Устройство магистральных и подпорных насосов
Содержание
Введение……………………………………..…………….
1 Классификация ……………………………………………………….…..….…4
2 Магистральная насосная……………………
2.1Устройсво………………………………………………
2.2 Конструкция …..…………………………………………………….……...8
2.3Насосы нефтяные магистральные….……………………...…………
2.4 Автоматическая защита ………………………………….………….……11
3 Подпорная насосная…………………………………………………………
3.1 Насосы нефтяные подпорные ……………………………….……..….….17
3.2 Назначение……………………………………………………
3.3 Конструкция…………………………………………………
Заключение……………………………..…………………
Список использованных источников………………………………………..….
Введение
В современных условиях нефть и нефтепродукты являются массовыми грузами, в связи, с чем вся система транспорта призвана обеспечивать бесперебойную доставку их на нефтеперерабатывающие, нефтехимические заводы и с заводов или с месторождений до потребителей в минимальные сроки, наиболее дешевым способом, без порчи их в пути и с наименьшими потерями. Поэтому роль трубопроводного транспорта в системе нефтяной и газовой промышленности чрезвычайно велика. Для нефти трубопроводный транспорт является основным видом транспорта в нашей стране. Современные магистральные трубопроводы представляют собой самостоятельные транспортные предприятия, оборудованные комплексом головных, промежуточных перекачивающих насосных станций большой мощности с необходимыми производственными и вспомогательными сооружениями. Рассматривая систему трубопроводного транспорта нефти, следует отметить, что ей присущи основные особенности, характерные для больших систем энергетики. На современном этапе при проектировании систем трубопроводного транспорта нефти необходимо обеспечивать техническую осуществимость в сочетании с передовыми технологиями, экологическую безопасность и экономическую эффективность, а также высокую надежность при эксплуатации, что требует, в свою очередь, высококвалифицированных специалистов в области проектирования, сооружения и эксплуатации магистральных нефтепроводов и хранилищ. Протяженность трубопроводных магистралей России постоянно увеличивается, осуществляется модернизация и техническое перевооружение ранее построенных трубопроводов, внедряются современные средства связи и управления, совершенствуются технологии транспорта высоковязких и застывающих нефтей, сооружения и ремонта объектов магистральных трубопроводов.
1 Классификация
По выполняемым основным функциям насосы для магистрального трубопроводного транспорта нефти делятся на:
- магистральные;
- подпорные.
Магистральные насосы делятся на:
- полнопоточные;
- полнонапорные секционные одно- или двухкорпусные.
Подпорные насосы по расположению оси вращения ротора делятся на:
- вертикальные;
- горизонтальные.
Структура условного обозначения насоса должна отражать его принадлежность по выполняемым функциям, а для подпорных насосов - конструктивный признак. Магистральные насосы обозначают аббревиатурами НМПП и НМПН1, НМПН2 (1 и 2 - указание на одно- или двухкорпусную конструкцию соответственно), подпорные насосы - НПГ и НПВ. Структура условного обозначения насоса должна соответствовать следующему виду:
Структура условного обозначения насоса
Рисунок 1
Примеры:
Насос НМПП 7000-210-600/600-С-УХЛ4
Подпорный вертикальный насос
с подачей 1250 м3/ч, напором 60 м, после
первой модернизации, с условными
проходами (номинальными размерами) всасывающего
и напорного патрубков
Насос НПВ 1250-60-800/500-С-УХЛ1-1
Магистральные и подпорные насосные агрегаты
Техническое диагностирование
магистральных и подпорных
Основными методами
контроля технического
Виды технического диагностирования:
1.Техническое диагностирование при эксплуатации (без остановки перекачки нефти).
2. Техническое диагностирование при ремонтах (с разборкой оборудования).
