Геец Сист. наливных судов

упругой муфты 9. Охлаждение уплотнений производится перекачиваемой жидкостью по трубе 5.

Другая модификация этого насоса под маркой 12ДН-7В имеет вертикальное расположение. Корпус в этом случае имеет разъем в вертикальной плоскости. Конструктивные отличия его от горизонтального насоса незначительны. Представленный насос – отечественного производства. Много подобных насосов поставляется на суда иностранными производителями. Общим для всех танкерных центробежных насосов является двусторонний под-

Рис. 26. Вертикальный грузовой насос с подачей 5 тыс. т вод жидкости, и в ос-

тальном отличия несущественные. Они сводятся к разным конструктивным исполнениям подшипниковых узлов, уплотнений и способов их охлаждения, видам и способам смазки подшипников. Существенным является консольное расположение вала рабочего колеса у некоторых конструкций вертикальных насосов, например, представленного на рис. 26.

Всасывающий и напорный патрубки отлиты совместно с корпусом 6 насоса и расположены перпендикулярно к оси вала 1 и друг к другу. В крышке 11 корпуса сделан канал полуспирального подвода к верхней половине рабочего колеса 5. Другой полуспиральный подвод расположен симметрично в нижней части корпуса, где предусмотрена пробка 8 для слива остатков перекачиваемой жидкости при длительной остановке насоса. Рабочее колесо двустороннего всасывания закреплено на валу с помощью шпонки и круглых гаек. В корпусе и колесе установлены уплотнительные кольца 7 и 10. Вал размещен в радиальном 4 и двух радиально-упорных подшипниках 2, установленных в сварном фонаре 3. Для уплотнения вала в крышке имеется одинарное торцовое уплотнение 12. Его охлаждение и смазка производятся перекачиваемой жидкостью, отбираемой из напорной полости насоса.

41

7.3. Приводы центробежных грузовых насосов и их размещение на танкерах

В насосных установках танкеров применяются паротурбинные, электрические, реже дизельные приводы грузовых центробежных насосов. Устройство, принцип действия, эксплуатация и теоретические основы работы этих приводов являются предметом других дисциплин и в данном курсе лекций не рассматриваются. Специфичным для танкера является размещение этих приводов на судне. Исходя из условий пожаробезопасности, насосы и приводы размещаются в разных помещениях. Их разделяет газонепроницаемая переборка, через которую проходит промежуточный вал. В месте прохода вала устанавливается надежное герметичное уплотнение, плотность которого проверяется давлением 0,2 – 0,3 МПа.

На рис. 27 дана конструкция газонепроницаемого уплотнения с резиновыми манжетами. Газонепроницаемость между корпусом 8 и опорным кольцом 12 достигается в данном случае маслобензостойкой мягкой резиновой прокладкой 13, прижимаемой разъемными кольцами 1. Резиновая манжета 14 обеспечивает плотность и не допускает утечки разогретой консистентной смазки. Отклонения вала от вертикали при монтаже не должны превышать 1мм на 1 м и составлять не более 3 мм по высоте привода. Они компенсируются путем перемещения корпуса 8 шарикоподшипника по опорному кольцу 12.

Рис. 27. Переборочное уплотнение верхней опоры вертикального соединительного вала турбопривода на танкере «Великий Октябрь»: 1 – кольца прижимные разъемные; 2 – приварыш; 3 – установочная шайба; 4 – болт; 5 – шарикоподшипник радиальноупорный; 6 – втулка; 7 – шайба стопорная; 8 – корпус; 9 –крышка верхняя нажимная; 10 – гайка; 11 – крышка сальника; 12 – кольцо опорное; 13 – прокладка; 14 – манжета резиновая

На рис. 27 дана конструкция газонепроницаемого уплотнения с резиновыми манжетами. Газонепроницаемость между корпусом 8 и опорным

42

кольцом 12 достигается в данном случае маслобензостойкой мягкой резиновой прокладкой 13, прижимаемой разъемными кольцами 1. Резиновая манжета 14 обеспечивает плотность и не допускает утечки разогретой консистентной смазки. Отклонения вала от вертикали при монтаже не должны превышать 1мм на 1 м и составлять не более 3 мм по высоте привода. Они компенсируются путем перемещения корпуса 8 шарикоподшипника по опорному кольцу 12.

Рис. 28. Установка грузового насоса с горизонтальным валом и паротурбоприводом: 1- турборедуктор; 2 – жесткая муфта; 3 – промежуточный вал; 4 – втулочно-пальцевая муфта; 5 - центробежный насос; 6, 9 – монтажные риски; 7 - газонепроницаемая переборка; 8 – манжетное уплотнение; 10 – отжимные болты; 11 – прямоугольные клинья

Рис. 29. Установка горизонтального грузового насоса и электродвигате-

ля на амортизаторах: 1 – насос; 2 – упругая муфта; 3 – промежуточный вал; 4 – приварыш; 5 – подшипник; 6 – электродвигатель; 7 – перемычка заземления; 8 – амортизаторы; 9 – уплотнение; 10 – подгоночные клинья; 11 - выравнивающая шайба

43

В других конструкциях уплотнений используется сальниковая набивка с водяным охлаждением, либо лабиринтовые уплотнения, расположенные в масляной ванне.

