНС-60-330. Блок погружных насосов расположен на открытой площадке.

Блок насосов ЦНС-60-330 предназначен для закачки нефти из емкостей сброса ударной волны или емкости сбора утечек во всасывающий трубопровод основных насосов. Блок насосов ЦНС-60-330 расположен в помещении насосного зала общего укрытия магистральных насосных агрегатов. Магистральные насосные агрегаты предназначены для осуществления перекачки нефти по магистральному нефтепроводу.

2  Основное и вспомогательное  оборудование НПС «Елизоветинка»

2.1 Основное оборудование НПС

Нефтеперекачивающая станция «Елизоветинка-1»  оснащена 4-мя магистральными нефтяными агрегатами типа НМ 3600-230 – нефтяной магистральный, предназначен для перекачки нефти по магистральным трубопроводам с температурой – 5⁰ С до – 80⁰ С, кинематической вязкостью до 2 см²/сек и механическими примесями не более 0,2 мг или 0,05 % по объему.

Корпус насоса рассчитан на максимальное рабочее давление 64 кг/см² и допускается последовательная работа 3-х насосных агрегатов одновременно.

 Таблица 2.1 – Технические данные

 Состав агрегата: насосный агрегат состоит: насос нефтяной магистральный, электродвигатель, установленные в изолированных друг от друга помещениях, соединенный пластинчатой упругой муфтой и разделительной воздушной камерой, система автоматики и КИП для автоматического управления, контроля и защиты каждого агрегата, система маслоснабжения из расчета одна маслоустановка для 4-х  насосных агрегатов.

Устройство насоса: насос НМ – центробежный, одноступенчатый, с рабочим колесом 2-х стороннего входа и 2-х завитковым спиральным отводом.                                         

Корпус насоса – литой, стальной, с горизонтальной плоскостью разъема  – является базовой деталью. Верхняя и нижняя часть корпуса соединяются посредством шпилек с колпачковыми гайками. Горизонтальный разъем корпуса уплотняется паранитовой прокладкой толщиной 0,6-1 мм.

Приемный и напорный патрубки расположены в нижней части  корпуса и направлены в противоположные стороны перпендикулярно от насоса, что

позволяет производить  разборку насоса без демонтажа магистральныых трубопроводов. В нижней части корпуса отлиты лапы для крепления насоса к фундаменту. 

Ротор насоса представляет собой узел, состоящий из вала, рабочего колеса, защитных втулок и других деталей.

Вал изготовляется из легированной стали марки 40Х. Конец вала под  муфту-конический, чем облегчается снятие зубчатой муфты.

Рабочее колесо - сварнолитое, выполненное  из стали 25Л-1 и посажанное на вал  по плотной посадке.                                                      

Правильная установка ротора в  корпусе насоса в осевом направлении  обеспечивается подбором толщины дистанционного кольца. Ротор подвергается динамической балансировке.

Опорами ротора служат подшипники скольжения. Корпуса и крышки подшипников - чугунные, вкладыши - стальные с баббитовой заливкой.

Осевое усилие ротора воспринимают  радиально-упорный подшипник, установленного на конце вала насоса.

Смазка подшипников – принудительная,  масло турбинное – 220ТП. Количество масла подаваемого к подшипникам насоса регулируется величиной отверстия дроссельных шайб, установленные на подводе масла к подшипникам.

Концевые  уплотнения ротора - механические, торцевые, гидравлические, разгруженные, типа ТМ-120.

Конструкция торцевого уплотнения допускает разработку и сборку без  демонтажа крышки насосов. Охлаждение уплотнений производится перекачиваемым продуктом.

Электродвигатель и насос устанавливаются  в изолированных друг от друга  помещениях, исключение составляет случай когда эл. двигатель имеет специальный защитный кожух для создания подпора воздуха, что обеспечивает его взрывозащищенность. Изолирование помещений осуществляется с помощью воздушной завесы, образующейся в щелевом зазоре между зубчатой втулкой эл. двигателя и воздушной камерой, при подаче воздуха в камеру. Минимальный перепад давления между воздушной камерой и помещением насосов-25 мм.в ст                                                     

Соединение насоса с электродвигателем  осуществляется с помощью пластинчатой муфты с проставкой. Муфта закрыта предохранительным щитом. Направление вращения ротора по часовой стрелке, если смотреть со стороны электродвигателя. 

Принцип действия насоса заключается в преобразовании механической энергии привода в гидравлическую энергию жидкости за счет взаимодействия жидкости с рабочими органами.