2 Магистральная насосная
Насос центробежный, горизонтальный, одноступенчатый, двухопорный с рабочим колесом двустороннего входа, с горизонтальным разъемом корпуса. Рабочее колесо расположено между подшипниковыми узлами. Входной и напорный патрубки расположены ниже плоскости разъема. Корпус насоса имеет горизонтальный разъем вдоль оси. Он состоит из литых стальных корпуса и крышки. Патрубки корпуса выполнены под приварку к трубопроводам и направлены горизонтально, перпендикулярно оси насоса.
Конструкция корпуса обеспечивает возможность разборки насоса и демонтажа ротора без отсоединения от технологических трубопроводов.Корпус насоса рассчитан на предельное давление 11,2 МПа (114,2 кгс/см2).Насос может быть укомплектован переходниками штампосварными для приварки к магистральным трубопроводам. Приварка к насосу переходников штампосварных может выполняться как на предприятии-изготовителе насоса, так и непосредственно на объекте эксплуатации. Ротор насоса представляет собой сборочную единицу, которая включает в себя вал с установленным на него рабочим колесом.Параметры насосов зависят от исполнения ротора. Насос магистральный -предназначен для транспортировки по магистральным трубопроводам нефти и нефтепродуктов. H. м. обеспечивает сравнительно высокие напоры при большой подаче, долговечность и надёжность непрерывной работы, экономичность и др. B CCCP c 1967 выпускаются агрегаты серии HM - центробежные горизонтальные насосы для перекачки нефти и нефтепродуктов c температурой до 80°C, кинематической вязкостью не более 3 см2/c и содержанием механических примесей до 0,05%; c подачей до 1250 м3/ч - секционные многоступенчатые, c подачей 1250 м3/ч и более - спиральные одноступенчатые; подача насосов достигает 12 500 м3/ч. B качестве привода используют электродвигатели (синхронные и асинхронные), газовые турбины co свободнопоршневыми генераторами газа, стационарные газовые турбины, двигатели внутр. сгорания (дизели). Для нормальной работы насосов необходим подпор, обеспечивающий допустимый кавитационный запас. Для перекачки вязких продуктов применяются также поршневые насосы.
Замену проточной части необходимо
провести в следующей последовательности:
2.1 Устройство
В состав привода магистральных насосов обычно входят:
- электродвигатели (синхронные или асинхронные);
- газовые турбины co свободнопоршневыми генераторами газа;
- стационарные газовые турбины;
- двигатели внутреннего сгорания (в основном дизельные).
Концевые уплотнения ротора
— механические торцовые одинарные
с дополнительным щелевым уплотнением
в соответствии с API682.Для восприятия
радиальных и осевых нагрузок применены
опорные подшипники качения с
высокой несущей способностью.
2.2Конструкция
Конструкция двухкорпусного магистрального насоса, содержащая: наружный корпус с входящим и выходящим патрубками, установленный на раме; внутренний корпус, состоящий из статорной части (направляющий аппарат и секции) и роторной (вал с установленными рабочими колесами и разгрузочным барабаном). Установленный в наружный корпус внутренний корпус разделяет внутреннюю камеру наружного корпуса на две части: камеру подвода жидкости и камеру нагнетания жидкости. Вал ротора опирается на вынесенные за пределы корпуса насоса подшипниковые узлы. Уплотнение вала осуществляется механическими уплотнительными узлами (торцовые уплотнения). В этом насосе разгрузочное устройство ротора от осевых сил представляет собой разгрузочный барабан ротора, вращающийся в статорной втулке. Компенсация осевой силы производится дросселированием перекачиваемой жидкости в щели между барабаном ротора и статорной втулкой, что на переходных режимах работы насоса является неэф-фективным и приводит к нестабильности его работы. Недостатком известного насоса является то, что разгрузочное устройство рассчитано на компенсацию осевых сил в определенной точке рабочей характеристики Q-H насоса. Во всех остальных режимах работы такого насоса осевое усилие должно восприниматься специальным подшипниковым узлом, который является технологически сложным. Кроме того, подшипниковые узлы такого насоса для смазки и охлаждения требуют большого количества масла, что влечет за собой необходимость создания громоздкой маслосистемы (баки, насосы, фильтры, охладители, вентиляторы и т.п.). Указанные недостатки приводят к снижению ресурса работы агрегата. Магистральные нефтяные насосы предназначены для эксплуатации на нефтеперекачивающих станциях с предельным давлением не более 7,5 МПа. Насосы предназначены для эксплуатации в макроклиматических районах с умеренным и холодным климатом - климатическое исполнение УХЛ; категория размещения 4 по ГОСТ 15150-69 закрытые отапливаемые помещения с температурой воздуха от плюс 1 до плюс 40°С. Насосы предназначены для эксплуатации во взрывоопасных зонах класса 2 по ГОСТ Р 51330.9-99 и класса В-1а по ПУЭ, в которых возможно образование взрывоопасных смесей категории IIА по ГОСТ Р 51330.11-99; группа взрывоопасной смеси Т3 по ГОСТ Р 51330.5-99 и ПУЭ.
