4.2. Содержание лабораторной работы

Цель лабораторной работы:

Изучение основных объектов ГНПС.

Содержание лабораторной работы:

1. Изучение теоретических основ настоящего раздела методических указаний;

2. Определение назначения основных технологических объектов станции и принципа их действия.

Оформление выполненной лабораторной работы

Лабораторная работа не требует по ее окончанию составления какого-либо отчета. Выполняющему работу рекомендуется делать для себя записи по следующему шаблону:

а) назначение и принцип действия узла приема скребка;

б) назначение и принцип действия узла фильтров-грязеуловителей и т.д.

То есть необходимо кратко записать назначение и принцип действия основных узлов станции в порядке следования через них нефти.

Лабораторная работа № 5 Вспомогательные системы насосов на нпс. Система сбора и откачки утечек, система разгрузки концевых уплотнений.

5.1. Теоретические основы и описание объекта исследования

К вспомогательным системам основных и подпорных насосов относятся: система сбора и откачки утечек, система разгрузки и система смазки.

В настоящем разделе рассматриваются две первые системы, непосредственно связанные с технологическим назначением насосов. Данные системы служат для обеспечения концевым уплотнением центробежных насосов нормальных условий работы, надёжного и долговечного функционирования.

Система сбора и откачки утечек

Данная система при наличии на НС нескольких насосов выполняетcя общей для всех насосов. К этой системе присоединяется и общая система сбора утечек с остальных технологических объектов ГНПС.

Согласно названию системы она выполняет две функции: централизованный сбор в ёмкость утечек нефти из концевых уплотнений насосов и других технологических объектов ГНПС; откачку всех утечек станции из ёмкости в нефтепровод. На ГНПС «Тюмень» система сбора и откачки утечек состоит из двух автономных, не связанных друг с другом, систем.

Одна из них осуществляет сбор и откачку утечек основной НС и близлежащих к ней технологических объектов, другая – обслуживает подпорную НС и рядом расположенные с нею объекты. Общая схема обеих систем приведена на рис. 5.1.

Сбор утечек от концевых уплотнений основных насосов НМ 1250-260 производится через задвижки 26,27,28,29 в подземную ёмкость ЕП-40 (ёмкость подземная объёмом 40 м³). В эту же ёмкость собираются утечки из уплотнений регулирующих заслонок станции КРЗ по трубопроводу утечек дренажа через задвижки 77 и 78.

Откачка собранной в ЕП-40 нефти производится двумя погружными насосами 1 и 2 типа 12 НА-9×4, которые включаются автоматически при максимальном уровне взлива нефти в ёмкости и подают нефть из ЕП-40 в приёмный трубопровод подпорной НС через задвижки 40, 41, 42, 43, 45 по трубопроводу 108×4.

Утечки от подпорных насосов 5 и 6 типа 14 НДсНМ и зачистного насоса 7 типа 6 НК-9×1 поступают в ёмкость ЕП-16. Сюда же собираются утечки из сетчатых фильтров – грязеуловителей подпорных и зачистного насосов, которые располагаются на входе насосов (см. технологическую схему подпорной НС на рис. 4.1).

В ЕП-16 собираются также утечки нефти с общестанционных фильтров – грязеуловителей ф-1 и ф-2.

Откачка нефти из ЕП-16 производится погружным насосом 3 и типа 12 НА-9×4, установленном на ёмкости. Откачка ведётся через задвижки 21 и 45 в приёмный трубопровод подпорной НС.

Маркировка насоса 12 НА-9×4 аналогична ранее рассмотренной, но с некоторым дополнением: Н – нефтяной; А – артезианский. Конструктивно насос состоит из следующих частей:

- опорной стойки, установленной на крыше резервуара;

- напорной колонны, крепящейся к опорной стойке и представляющей собой подобие трубы, опущенной нижним концом в резервуар под уровень нефти; на нижнем конце напорной колонны расположен насос, вал его выведен внутри напорной колонны к опорной стойке;

- электродвигателя, установленного на опорной стойке и соединённого муфтой с валом насоса, находящегося внутри резервуара под уровнем нефти.

Собственно насос состоит из приёмного патрубка, четырёх секций – корпусов с расположенными в них рабочими колёсами (одно колесо в каждом корпусе) и напорного патрубка, каковым является напорная колонка.

Жидкость, из каждой ступени в следующую отводится с помощью направляющего аппарата, лопатки которого обеспечивают осевой вход жидкости в последующее рабочее колесо.

В каждом корпусе (секции) насоса установлен подшипник скольжения. Имеющийся в насосе шарикоподшипник охлаждается перекачиваемой жидкостью, которая омывает его корпус. Интенсивность охлаждения подшипника регулируется вентилем, установленным на отводящей трубе.

В период эксплуатации насос обязательно должен быть залит перекачиваемой жидкостью таким образом, чтобы под уровнем нефти находился приёмный патрубок и как минимум первое по ходу жидкости рабочее колесо насоса. Отмеченное условие соблюдается поддержанием минимально допустимого уровня жидкости в резервуаре (над нижней точкой приёмного патрубка насоса должно быть не менее 200-220 мм жидкости). Работа насоса на закрытую напорную задвижку допускается не более 5 минут.