       Техническая эксплуатация и обслуживание НМ 3600-230.                                                                                                                                                      Подготовка к пуску и пуск насоса: после производства работ по монтажу насосного агрегата, необходимо подготовить агрегат к пуску включить маслонасос и прокачать масло по маслопроводам не менее 6 часов. При этом

проверить герметичность фланцевых  и резьбовых соединений;  после  прокачки масла остановить маслонасос и подготовить всю систему к пуску: слить отстой из маслобаков, очистить маслофильтры с промывкой фильтрующих патронов, очистить зубчатые муфты и обеспечить их консистентной смазкой, вскрыть подшипники агрегатов, промыть вкладыши и масляные полости, протереть салфетками шейки валов и смазать чистым маслом, закрыть подшипники, провернуть ротор, открыть задвижки на всасывании, выпустить воздух из насоса, открыть вентиль в крышке корпуса, подать воздух в воздушную камеру беспромвального устройства ( в кожух эл. Двигателя ), убедившись, что перепад давления между воздушной камерой и помещением насоса не менее 25 мм.в.ст., проверить готовность к пуску вспомогательного оборудования, проверить правильность направления вращения ротора кратковременным включением электродвигателя.

Запустить маслонасос, убедиться в подаче масла на подшипники через смотровые окна на сливных патрубках. Включить электродвигатель насосного агрегата. Производить обкатку агрегата в течении 72 часов.

Проверить температуру подшипников  и работу всех узлов, коммуникаций, прослушать агрегат.

После производства ремонтных работ  или агрегат находился в резерве  перед пуском необходимо выполнить следующее – насос необходимо заполнить перекачиваемым продуктом, открыть приемную и выкидную задвижку на агрегате, во время заполнения воздух выпускать через игольчатый вентиль, установленный на крышке корпуса, по линии вытеснения газовоздушной смеси, убедиться в поступлении масла на подшипники, путем наблюдения через смотровые окна на сливных патрубках, убедиться в плотности торцевых уплотнений и др. соединений, убедиться в закрытии зубчатой (пластинчатой) муфты предохранительным щитом, проверить подачу воздуха в воздушную камеру.                                  

 После проведения подготовительных  работ запустить электродвигатель, по приборам убедиться, что насос развивает необходимый напор.

При пуске двух или трех насосных агрегатов запуск их рекомендуется  производить в обратном порядке от направления движения перекачиваемого продукта.

Запуск и остановка  насосных агрегатов осуществляется со щита автоматического управления операторной НПС или ЦДП по системе телемеханики, предварительно убедившись о включении в работу вспомогательных систем.

Обслуживание во время работы: к обслуживанию и ремонту насосных агрегатов допускаются только квалифицированные рабочие, изучившие                                                         конструкцию насоса, обладающие опытом ремонта, обслуживания насосов и сдавшие экзамен на право проведения указанных работ. Эксплуатация насосов без манометров или с неисправными манометрами запрещается. Все движущиеся части насоса должны быть ограждены. обслуживание насосных агрегатов во время работы производит дежурный оператор; во время обслуживания насосов в работе необходимо периодически контролировать состояние фланцевых и резьбовых соединений; следить за исправностью контрольно-измерительных приборов; периодически контролировать уровень масла в маслобаках, при необходимости произвести дозаливку масла; следить за работой торцевых уплотнений, в случае аварийного состояния уплотнений доложить диспетчеру РДП (ЦДП), руководству НПС и перейти на резервный магистральный насос; контролировать давление воздуха в воздушной камере беспромвальной системы вентиляции.

Через каждые два часа контролировать параметры работы насоса с записью  в вахтовом журнале: давление на входе и выходе насоса, температуру подшипников, давление масла в маслосистеме, температуру масла, температуру нефти, мощность, потребляемую двигателем и силу тока, уровень вибрации. Не реже одного раза в месяц производить анализ масла.

При содержании насосного агрегата в «горячем» резерве необходимо держать открытыми все вентиля и краны манометров, следить за непрерывностью подачи масла к подшипникам агрегатов, держать открытой приемную задвижку.

При длительном содержании насосного  агрегата в резерве необходимо перекрыть все вентиля, задвижки на трубопроводах, не реже одного раза в месяц производить пробный пуск агрегата или проворот ротора насоса на 180 град.                                                     

Контроль  работоспособности насосного агрегата: контроль работоспособности насосного агрегата осуществляется при проведении диагностических контролей ( оперативного, планового, непланового).По результатам диагностических контролей принимается решение о выводе насоса в ремонт ( текущий, средний или капитальный) или их дальнейшая эксплуатация.

Оперативный диагностический контроль осуществляется оператором каждые два  часа визуально и по показаниям контрольно-измерительной  аппаратуры, установленной в операторной ( аппаратура контроля вибрации КСА, температуры, давления, подачи, утечек, силы тока и др.)