2.3Насосы нефтяные магистральные
Магистральный нефтяной насос
Рисунок 2
Нефтяные магистральные
насосы типа НМ - предназначены для
перекачивания нефти и
Предлагаемый насос работает следующим образом:
Перекачиваемая жидкость по патрубку подвода наружного корпуса поступает в камеру подвода и к лопастям колеса рабочего, проходит через колесо рабочее и под действием разности давлений на выходе из колеса и на входе в него, создаваемой при вращении рабочего колеса, поступает в полости аппарата направляющего и далее к колесу следующей ступени. Пройдя через все колеса жидкость поступает в полость нагнетания наружного корпуса В и, проходя через патрубок нагнетания корпуса, уходит в трубопровод. Часть жидкости из камеры нагнетания поступает в узел разгрузки, обеспечивая зазор между диском разгрузки и подушкой гидропяты. При этом величина зазора зависит от давления в камере нагнетания и давления в камере разгрузки. Таким образом, происходит компенсация радиальной силы, возникающей при вращении ротора при различных режимах работы насоса. Некоторая часть перекачиваемой жидкости из камер подвода и нагнетания подается для смазки и охлаждения радиальных подшипников.
2.4 Автоматическая защита
Каждая МН должна иметь
автоматические защиты, действующие
на отключение всех насосных агрегатов
при появлении следующих
- загазованность максимум
до 40 % нижнего концентрационного
предела воспламенения (НКПВ) в
помещениях МН и регуляторов
давления, на установках подогрева
нефти, в помещении
Магистральные насосные агрегаты
должны иметь устройства автоматической
защиты, обеспечивающие контроль параметров
работы агрегата в соответствии с
технической документацией
Уставка защиты по минимальному давлению на входе НПС должна быть выше 85 % от величины кавитационного запаса насоса. Срабатывание защит по загазованности, пожару, по затоплению и по максимальному уровню нефти в сборнике утечек и сброса ударной волны должно сопровождаться автоматическим отключением магистральных агрегатов, автоматическим закрытием задвижек подключения МН к нефтепроводу на промежуточных НПС. На НПС с емкостью автоматическое отключение магистральных агрегатов сопровождается автоматическим отключением подпорных агрегатов с автоматическим закрытием задвижек между подпорной насосной и резервуарным парком, между МН и ПН и закрытием выходной задвижки НПС. При пожаре дополнительно автоматически отключаются системы вентиляции в защищаемом помещении. В защищаемых помещениях при пожаре следует предусматривать автоматическое отключение электродвигателей вспомогательных систем и других активных электроприемников (кроме аварийного освещения). Срабатывание защиты по загазованности должно сопровождаться автоматическим включением всех имеющихся систем вентиляции данного помещения. Срабатывание всех защит, должно сопровождаться автоматической световой и звуковой сигнализацией в месте постоянного пребывания дежурного эксплуатационного персонала. Действие защит по пожару и загазованности должно также сопровождаться автоматическим звуковым сигналом оповещения по территории и световыми сигналами в соответствующем помещении. При отсутствии постоянного персонала в этом помещении световые сигналы должны располагаться перед входом в помещение. В помещениях насосных агрегатов световые и звуковые сигналы устанавливаются снаружи и внутри помещения. Вблизи всех эвакуационных выходов из помещения с насосными агрегатами снаружи (в безопасных и доступных местах) должны быть установлены кнопки «Стоп» для аварийного отключения насосной по пожару.