Контрольно – измерительные приборы в системе сбора и откачки утечек

Данные приборы представлены манометрами на нагнетательных линиях насосов откачки утечек и сигнализаторами утечек насосов.

Манометры у насосов 12 НА-9×4 установлены на нагнетательном отверстии опорной стойки. Предел измерения манометров – от 0 до 10 кгс/см².

В качестве сигнализаторов утечек основных насосов используется сигнализаторы типа OMUV. Принципиальная схема данного прибора изображена на рис. 5.2.

Сигнализатор функционирует следующим образом. Утечки из концевых уплотнений насоса попадают в карман утечек 1, откуда самотёком по трубопроводам 2 поступают в ёмкость сбора утечек ЕП-40.

При нормальной величине утечек они не скапливаются в кармане 1 и успевают отводиться по трубопроводам 2. При возрастании утечек, когда их размер превышает нормальную для уплотнения величину, пропускная способность трубопровода 2 становится уже не достаточной. Нефть накаплива6ется в кармане 1 и по отводному трубопроводу 3 поступает в сигнализатор 4. В сигнализаторе жидкость проходит через дроссельную шайбу 5, которая ограничивает пропускную способность сигнализатора и препятствует быстрому выходу нефти из него. За счёт этого уровень нефти в сигнализаторе поднимается и поднимает магнитный поплавок 6, который замыкает герметичный контакт 7 – возбуждается электрический сигнал. Сигнал подаётся на вторичный прибор 8; последний останавливает насос по превышению размера утечек.

Из сигнализатора нефть, пройдя дроссельную шайбу 5, попадает в трубопровод 2 и по нему – в ЕП-40.

Система разгрузки концевых уплотнений насосов

Концевые уплотнения центробежных наосов постоянно находятся под давлением перекачиваемой жидкости. Наличие давления в камерах уплотнений снижает надёжность и работоспособность уплотнений, так как давление дополнительно прижимает трущиеся поверхности друг к другу, чем увеличивает трение между ними. В результате возрастает износ уплотнения, и уплотнение перегревается от избыточного трения.

Назначение системы разгрузки – снижение давления в камерах уплотнений и, одновременно, охлаждение уплотнений потоком перекачиваемой жидкости.

Существует несколько вариантов системы разгрузки. Наиболее простой традиционный вариант. Он заключатся в непосредственном отводе жидкости из камеры уплотнений по трубопроводам в зону пониженного давления, в качестве которой может использоваться либо приёмный трубопровод (коллектор) насосов, либо специальная ёмкость. При этом, когда давление в камерах уплотнений находится в допустимых пределах жидкость из камер отводится в приёмный трубопровод насосов. Этим давление в камерах снижается и уплотнения разгружаются.

Одновременно создаётся циркуляция жидкости через камеры уплотнений, чем достигается охлаждение трущихся поверхностей.

При чрезмерном повышении давления в камерах уплотнений, давления в камерах снижается путём сброса жидкости через предохранительные клапаны в резервуар.

Обычно системы разгрузки отдельных насосов НС объединяют в общую систему разгрузки станции и предохранительные клапаны ставятся на коллекторе общестанционной системы разгрузки.

Недостатком традиционного варианта разгрузки являются постоянная непроизводительная циркуляция перекачиваемой жидкости через насос по системе разгрузки, что снижает объёмный и общий КПД насоса.

Традиционная система разгрузки была первоначально предусмотрена для основных насосов ГНПС «Тюмень». Схема её изображена на рис. 5.1. Согласно рис. 5.1 сброс жидкости из камер уплотнений при превышении давления в них производится через предохранительные клапаны в резервуар 5 типа РВС 5000. Откачка нефти из резервуара 5 выполняется погружным насосом 4 типа 12 НА-9×4,который подаёт нефть в приёмный трубопровод подпорной НС.

Вторым вариантом системы разгрузки и охлаждения концевых уплотнений является, так называемая, индивидуальная схема охлаждения и разгрузки. Она состоит в отводе части жидкости с нагнетания насоса (обычно непосредственно из улитки корпуса в верхней части его) и подаче её в камеры уплотнений по трубопроводам. Из камер жидкость перетекает в область всасывания насоса, а затем вновь попадает в область нагнетания и т.д. Происходит циркуляция жидкости в камерах, чем давление и температура в них поддерживаются в требуемых пределах.

Данный вариант также неэкономичен, так как связан с непроизводительной циркуляцией жидкости через насос по системе охлаждения и разгрузки.

Наиболее прогрессивен вариант разгрузки с использованием импеллеров. Импеллер – втулка с винтовой нарезкой, устанавливаемая на вал насоса между рабочим колесом и концевым уплотнением.

При вращении вала насоса втулка также приходит во вращение и за счёт винтовой нарезки создает поток жидкости от камеры уплотнения в сторону рабочего колеса, то есть в сторону области всасывания насоса. Этим давление в камере уплотнения снижается.

Охлаждение уплотнения достигается циркуляцией жидкости через камеру уплотнения. Для этого область всасывания насоса и камеры уплотнения соединяются небольшим каналом, по которому жидкость из области всасывания поступает в камеру. Из камеры же жидкость импеллером вновь подаётся в область всасывания и т.д. При данном варианте разгрузки КПД насоса не снижается.