Валы работают с большим числом оборотов, поэтому даже небольшая несоосность валов и их неперпендикулярность к переборке нарушают герметичность уплотнения. В то же время при отсутствии видимости сложно согласовать размещение фундаментов так, чтобы было соблюдено условие полной соосности валов. Для этого существует специальная технология установки фундаментов. Сначала один из них устанавливается временно.

Его окончательное положение и длину промежуточного вала определяют после монтажа одного из механизмов и прицентровки к нему другого механизма. Другой вариант – делают базовым узлом промежуточный вал. В этом случае фундаменты устанавливают по этому валу, и монтаж механизмов осуществляется быстрее, чем по первому варианту.

Деформации корпуса судна могут изменять взаимное положение двигателя и насоса. Отцентрированные на стапеле механизмы после спуска судна могут оказаться несоосными. Кроме того, при креплении труб к патрубкам насоса и приварышам второго дна насос изменяет положение,

что также нарушает соосность валов. Поэтому при неподвижном креплении механизмов, даже при наличии упругой муфты, назначают строгие допуски на несоосность валов. Различные варианты взаимного размещения приво-

44

дов и насосов показаны на рис. 28, 29, 30. Дополнительное разъяснение к рис. 28 и 29 не требуется.

Схема, рис. 30, требует небольшого пояснения. Рабочие валы привода и насоса соединены промежуточным валом 2 длиной около 4 м. Вал имеет внизу статически отбалансированную упругую муфту 6. Верхняя опора 3, установленная на нижней платформе МО, воспринимает радиально-упорные усилия от вала и обеспечивает газонепроницаемость между МО и ГНО. Тумбы ручных телеграфов 4 установлены для удобства обслуживания на специальных фундаментах возле каждого насоса и турбины. Выходные концы валов соединены между собой трубой и шарнирными муфтами.

7.4. Погружные центробежные насосы

Погружные насосы обслуживают обычно отдельные танки и поэтому производительность их относительно невелика. У этих насосов отсутствуют всасывающие трубопроводы, что дает возможность снизить мощность приводных двигателей. Они имеют некоторые конструктивные отличия от насосов, располагаемых в насосных отделениях. Погружной насос в одних случаях подает груз непосредственно в береговую магистраль, в других – в промежуточный насос, расположенный на палубе. Во втором случае напор насоса обычно не превышает 25 м. вод. ст. Схема погружного бесштангового насоса приведена на рис.

Рис. 31. Погружной бесштанговый

31. Насос выполнен в виде моноблоч-

электронасос ПНР 600/50 ного агрегата с приводным маслозаполненным электродвигателем взры-

вонепроницаемого исполнения. Рабочее колесо 10 расположено консольно в нижней части корпуса 1, что при установке агрегата непосредственно на дне грузового танка позволяет откачивать нефтепродукт до уровня 155 мм над днищем. Корпус насоса имеет двойной спиральный отвод, из которого парекачиваемая жидкость поступает в кольцевой цилиндрический канал, образованный наружным корпусом 9 и корпусом электродвигателя 8. Направляясь по этому каналу к напорному патрубку, расположенному в верхней части агрегата, жидкость охлаждает электродвигатель.

На некоторых судах получили распространение насосные установки, состоящие из погружного и обычного грузового насоса. Например, уста-

45

новка голландской фирмы Хауттон состоит из грузового насоса с гидроприводом, расположенного на палубе над обслуживаемым танком. Погружной насос штангового типа с гдроприводом на верхней палубе расположен в колодце в грузовом танке (рис. 32). Вал насоса размещен в трубе, через которую груз подается к приемному патрубку грузового насоса.

той же трубе, по которой производится выгрузка и, следовательно, проходит внутри рабочего колеса. Чтобы колесо не вращалось в обратном направлении, его стопорят специальным тормозом.

Варианты существующих компоновок расположенных в танках погружных насосов (или их частей) в дополнение к показанным выше приведены на рис. 33. На рис. 33а изображен насос с приводом на палубе. Приводной вал расположен внутри трубы 4 и вращается в подшипниках 7. Груз отводится по трубе 5. Зачистная труба 3 может быть подсоединена либо к грузовой трубе, либо через фланец к отдельному зачистному плунжерному насосу. Между сальниками расположена продуваемая через трубу 6 коффердамная полость. Сходный по конструкции погружной насос 1 на рис. 33б имеет гидропривод 2 в танке. Рабочее масло к нему подводится и отводится по трубам 3 и 4, а груз подается на берег по трубе 6. Имеется зачистная труба 5.

46

На рис. 34 показаны два варианта многоступенчатых штанговых насосов: 34а – насос для танкера без двойного дна, где не может быть колодца, и 34б – с колодцем, выгороженным в двойном дне. Принцип действия той и другой схемы понятен из рисунков.

