Нефтяные
центробежные насосы, рассчитанные на работу в условиях возможного образования
взрывоопасных смесей газов и паров с воздухом, применяют в промысловых
системах сбора, подготовке и транспорте нефти, технологических установках
нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств для перекачивания 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 % (по
массе). Размеры частиц должны составлять не более 0,2 мм.
Изготовляют насосы 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.
Условное давление корпуса Ру —
один из параметров, определяющий соответствие насоса конкретным условиям
эксплуатации. При этом давление на входе в насос не должно превышать: для
насосов типов К, С, СД — 2,5 МПа и для насосов типа ВМ— 1 МПа.
Насосы типа К, предназначенные для работы в
системах промыслового сбора, подготовке и транспорте нефти, выпускаются в
специальном исполнении с охлаждением узлов и деталей перекачиваемой жидкостью.
Одноступенчатые консольные насосы с подачей
до 250 м3/ч имеют рабочее колесо одностороннего входа, насосы с подачей свыше
250 м3/ч — рабочее колесо двухстороннего входа.
Корпус насоса отливается заодно с опорными лапами,
входным и выходными патрубками и устанавливается на стойках фундаментной
плиты. Опорные поверхности лап расположены в горизонтальной плоскости,
проходящей через ось вала насоса. Корпус насоса может быть изготовлен со
спиральным отводом (рис. 65) или рассчитан на установку направляющего аппарата
(рис. 66). Направляющий аппарат одноступенчатых насосов к корпусу насоса
крепится с помощью прижимных дисков винтами и фиксируется посредством штифтов.
Направляющие аппараты в двухступенчатых насосах крепятся к торцу крышки насоса
шпильками и гайками.
Крышка насоса присоединяется к корпусу со
стороны привода, стык между фланцами крышки и корпуса герметизируется
спирально навитой прокладкой.
Вал насоса 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 устанавливаются комплектовочные
шайбы, создающие предварительный натяг в подшипниках. Внутренние кольца
подшипников от осевого перемещения закрепляются 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.
Насосы с приводом монтируются на общей
фундаментной плите, соединение валов осуществляется с помощью зубчатой муфты с
промежуточным валом.
Рис. 65
.Одноступенчатый насос типа К со спиральным корпусом:
1 – вал, 2 – подшипниковый кронштейн, 3 – уплотнение
вала, 4 – крышка, 5 – рабочее колесо, 6 – корпус.
Рис. 66. Одноступенчатый насос типа К с направляющим аппаратом:
/—вал; 2—подшипниковый кронштейн; 3 — уплотнение вала; 4 — крышка; 5 —
рабочее колесо; 6 — корпус; 7 — направляющий аппарат; S — уплотняющие кольца
. При этом длина промежуточного вала позволяет
разбирать насос без демонтажа его корпуса, электродвигателя, входного и
выходного трубопроводов. Зубчатая муфта имеет ограждение, которое крепится к
фундаментной раме болтами.
Насосы типа К изготавливают с направляющим
аппаратом или со спиральным отводом.
Конструктивно
одноступенчатый насос, имеющий рабочее колесо одностороннего входа жидкости с
направляющим аппаратом (см. рис. 66), состоит из вала, подшипникового кронштейна,
уплотнения вала, крышки, рабочего колеса, корпуса, направляющего аппарата с
уплотняющими кольцами плавающего типа.
Снижение давления в камере перед уплотнением
вала осуществляется разгрузочным устройством, соединяющим область высокого
давления за колесом с полостью всасывания.
Насосы типа С и СД — секционные межопорные
насосы, подразделяются на насосы типа НС — нефтяные секционные, и НСД —
нефтяные секционные двухкорпусные (рис. 67).
В горизонтальных секционных
межопорных нефтяных насосах типа С (с осевым разъемом корпуса) и типа НС
(двухкорпусные с торцовым разъемом корпуса) используют рабочие колеса одностороннего
входа. Их устанавливают на валу между двумя выносными опорами.
В качестве опор вала используются два радиальных
шарикоподшипника, воспринимающих радиальные нагрузки, и два
радиально-упорных шарикоподшипника, воспринимающих осевые усилия и радиальные
нагрузки.
Смазка подшипников — жидкостная. Уплотнения
вала — сальниковые (с подводом или без подвода затворной жидкости) и торцовые
одинарные или двойные.
Насос и электродвигатель, соединенные с помощью
зубчатой муфты с промежуточным валом, монтируют на общей фундаментной плите.
Насос состоит (см. рис. 67) из верхней половины
корпуса 7 и нижней половины 10, входной камеры I ступени 4, входной камеры V ступени 8, секции 5, уплотнения вала 3,
вала 2 и рабочего колеса 6. Первая опора /, расположенная у соединительной
муфты, имеет два радиальноупорных шарикоподшипника, вторая опора 9 — два
радиальных шарикоподшипника.
Насосы типа Н, предназначенные для работы
при температуре жидкой среды 3—200 °С, изготавливают двух- и четырехступенчатыми.
Основные детали четырехступенчатого насоса
типа Н с осевым разъемом (рис. 13.4
)—опоры 1 вала (радиальные подшипники) и 9 (радиально-упорные
подшипники), вал 2, верхняя половина корпуса 3, нижняя 7, уплотнения 4 вала —
торцовые (одинарные и двойные) или сальниковые (с подводом или без подвода
затворной жидкости), сменные защитные втулки 5 вала, рабочие колеса 6
одностороннего входа жидкости и переводная труба 8.
