Нефтяные насосы

Нефтяные центробежные насосы, рассчитанные на работу в условиях возможного образования взрывоопасных смесей газов и паров с воздухом, применяют в технологических установках нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств для перекачиваемой нефти, сжиженных углеводородных газов, нефтепродуктов и других жидкостей, сходных с указанными по физическим свойствам (плотности, вязкости и др.) и коррозионному воздействию на материал деталей насосов. Максимальное содержание твердых взвешенных частиц в перекачиваемой жидкости не должно превышать 0,2%, а их размеры — 0,2 мм.

Насосы изготавливают следующих типов: К - консольные горизонтальные одно- и двухступенчатые; С — горизонтальные секционные межопорные с осевым разъемом корпуса; СД — горизонтальные секционные межопорные двухкорпусные; ВМ — вертикальные, встраиваемые в трубопровод.

В зависимости от температуры перекачиваемой среды для из­готовления деталей проточной части насоса используют ту или иную сталь (табл. 9).

Таблица 9

Условное давление корпуса р_у — один из параметров, опреде­ляющий соответствие выбранного насоса конкретным условиям экс­плуатации, на которое рассчитаны корпусные детали насоса (табл. 10), при этом давление на входе в насос не должно превышать: для насосов типов К, С, СД — 2,5 МПа, для насосов типа ВМ — 1,0 МПа.

Таблица 10

Примечание: Сталь, из которой изготовлены детали проточной части: С – углеродистая; Х – хромистая; М – малоникелевая; Н – никельсодержащая.

Рабочее давление на выходе из насоса не должно превышать Р_УК, где К — коэффициент, определяемый по графику (рис. 28), за­висящий от материала корпусных деталей и температуры перекачи­ваемой жидкости.

В местах выхода вала из корпуса насоса устанавливают саль­никовые (с подводом или без подвода затворной жидкости) или торцовые одинарные или двойные уплотнения, взаимозаменяемые по присоединительным и посадочным размерам для насоса каждой марки.

Маркировка уплотнения вала:

сальниковое охлаждаемое — СО;

сальниковое охлаждаемое с подачей затворнвй жидкости — СГ;

торцовое одинарное с проточной циркуляцией перекачиваемой насосами жидкости — ОП;

торцовое одинарное с самостоятельным контуром циркуляции перекачиваемой насосом жидкости — ОК;

торцовое одинарное с самостоятельным контуром циркуляции перекачиваемой насосом жидкости и теплообменным устройством ва­ла насоса — ОТ;

двойное торцовое с контуром циркуляции затворной жидкости в теплообменным устройством вала насоса — ДТ;

двойное торцовое с контуром циркуляции затворной жидко­сти – ДК.

Для охлаждения масла в подшипниках и узлах уплотнения ва­ла используют жидкость (пресную воду или антифриз), подаваемую по вспомогательным трубопроводам в полости в соответствующих деталях насоса. В качестве затворной жидкости для сальникового уплотнения или двойного торцового уплотнения применяют мине­ральные масла: индустриальное 20, турбинное 22, трансформаторное и другие вязкостью 10—30 мм²/с (при 59°С). Подвод и отвод зат­ворной жидкости также осуществляется по вспомогательным тру­бопроводам, собираемым в зависимости от условий работы насоса по одной из типовых схем (рис. 29).

Расход охлаждающей и затворной жидкости для насосов типа НК показан в табл. 11.

Насосы типа К, предназначенные для работы в системах Промыслового сбора и транспорта нефти, выпускают в специаль­ном исполнении с охлаждением узлов и деталей перекачиваемой жидкостью.

Основные технические характеристики насосав типа К для пере­качиваемой среды плотностью1000 кг/м³ и вязкостью 0,01 см²/с приведены в табл. 12.

Одноступенчатые насосы с подачей до 250 м³/ч изготовляют с рабочим колесом одностороннего входа, насосы с подачей свыше 250 м³/ч —с рабочим колесом двустороннего входа.

Каждый насос может быть изготовлен с рабочими колесами одного из четырех размеров выходного, диаметра: номинального (ва­риант а) и обточенных (варианты а, в и г), обеспечивающих соответствующие характеристики Q-H.

