Глава III

Насосы и компрессоры

1. Общая характеристика насосов

Для перемещения жидкостей по трубопроводам служат гидра­влические машины — насосы. Подводимая от двигателя энергия преобразуется в насосе в энергию потока жидкости.

По виду рабочей камеры и сообщения ее с входом и выходом насоса различают объемные и динамические насосы. Жидкая среда объемных насосов перемещается в результате периодического изменения занимаемого ею объема камеры, попеременно сообща­ющейся с входом и выходом насоса. Жидкая среда динамических насосов перемещается под силовым воздействием на нее в камере насоса, которая постоянно сообщается с его входом и выходом.

К динамическим насосам относятся следующие основные типы: центробежные, осевые (пропеллерные), вихревые, струйные; к объ­емным — поршневые и ротационные.

В поршневых насосах перемещение жидкости осуществляется поршнем, совершающим возвратно-поступательное движение. Поршневые насосы получили широкое распространение в XIX в., когда основными двигателями стали служить паровая машина или тихоходные двигатели внутреннего сгорания. В настоящее время поршневые насосы применяют для перекачивания неболь­ших количеств жидкости, создания высокого давления, перемеще­ния вязких жидкостей. Величина создаваемого давления ограни­чивается механической прочностью деталей насоса.

В ротационных насосах жидкость вытесняется из замкнутой камеры в нагнетательный патрубок вращающимися зубьями шестерен, кулачками, винтами или радиальноперемещающимися пластинами. Насосы этого типа позволяют создавать давление порядка 10 МПа и более при относительно небольшой произ­водительности.

- С появлением быстроходных паровых турбин и особенно элек­тродвигателей широкое распространение получили динамические насосы. По виду сил, действующих на жидкую среду, различают динамические насосы лопастные и трения.

В лопастных насосах, к которым относятся центробежные и осевые, жидкость перемещается от центра рабочего колеса к его

периферий под действием центробежных сил, возникающих при силовом воздействии лопаток рабочего колеса на перекачиваемую жидкость.

В вихревых насосах жидкость перемещается по периферии рабочего колеса в тангенциальном направлении за счет главным образом сил трения, возникающих при вращении рабочего колеса. В осевых насосах повышение давления относительно невелико (до 0,15 МПа), но производительность достигает нескольких десятков кубических метров в секунду. Для невысоких и средних напоров применяют, как правило, центробежные насосы. В насто­ящее время созданы центробежные насосы для давлений до 30 МПа.

Вихревые насосы получили наибольшее распространение в ста­ционарных и передвижных установках мощностью до нескольких десятков киловатт для перекачки маловязких жидкостей, не со­держащих абразивных примесей. Вихревые насосы могут при прочих равных условиях обеспечить большие напоры, чем центро­бежные, однако к.п.д. их значительно ниже (в 1,7—3 раза), чем к.п.д. центробежных.

Струйные насосы используют кинетическую энергию потока жидкости для создания давления. Они имеют низкий к.п.д.; их применяют обычно для перекачки небольших объемов.

В настоящее время технологические установки укомплекто­ваны в основном центробежными насосами.

Технология переработки нефти и газа требует применения различных насосов, обеспечивающих соответствующие напоры и производительности при перекачке нефти, нефтепродуктов, сжиженных газов, кислот, щелочей и других продуктов. Темпе­ратуры некоторых "технологических потоков могут достигать 400 °С.

Нефтяные центробежные насосы объединены в нормальный ряд и позволяют удовлетворить потребности всех технологических процессов нефтегазопереработки. Насосы нормального ряда имеют следующую маркировку. Первая цифра в маркировке означает диаметр всасывающего патрубка, уменьшенный в 25 раз и округ­ленный; буква Н —нефтяной (или «насос» для кислотных и щелоч­ных насосов); Г —горячий; Д —первое колесо с-двусторонним подводом жидкости; В — вертикальный; К — консольный; КЭ — консольный в одном блоке с электродвигателем; М — много­ступенчатый. Первая цифра после букв означает коэффициент быстроходности, уменьшенный в 10 раз. Цифра в конце марки­ровки после знака умножения соответствует числу ступеней, а стоящая за ней буква К — насос предназначен для перекачки кислот и щелочей, С —для сжиженных газов. Нефтяные центро­бежные насосы принято классифицировать также по следующим признакам:

1) в зависимости от температуры перекачиваемой среды: на холодные —для температур до 220 °С (насосы типов Н, НК, НД)