 Периодичность планового диагностического контроля определяется по наработке на отказ наиболее слабого звена. Через каждые 2100-3000 часов наработки осуществляется оценка КПД и напора без остановки насоса. При наработке насосного агрегата выводят из эксплуатации для проведения диагностического контроля данного звена и оценки технического состояния других деталей, доступных для осмотра. Перед остановкой определяют эксплуатационные параметры НА при установившемся режиме перекачки для оценки его работоспособности и определения необходимости какого-либо ремонта. Во время планового диагностического контроля с выводом из эксплуатации насоса производятся все операции, выполняемые при техническом обслуживании.

Неплановый диагностический контроль проводится с целью определения  неисправности насоса в следующих  случаях: при резких изменениях параметрических характеристик НА, не связанных с изменением режима перекачки: если интенсивность вибрации, приведенная к номинальному режиму перекачки, в любой из контролируемых точек превысила 6,0 мм/с.; если интенсивность вибрации превысила базовое значение в 2 раза; если интенсивность вибрации на лапах корпуса насоса превысила 1,8 мм/с.; если приостановившемся режиме перекачки происходит внезапное изменение вибрации на 2 мм/с от любого предшествующего уровня виброскорости на подшипниковой опоре; если уровень шума насоса изменился на 6 дБ относительно базового значения; если температура подшипников изменилась на 10 С относительно базового значения в определенных климатических условиях ( зима, лето).

Остановка агрегата:  - остановка насосных агрегатов в  автоматическом режиме осуществляется: при пожаре в насосной, блок-боксах РД, Аркрон, маслоблоке, при достижении максимально-допустимого уровня в емкостях утечек, при затоплении насосной, при повышении давления на выкиде насосного агрегата, при повышении давления на выкиде после заслонок, при изменении состояния задвижек работающего агрегата, при максимальных утечках на любом агрегате, при аварии вспом. системы, при снижении давления на приеме НПС, при повышении загазованности, при снижении давления масла в коллекторе маслосистемы, при снижении давления масла на агрегате, при повышении температуры подшипников, при повышении температуры в корпусе насоса, при срабатывании электрозащиты; - остановка насосных агрегатов в ручном режиме осуществляется в случаях при возникновении пожара в одном из помещений, оборудованных автоматической системой пенотушения, при возникновении пожара в ЗРУ, одном из помещений электроснабжения, щите управления операторной, на технологическом трубопроводе, при нарушении герметичности основного технологического оборудования и технологических трубопроводов, а также угрозе затопления насосной, попадании нефти в маслосистему, загорании, появлении дыма или искрения вращающихся деталей, при угрозе несчастного случая, при появлении постороннего шума, стука при работе НА, при повышении уровня вибрации сверх допустимого, в случае когда не произошла остановка агрегата  в автоматическом режиме, по требованию диспетчера ЦДП.                                    

Запрещается запуск агрегата при незаполненном  жидкостью насосе, без включенной маслосистеме, при наличии других технологических нарушений,

причины которых невыяснены, при неисправном обратном клапане.Остановка насосных агрегатов может быть произведена из помещения операторной нажатием кнопки «стоп», а также нажатием кнопки «стоп» электродвигателя, кнопкой «стоп» на щите насосных агрегатов в помещении насосной, кнопкой «Аварийный стоп НПС» снаружи помещения насосной.

    Подготовка насосного  агрегата к ремонту и вывод  из ремонта: насос необходимо ремонтировать под руководством ответственного из числа ИТР. Работы по подготовке насосного агрегата осуществляются на основании наряд-допуска. Для вывода агрегата в ремонт необходимо выполнить следующие требования – закрыть технологические задвижки ремонтируемого агрегата электроприводом, произвести обтяжку вручную, на приводе вывесить табличку с надписью «Не включать. Работа на линии»; обесточить электродвигатель насосного агрегата и электропривода технологических задвижек; сдренировать нефть из насосного агрегата через дренажные задвижки, открыв воздушный вентиль на насосе, убедиться в герметичности агрегатных задвижек; отключить подачу на агрегат масла; выполнить запись в оперативном журнале, расписаться в наряд-допуске; оформить акт сдачи оборудования в ремонт; доложить лицу выдавшему наряд-допуск. При ремонте насоса в действующей насосной необходимо проводить контроль воздушной среды на ПДК паров нефти и принять меры, предотвращающие появление искр. При остановке насоса на ремонт необходимо вывесить плакаты с надписью «Не включать – работают люди!» на электродвигателе, отключенном от источника питания, и на пусковом устройстве, а также снять предохранители.