Во всех закрытых помещениях
с взрывоопасными зонами должны быть
предусмотрены сигнализаторы
- снижение давления на
входе НПС ниже минимального
значения;
- повышение давления в коллекторе МН перед
узлом регулирования (или перед узлом
подогрева нефти, узлом учета нефти и т.п.)
выше максимального значения;
Магистральные насосные агрегаты
должны иметь устройства автоматической
защиты, обеспечивающие контроль параметров
работы агрегата в соответствии с
технической документацией
Погрешность датчиков (сигнализаторов), используемых для защит МН по давлениям, не должна превышать 1,5 %.Уставка защит по максимальным давлениям не должна превышать более чем на 10 % рабочее давление в магистральном нефтепроводе, принятое при расчете на прочность нефтепровода по СНиП 2.05.06.Уставка защиты по минимальному давлению на входе НПС должна быть выше 85 % от величины кавитационного запаса насоса. Срабатывание защит по загазованности, пожару, по затоплению и по максимальному уровню нефти в сборнике утечек и сброса ударной волны должно сопровождаться автоматическим отключением магистральных агрегатов, автоматическим закрытием задвижек подключения МН к нефтепроводу на промежуточных НПС. На НПС с емкостью автоматическое отключение магистральных агрегатов сопровождается автоматическим отключением подпорных агрегатов с автоматическим закрытием задвижек между подпорной насосной и резервуарным парком, между МН и ПН и закрытием выходной задвижки НПС. При пожаре дополнительно автоматически отключаются системы вентиляции в защищаемом помещении.
В защищаемых помещениях при пожаре следует предусматривать автоматическое отключение электродвигателей вспомогательных систем и других активных электроприемников (кроме аварийного освещения).
Срабатывание защиты по загазованности должно сопровождаться автоматическим включением всех имеющихся систем вентиляции данного помещения.Срабатывание всех защит, перечисленных в п. 8.2.1.1, должно сопровождаться автоматической световой и звуковой сигнализацией в месте постоянного пребывания дежурного эксплуатационного персонала.
Действие защит по пожару и загазованности должно также сопровождаться автоматическим звуковым сигналом оповещения по территории и световыми сигналами в соответствующем помещении. При отсутствии постоянного персонала в этом помещении световые сигналы должны располагаться перед входом в помещение. В помещениях насосных агрегатов световые и звуковые сигналы устанавливаются снаружи и внутри помещения. Вблизи всех эвакуационных выходов из помещения с насосными агрегатами снаружи (в безопасных и доступных местах) должны быть установлены кнопки «Стоп» для аварийного отключения насосной по пожару. Во всех закрытых помещениях с взрывоопасными зонами должны быть предусмотрены сигнализаторы до взрывоопасных концентраций горючих газов и паров (газосигнализаторы).Установку газосигнализаторов следует выполнять в соответствии с РД БТ 39-07191-003.
3.Подпорная насосная
Перед основным насосом чаще
всего на производстве ставят подпорный
насос. Его назначение - создавать
необходимое давление на входе в
основной насос. Чтоб обеспечить ему
нормальные условия всасывания.
