книги / Техника и технологии локализации и ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов

Марка

Подача,

м3/ч

Таблица 4.29

Масса агрегата, кг

33

30

35

80

110

100

174

174

130

102

87

180

120

86

123

123

535

315

310

Шнековые насосы. Нефтесодержащий мате­ риал подается самотеком к шнеку через большую воронку. Вращающийся шнек продвигает нефте­ содержащую смесь вперед до места, где она выскребается специальным кулачковым ротором

ивыбрасывается из насоса. Материал, извлекаемый из «резьбы» винтового шнека, подвергается обра­ ботке. Специальной режущий инструмент на конце воронки может разрезать материалы с длинными волокнами, которые после этого также могут перекачиваться. Из-за низкой скорости вращения

иотносительно большого зазора между винтовой частью, корпусом насоса и кулачками этот насос имеет очень ограниченные самовсасывающие воз­ можности.

Области применения шнековых насосов:

•перекачка выветренной нефти или мусса;

•откачка собранной нефти из барж-хранилищ;

•перекачка содержимого земляных амбаров

вмусоросжигательную установку;

•перекачка нефти / частиц льда / снежуры. Преимущества насосов:

•возможность перекачки высоковязких или полутвердых материалов;

•способность обрабатывать большинство мате­ риалов;

•не эмульгируют водонефтяную смесь;

•возможность некоторых моделей работы «всухую»;

•объединение некоторых моделей с пороговым скиммером.

Недостатки насосов:

•невозможность моделей с нейлоновым кор­ пусом работать «всухую»;

•не являются самовсасывающими;

•слабое всасывание/напор;

•относительно низкая подача, учитывая мощность;

•высокая стоимость, учитывая подачу;

•возможность создания высокого противо­ давления.

Технические характеристики шнековых насосов представлены в табл. 4.31 и 4.32.

Возвратно-поступательные поршневые насосы.

Основные элементы поршневых насосов — цилиндр, поршень и распределители, при помощи которых цилиндр попеременно сообщается то с линией всасывания, то с линией нагнетания.

Характерными признаками насосов являются кратность действия, конструкция поршня, число и расположение цилиндров, конструкция распре­ делителя.

Так как принцип действия всех насосов одинаков, рассмотрим наиболее простой одноцилиндровый насос однократного действия.

При движении поршня вправо увеличивается объем рабочей камеры в цилиндре, вследствие чего давление в ней уменьшается, всасывающий клапан открывается и жидкость всасывается в цилиндр из подводящего патрубка. При движении поршня влево объем рабочей камеры уменьшается, давление

вней возрастает, всасывающий клапан закрывается,

анагнетательный клапан открывается, и жидкость вытесняется из цилиндра в нагнетательный патру­ бок. Таким образом, насос однократного действия за один оборот кривошипного вала 1 раз вытесняет жидкость из рабочей камеры.

Аналогично работает насос двухкратного дву­ стороннего действия — насос с двумя рабочими камерами.

На сегодняшний день наиболее компактными из поршневых насосов и приспособленными для перекачки нефти и нефтепродуктов при проведении операций по ЛРН являются насосы двустороннего действия.

Область применения поршневых насосов — откачка нефти с низкой и средней вязкостью из судов-нефтесборщиков или барж-хранилищ.

Технические характеристики поршневых насосов приведены в табл. 4.33.

Возвратно-поступательные диафрагменные насосы. При движении диафрагмы (гибкого поршня из эластомерного материала) к одной сто­ роне корпуса создается вакуум в одной камере на­ соса и избыточное давление в другой. Под дейст­ вием вакуума открывается один впускной клапан

изакрывается выпускной. Под действием давле­ ния открывается другой выпускной клапан и за­ крывается оставшийся впускной. Когда диафрагма перемещается к другой стороне камеры, клапаны срабатывают в обратном порядке. Работа насоса вызывает незначительное пульсирование потока на выходе. Диафрагменный насос имеет широкие зазоры между движущимися частями.

Области применения диафрагменных насосов:

•откачка жидкости из небольшого скиммера

врасположенную поблизости емкость-хранилище;

•перекачка жидкостей в опасной атмосфере (пневмоприводные установки);

•перекачка воды и/или нефти из емкостейхранилищ в мусоросжигательные установки.

Преимущества насосов:

•возможность работы «всухую» без ограничений;

•устойчивость к высоким концентрациям тонко­ дисперсных твердых частиц;

•возможность самовсасывания и плавный режим перекачки, хорошая высота всасывания;

•малые габариты, простота ремонта;

•безопасность пневмоприводных моделей вблизи легковоспламеняющегося масла.

Недостатки насосов:

•невысокая прочность диафрагм;

•трудность заливки насосов с изношенными шаровыми клапанами;

•несовместимость с нефтью некоторых мате­ риалов, из которых изготовлена диафрагма;

• необходимость использования компрессора (в некоторых моделях);

•невозможность работы при высоком противо­ давлении;

•сильная пульсация в насосах одностороннего действия, что делает их менее предпочтительными, чем насосы двустороннего действия.

Технические характеристики диафрагменных насосов приведены в табл. 4.34-4.36.

Ш ланговые насосы. Действие шлангового насоса обусловлено попеременным сжатием и ос­ лаблением специального гибкого шланга. Шланг сжимается между внутренней стенкой корпуса и сжимающим башмаком ротора. Трение скольже­ ния сводится к минимуму жидким смазывающим составом, находящимся в корпусе. Прокачиваемая жидкость контактирует только с внутренней

поверхностью шланга. В ходе цикла сжатия абра­ зивные частицы перекачиваемой жидкости вдавли­ ваются во внутреннюю поверхность толстостенного шланга и возвращаются в жидкость после завер­ шения этого цикла. Этот насос не имеет седел, уплотнений и клапанов. Он самовсасывающий и может безотказно работать «всухую». Всасыва­ ние, как правило, прекрасное, даже при работе с материалами средней вязкости.