Рис. 33. Одноступенчатые погружные насосы: а – с приводом на палубе: 1 – центробежный насос, 2 – узел подшипников, уплотнений и коффердама между ними; 3 – зачистная труба; 4 – маслозаполненная труба с приводным валом; 5 – грузовой трубопровод; 6 – трубопровод для продувки коффердама; 7 – место расположения подшипников; б – с гидроприводом в танке: 1 - центробежный насос; 2 – гидропривод; 3 – отвод рабочего масла; 4 – подвод рабочего масла; 5 – зачистной трубопровод; 6 – грузовой трубопровод

Рис. 34. Многоступенчатые погружные насосы на дне танка с палубным приво-

дом: а – пятиступенчатый насос с отдельным храпком: 1 – приемная полость насоса; 2 – рециркуляционная труба; 3 – кольцевой канал с приводным валом внутри; 4 –

наружный корпус; 5 – насос; б – трехступенчатый насос, расположенный в колодце: 1 колодец; 2 – насос; 3 – кольцевой канал с приводным валом внутри;

4 – приводной вал

47

Разрез погружного бесштангового балластного насоса с гидроприводом показан на рис. 35. Рабочая вода к приводной турбине привода подводится под давлением 1,2 МПа из трубопровода системы мойки танков. Рабочее колесо 2 насоса и колесо 1 турбины расположены на одной короткой оси 3, вращающейся в подшипнике 4, смазываемом рабочей жидкостью и поэтому уплотнения не нужны. Рабочая вода сбрасывается в балластную воду, и поэтому отвод ее от гидропривода отсутствует.

Рис. 35. Схема погружного балластного гидротурбонасоса

Контрольные вопросы к лекции 4

1.Насосы: назначение, типы, расположение на судне.

2.Преимущества и недостатки кормового расположения насосов.

3.Факторы, влияющие на подачу грузового насоса.

4.Как связаны между собой вязкость, скорость движения груза в трубах, диаметр труб и продолжительность стоянки танкера под погрузкой и выгрузкой?

5.Основные параметры насосов и их изменение в зависимости от дедвейта танкера.

6.Преимущества и недостатки центробежных, поршневых и винтовых насосов.

7.Преимущества и недостатки горизонтального и вертикального расположения грузовых насосов.

8.Конструкция горизонтального центробежного грузового насоса 12ДН-7А.

9.Конструкция вертикального грузового насоса с подачей 5 тыс. т.

10.Установка на судне горизонтального грузового насоса с турбоприводом.

11.Установка на танкере горизонтального насоса с электроприводом.

12.Установка на танкере вертикального насоса.

13.Устройство переборочных газонепроницаемых уплотнений.

14.Погружной бесштанговый электронасос ПНР 600/50.

15.Погружной штанговый грузовой насос с бустерным насосом на палубе.

16.Устройство центробежных погружных насосов.

17.Многоступенчатый погружной насос.

18.Балластный погружной гидротурбонасос.

48

Лекция 5

8.Характеристики центробежных насосов

8.1.Параметры и рабочие характеристики насосов

Параметры насосов – это подача, напор (давление), мощность, КПД и вакуумметрическая высота всасывания. Величина параметров зависит от конструкции рабочего колеса проточной части, от вязкости перекачиваемой жидкости, частоты вращения насоса, плотности перекачиваемой жидкости. Характеристики насоса – это графические взаимные зависимости параметров при условии, что перечисленные конструктивные и физические свойства насосов и жидкостей остаются в период измерения параметров постоянными. Меняется при этом нагрузка насоса, которая в свою очередь характеризует режим работы насоса. Этот режим может быть номинальным, оптимальным, переменным. Номинальный режим – при нем обеспечиваются заданные или запроектированные параметры полной нагрузки насоса. Оптимальный режим – работа насоса при максимальном КПД. Переменный режим может соответствовать любой нагрузке от нулевой до максимальной.

Рабочие характеристики динамических насосов – это зависимость основных параметров от подачи насоса. Основная из них – это напорная характеристика, выражающая зависимость напора от подачи, т. е. H=f(Q). К

рабочим относятся также зависимости N=f(Q) и =f(Q), где N и – мощность и КПД насоса соответственно.

Помимо перечисленных параметров есть такой, который увязывает номинальные величины подачи, напора и частоты вращения в один обобщенный параметр, называемый коэффициентом быстроходности насоса:

где n – частота вращения насоса, об/мин; Q – подача насоса, кг/с;

Н – напор, м. вод. ст.

От коэффициента быстроходности зависит вид характеристики и способность насоса работать параллельно с другим насосом. У центробежных грузовых насосов ns редко выходит за пределы 40÷110, а в этих пределах напорные характеристики обычно имеют пологий падающий вид, а мощностные – возрастающий почти по прямой линии. На рис. 36 представлены характеристики грузового насоса танкера «Интернационал» с номинальной подачей 1000 м3/ч.

Характеристики насосов строят по результатам испытаний их на специальных стендах, к устройству которых предъявляются требования, регламентированные стандартами. Невозможно построить характеристики на все возможные случаи предстоящей эксплуатации насоса. Поэтому на заво-

49