Агрегаты электронасосные
нефтяные подпорные вертикальные типа
НПВ (НПВ 150-60, НПВ 300-60, НПВ 600-60) предназначены
для перекачивания нефти. Агрегаты
электронасосные нефтяные подпорные вертикальные
типа НПВ-М (НПВ1250-М, НПВ2500-М, НПВ3600-М, НПВ5000-М)
предназначены для перекачивания нефти
и нефтепродуктов. Применяются для подачи
нефти к магистральным насосам для обеспечения
их бескавитационной работы, а также для
оснащения баз смешения нефти.
Подпорные насосные агрегаты
должны иметь устройства автоматической
защиты, обеспечивающие контроль работы
агрегатов и их отключение в соответствии
с технической документацией
заводов-изготовителей
3.1 Насосы нефтяные подпорные
Подпорный горизонтальный насос
Рисунок 3
Центробежные нефтяные подпорные
насосы типа НПВ с производительностью
150-600 куб.м/ч предназначены для
подачи нефти (с температурой от -5 до
80 градусов С, кинематической вязкостью
не более 0,0003 кв.м/с, содержанием механических
примесей по объему не более 0,06% и размером
не более 0,5мм) к магистральным насосам
и обеспечения их бескавитационной
работы. Могут также применяться
для оснащения баз смешения нефти,
ремонта и достройки
Структура условного обозначения насоса должна отражать его принадлежность по выполняемым функциям согласно 4.1, а для подпорных насосов - конструктивный признак в соответствии с 4.3. Магистральные насосы обозначают аббревиатурами НМПП и НМПН1, НМПН2 (1 и 2 - указание на одно- или двухкорпусную конструкцию соответственно), подпорные насосы - НПГ и НПВ.
3.2 Назначение
Подпорный насосы типа НГПН-М предназначен для эксплуатации на нефтяных перекачивающих станциях для обеспечения бескавитационной работы нефтяных магистральных насосов типа НМ. На НПС они соединяются по параллельной схеме. Четыре типа насоса рассчитаны на номинальные подачи 1250, 2500, 3600 и 5000 м³/ч. Также может применяться как магистральный насос. Агрегаты эксплуатируются во взрывоопасных зонах класса 2(В-1г) для транспортировки нефти и нефтепродуктов (с температурой от -10 до +50 °С), пары которой образуют с воздухом взрывоопасные смеси категории IIА, группы Т3 (ГОСТ Р 51330.9-99, ПУЭ, Издание 6).
Материальное и конструктивное исполнение насосов НГПН-М позволяет эксплуатировать их при температуре окружающего воздуха от -45 до + 45°С. Агрегаты могут изготавливаться в как в обычном, так и в сейсмостойком исполнении (для районов с сейсмичностью свыше 6 до 9 баллов по шкале МКК-64).
3.3 Конструкция
Подпорный насос содержит корпус , в котором на валу установлено рабочее колесо , имеющее верхнюю поверхность и нижнюю поверхность , между которыми расположены лопатки. Между корпусом насоса и верхней поверхностью рабочего колеса расположено уплотнительное кольцо , а между корпусом насоса и нижней поверхностью рабочего колеса расположено уплотнительное кольцо . Уплотнительное кольцо выполнено с кольцевым буртом . В верхней поверхности рабочего колеса выполнена проточка , которая гидравлически связана с областью высокого давления . Кольцевой бурт уплотнительного кольца , перекрывая с зазором проточку , отделяет часть верхней поверхности рабочего колеса от области высокого давления. Между уплотнительным кольцом и частью верхней поверхности рабочего колеса образуется камера низкого давления. Зазор между проточкой и кольцевым буртом предусмотрен для прохождения рабочей жидкости из области высокого давления в камеру низкого давления и обеспечивает снижение гидравлических перетоков между рабочим колесом и уплотнительным кольцом . На напорном фланце стакана установлена крышка с горизонтальным напорным патрубком. К верхнему фланцу крышки крепится фонарь для монтажа электродвигателя. Проточная часть насоса имеет двухзавитковый спиральный отвод. На роторе насоса, помимо рабочего колеса, устанавливаются предвключенные колеса.