Рис. 29 Принципиальная гидравлическая схема насоса с уплотнением типа ДК:

1, 3и 6 – вентиль соответственно запорный, запорный игольчатый и игольчатый; 2 – сосуд разделительный; 4 – манометр; 5 – аккумулятор пружинно-гидравлический; 7 – указатель подачи; трубопроводы: I – охлаждающей жидкости; II – дренажа; III – запорной (уплотнительной) жидкости; IV – передача импульса.

Корпус насоса, отливаемый заодно с опорными лапами, вход­ным и выходными патрубками, устанавливают на стойках фунда­ментной плиты. Опорные поверхности лап расположены в горизон­тальной плоскости, проходящей через ось вала. Крышку подсоеди­няют к корпусу со стороны привода, стык между фланцами крышки и корпуса герметизируют спирально навитой прокладкой.

Вал устанавливают на двух опорах — шариковых подшипниках, смонтированных в подшипниковом кронштейне, который опорной лапой присоединен к фундаментной плите, а фланцем — к крышке корпуса. Подшипниковая опора со стороны привода состоит из двух радиально-упорных подшипников, воспринимающих осевое и радиаль­ные усилия. Между этими подшипниками устанавливают комплек­товочные шайбы, создающие предварительный натяг в подшипниках. Внутренние кольца подшипников от осевого перемещения закрепля­ют с помощью шайбы и гайки, которые одновременно крепят полу­муфты зубчатой муфты и распорную втулку. Другая подшипниковая опора вала (два радиальных шариковых подшипника) предусмот­рена для восприятия радиальных усилий.

Таблица 11

Насосы с приводом монтируют на общей фундаментной плите. Валы их соединяются с помощью зубчатой муфты с промежуточ­ным валом. При этом длина промежуточного вала позволяет разби­рать насос без демонтажа его корпуса, электродвигателя, входного и выходного трубопровода. Зубчатая муфта имеет ограждение, которое крепится к фундаментной раме болтами.

Насосы типа К выпускают с направляющим аппаратом или со спиральным корпусом.

Направляющий аппарат — разборный, состоит из четырех частей. Размещен он в кольцевой расточке корпуса. Если насос выпол­нен со спиральным корпусом, для уравновешивания радиальных сил, действующих на ротор, спиральный отвод выполнен двойным.

Насосы типа С и СД. Секционные межопорные насосы подразделены на два типа: НС — нефтяные секционные и НСД — нефтяные секционные двухкорпусные (рис. 32). Основные техниче­ские характеристики насосов этого типа для перекачиваемой среды плотностью 1000 кг/м³ и вязкостью 0,01 см²/с приведены в табл. 15.

Примечание: Частота вращения вала насосов типов НК35/50 – НК1000/320 составляют 2950 мин^-1, наосов типов НК1000/50 – НК1600/80 – 1475 мин^-1.

Рис. 32. Продольный разрез секционного межопорного насоса:

1 и 9 — опоры вала; 2 — вал; 3 — уплотнение; 4 и 5 — входная камера соответственно I и II ступеней; 6 — рабочее коле­со; 7 — корпус

Таблица 15

Примечание. Частота вращения вала насосов составляет 2950 мин^-1.

Секционные насосы типов С и СД аналогично насосам типа К изготавливают с рабочими колесами одного из четырех размеров выходного диаметра: номинального (вариант а) и обточенных (ва­рианты б, в, г). Размеры рабочих колес в зависимости от варианта исполнения указаны в табл. 16.

Таблица 16

В горизонтальных секционных межопорных нефтяных насосах типа С (с осевым разъемом корпуса) и типа НС (с торцовым разъе­мом корпуса) используют рабочие колеса одностороннего входа. Ус­танавливают их на валу между двумя выносными опорами. В каче­стве опор используют два радиальных шарикоподшипника, воспри­нимающих радиальные нагрузки, и два радиально-упорных шарикоподшипника, воспринимающих осевые усилия и радиальные нагрузки. Уплотнения вала — сальниковые (с подводом или без подвода затворной жидкости) и торцовые одинарные или двойные.

Насос и электродвигатель привода, соединенные с помощью зуб­чатой муфты с промежуточным валом, монтируют на общей фунда­ментной плите.

Марки сталей, применяемых для изготовления основных деталей; секционных насосов, указаны в табл. 17.

Таблица 17