Области применения шланговых насосов:

•откачка легких эмульсий из судов-нефте­ сборщиков или барж-хранилищ;

•перекачка нефти низкой и средней вязкости, собранной в холодной воде, а также более широ­ кое использование в условиях теплого климата.

Преимущества насосов:

•возможность перекачивания нефти низкой

исредней вязкости;

•способность пропускать разнообразный мусор

сбольшим диаметром частиц (до 1дюйма (25 мм));

•возможность прочистки засоренного рукава при помощи обратной промывки;

•простота ремонта на месте;

•являются самовсасывающими с хорошей высотой всасывания.

Недостатки насосов:

•создание пульсирующего потока;

•необходимость частой замены внутреннего шланга из-за его износа;

•сложность регулирования скорости насоса при работе с нефтью средней вязкости;

•возможность потери всасывания при работе

снефтью средней вязкости.

Технические характеристики шланговых насосов приведены в табл. 4.37 и 4.38.

Таблица 4.31

Вакуумные насосы. Пластинчато-роторные вакуумные насосы (рис. 4.44). Пластинчатые (шиберные) насосы могут быть однократного и много­ кратного действия, одинарными и сдвоенными.

Насос однократного действия состоит из ротора, ось вращения которого смещена относительно оси статора на величину эксцентриситета е. В пазах ротора установлены пластины (шиберы), прижи­ маемые к внутренней поверхности статора давле­ нием жидкости или пружинами. Скользя по ста­ тору, пластины одновременно совершают возвратно­ поступательное движение в пазах ротора. При этом серповидная полость, образованная эксцен­ тричным расположением ротора в статоре, разде­ ляется пластинами на камеры, объем которых во время работы непрерывно меняется. Если объем камер увеличивается, то происходит всасывание жидкости, если уменьшается — нагнетание. Во избе­ жание расклинивания пластин в пазах необходимо, чтобы максимальный эксцентриситет не превышал 0,1 радиуса ротора.

Насосы разделяют на насосы, работающие со смазочным материалом и без него. При работе насосов без смазочного материала резко повыша­ ется их пожаро- и взрывобезопасность и улучша­ ется санитарное состояние окружающей среды. Однако повышение давления газа в рабочей полости при отсутствии смазочного материала ниже повышения давления при подаче масла вследствие возрастания внутренних перетеканий газа. Масло, подаваемое в рабочую полость насоса, уменьш ает потери на трение, уплот­ няет рабочие зазоры и охлаждает сжимаемый газ.

Одноступенчатый насос со смазыванием тру­ щихся поверхностей создает предельное остаточ­ ное давление около 2 кПа, а двухступенчатый — примерно 0,5 кПа.

Область применения пластинчато-роторных вакуумных насосов — откачка воздуха и неагрес­ сивных газов в металлургии, химии и нефтехимии, строительной технике, сельском хозяйстве, а также на транспорте или в установках для транспорти­ рования сыпучих материалов, сушки бетонных покрытий, в доильных установках, а также в вакуум­ ных системах общего назначения. Газ до поступ­ ления в насос должен быть очищен от механиче­ ских примесей и капельной влаги во избежание загрязнения смазочного материала и ускорения изнашивания сопряженных деталей.

i

Рис. 4.44. Принцип действия пластинчато-роторного вакуумного насоса

Преимущества насосов:

•простота конструкции; простота обслуживания;

•быстроходность;

•возможность непосредственного соединения

сдвигателем;

•хорошая уравновешенность.

Недостатки насосов — относительно высокие внутренние перетекания газа и механические потери.

Технические характеристики пластинчато­ роторных вакуумных насосов некоторых ведущих производителей представлены в табл. 4.39-4.41.

Жидкостно-кольцевые вакуумные насосы.

Насосы различают по числу рабочих циклов, по типу подвода и отвода газа, по используемой в кольце жидкости. По числу рабочих циклов эти насосы разделяют на насосы простого (рис. 4.45) и двойного действия. Процесс сжатия в насосах сопровождается интенсивным теплообменом, что позволяет откачивать легко разлагающиеся, полимеризующиеся, воспламеняющиеся и взрывоопас­ ные газы и смеси, а также газы, содержащие пары, капельную жидкость и даже твердые инородные включения. Соответствующий подбор рабочей жидкости обеспечивает откачивание агрессивных газов (например, для перекачивания хлора исполь­ зуют серную кислоту) и не загрязняет откачиваемые газы и объемы парами масел.

Преимущества насосов:

•простота конструкции;

•надежность в эксплуатации;

•низкий уровень шума. Недостатки насосов:

•высокие затраты мощности на вращение жид­ костного кольца и, как следствие, относительно низкий КПД;

•высокое предельное остаточное давление (2,66-9,31 кПа для одноступенчатых вакуумных насосов и 0,133-0,665 кПа для двухступенчатых);

•невысокая окружная скорость на периферии рабочих колес, что приводит к увеличению размеров.

ВРоссии жидкостно-кольцевые насосы выпус­ кают с подачей от 0,0125 до 5 м3/с на давления всасывания 40, 30 и 20 кПа.

Технические характеристики вакуумных насосов приведены в табл. 4.42 и 4.43.

Рис. 4.45. Принцип работы жидкостно-кольцевого вакуумного насоса простого действия