Для вывода насосного агрегата из ремонта необходимо выполнить следующие требования – убедиться в отсутствии на насосе и возле него посторонних предметов, ветоши, мусора, масла, подтекание нефти, предохранительный кожух на зубчатой муфте должен быть установлен; закрыть дренажные задвижки, произвести заполнение насоса и опрессовку НА; открыть задвижку подачи масла на насос, по смотровым стеклам и приборам убедиться в исправности и надежной работе вспомогательных систем; проверить надежность крепления температурных датчиков; собрать схему насосного агрегата; включить агрегатную стойку и проверить разрешение на пуск агрегата; доложить о готовности диспетчеру РДП; опробовать агрегат под нагрузкой; закрыть наряд-допуск, оформить акт выполненных работ, произвести записи в паспорте МНА; доложить о готовности начальнику НПС.

Магистральный насосный агрегат считается  принятым из ремонта, если он прошел обкатку  под нагрузкой – 8 часов после  текущего ремонта, 72 часа после среднего и капитального ремонтов.

Техническое обслуживание и ремонт:  - объем работ при техническом  обслуживании (700-800 часов наработки) – техническое обслуживание (ТО)                                                   

насосов осуществляется эксплуатационно-ремонтным персоналом НПС.                 

Проверка состояния фланцевых  и резьбовых соединений, затяжки  фундаментных болтов; уровня масла в маслобаках, герметичности маслопроводов и вспомогательных трубопроводов; герметичности торцовых уплотнений ротора насоса; затяжки болтовых соединений пластинчатой муфты.  Устранение  обнаруженных неисправностей и дефектов, осуществляется при отключенном агрегате или обесточенной системе энергоснабжения с соблюдением правил ПТЭ и ПТБ.

Если насосный агрегат находится в состоянии резерва более месяца, то с целью проверки его работоспособности производится кратковременное включение его в работу один раз в месяц и прокрутка ротора не реже одного раза в 15 дней с поворотом на 180 для предотвращения прогиба вала насоса.

• Объем при текущем ремонте ( 4200-6000 ч.) работ– для магистральных насосов производятся все операции технического обслуживания, а также подготовка транспортных средств, подъемных механизмов, приспособлений,                                                                                 

инструментов; проверка наличия и  состояния запасных частей, мест для 

укладки узлов и деталей  насоса; проверка состояния подшипников, торцовых уплотнений, пластинчатой муфты; измерение радиальных зазоров во вкладышах подшипников, натяга крышек радиально – упорного подшипника скольжения; разборка, дефектация и сборка торцовых уплотнений; проверка герметичности стыков крышки с корпусом насоса; проверка центровки и подготовка агрегата к пуску; пуск, измерение и анализ рабочих параметров насосного агрегата под нагрузкой.

• Объем работ при среднем ремонте (8400-12000 ч.) – при среднем ремонте магистральных насосов производятся все операции текущего ремонта; опорожнение от нефти, вскрытие и разборка насоса; очистка, промывка и визуальный осмотр узлов и деталей; проверка состояния надежности и стопорения втулок вала, радиально-упорных подшипников (если вал не меняется); проверка степени износа втулок; контроль размеров и технического состояния посадочных и резьбовых поверхностей вала, лопаток и дисков рабочего колеса, при необходимости ремонт или замена; измерение радиальных зазоров в щелевых уплотнениях зазорного колеса и, в случае превышения нормативных значений, замена уплотнительного кольца или восстановление размеров элементов щелевого уплотнения; дефектоскопия вала; замена паранитовых прокладок между крышкой и корпусом насоса. В зависимости от технического состояния узлов и деталей насоса производятся: замена (или ремонт) ротора; устанавливаемый ротор должен быть динамически отбалансирован; ремонт (восстановление) или замена уплотняющих втулок, колец импеллерных втулок; замена (или ремонт) подшипников скольжения, пришабровка новых вкладышей по валу с проверкой прилегания к корпусу подшипника; замена шарикоподшипников; восстановление антикоррозионных покрытий и окраски; сборка, центровка и опробование под нагрузкой. Измерение и анализ рабочих режимов.

-  Объем работ при капитальном ремонте  -   при капитальном ремонте выполняются все операции среднего ремонта, а также демонтаж насосов; проверка состояния корпусов, патрубков насоса и при необходимости их ремонт; заварка обнаруженных дефектов стальных корпусов и деталей насосов, нанесение вновь антикоррозионного и декоративного покрытия, покраска насосов; испытание на герметичность и прочность заваренных стальных корпусов. 

2.2 Вспомогательное оборудование НПС «Елизоветинка»

Вспомогательные системы более  подробно описаны далее.

2.2.1 Основные технические характеристики насосов вспомогательных систем

Таблица 2.2 -Технические характеристики насосов вспомогательных систем