Снижение давления на уплотнение вала
обеспечивается разгрузочным устройством (лабиринтной втулкой и отводящей
Трубкой), устанавливаемым в насосе в области повышенного давления.
Входной и
выходной патрубки, отлитые вместе с нижней половиной корпуса насоса,
расположены горизонтально в плоскости, перпендикулярной к оси насоса.
Валы насоса и электродвигатели соединены
посредством зубчатой или втулочно-пальцевой муфты.
Насосный агрегат монтируется на общей
фундаментной плите, включая вспомогательные трубопроводы в пределах насосного
агрегата (в том числе запорно-регулирующая арматура и КИП и А).
Межопорные
насосы типа НД с рабочими колесами двухстороннего входа предназначены для
перекачивания жидкостей с температурой 3—200 °С.
К группе
насосов этого типа относятся также насосы типов НДВНМ, НДС-НМ, НДСН
Насосы типа НД с осевым разъемом корпуса
(рис. 69) состоят из опор вала / (радиальные шарикоподшипники) и 5
(ра-диально-упорные шарикоподшипники); вала 2, сменных защитных втулок 3, уплотнений
4 вала — сальниковых (с подводом или без отвода затворной жидкости) или
торцовых (одинарных и двойных), верхней 5 и нижней 7 половин корпуса и рабочего
колеса 6.
Заодно с нижней половиной корпуса отливаются
входной и выходной патрубки, расположенные горизонтально в плоскости,
перпендикулярной к оси насоса.
Обе половины корпуса и рабочее колесо насоса
изготавливаются из чугуна, вал и сменные защитные втулки — из стали.
Насос соединяется электродвигателем
посредством зубчатой или втулочно-пальцевой муфты.
Насосы типа НК и НКЭ — консольные
одноступенчатые предназначены для перекачивания нефтепродуктов температурой
0—200 °С (типа НК) и 0—80 °С (типа НКЭ).
Насос типа НКЭ (рис. 70) состоит из
взрывобезопасного электродвигателя с удлиненным валом, на котором смонтировано
уплотнение 2 вала, рабочее колесо 4, корпус 3, переходник 1 и крышка насоса 5
с входным патрубком.
Уплотнения валов насосов НК и НКЭ — торцовые
(одинарные и двойные; у насосов НКЭ только одинарные) и сальниковые (с подводом
и без подвода затворной жидкости).
В качестве
опор вала используются шариковые подшипники в корпусе электродвигателя (для
насосов НКЭ), один радиальный и два радиально-упорных шарикоподшипника (для
насосов НК). Для уменьшения осевого давления в насосах предусматривается
разгрузочное устройство (отводящая трубка), отключаемое при давлении на входе
в насос более 0,5 МПа.
Входной патрубок располагается вдоль оси
насоса, выходной— ориентирован вертикально или может быть повернут на 90°,
180° или 270°.
В насосах типов Н, НД, НК и НКЭ шифр
означает: первая цифра — диаметр входного патрубка, уменьшенный в 25 раз, буква
Н — нефтяной, Д — двухстороннего входа жидкости в рабочее колесо,
К—консольный, Э — электронасос, цифры после букв — первая означает коэффициент
быстроходности, уменьшенный в 10 раз, вторая — число ступеней насоса.
Например, в условном обозначении 6НКЭ-6х1:б — диаметр входного патрубка,
уменьшенный в 25 раз, Н — нефтяной, К—консольный, Э — электронасос, б —
коэффициент быстроходности, уменьшенный в 10 раз, 1 — одноступенчатый.
Насос типа НК с приводом устанавливается на
общей фундаментной плите, валы насоса и двигателя соединяются друг с другом с
помощью втулочно-пальцевой муфты.
Насосы типов НА и НВ. К этим насосам относятся
вертикальные насосы, предназначенные для откачки из заглубленных резервуаров
нефтепродуктов (насосы типа НА) и дренажных жидкостей (насосы типа НВ)
температурой не более 80 °С с плотностью не выше 1100 кг/м3.
Насосы типа НА (рис. 71) состоят из насосной
части, включающей приемный патрубок /, рабочие колеса 2, направляющие аппараты
3, вертикальный вал 4, напорную колонку 5, являющуюся напорным трубопроводом,
опорной стойки 10. Напорная колонка соединяет насосную часть с опорной стойкой
10, на верхнем фланце которой установлен электродвигатель. В зависимости от
глубины резервуара, из которого ведется откачка, изменяется число секций,
составляющих напорную колонку; в стыках секций устанавливаются секционные
кресто-
вины со
втулками 6, выполняющими роль подшипников промежуточного вала 7. Промежуточный вал состоит из нескольких
частей, соединяемых резьбовыми муфтами 8.
В опорной стойке размещены выходной патрубок
насоса 9, узел уплотнения вала 11 и спаренный радиально-упорный подшипник 12.
Соединение промежуточного вала с валом электродвигателя осуществляется с
помощью втулочно-пальцевой муфты.
Конструктивно
насос типа НВ (рис. 72) отличается от насоса типа НА тем, что над насосной
частью установлена напорная камера 6, к боковому фланцу которой подсоединен
отдель-
Рис. 72. Насос типа НА
ный напорный
трубопровод для транспортирования откачиваемой жидкости.
Соответственно изменена конструкция опорной
стойки, где отсутствует выходной патрубок.
Основные детали насоса типа НВ — насосная
часть, напорная камера, промежуточный вал, поддерживающая колонка и опорная
стойка.
Насосная часть состоит из приемного
патрубка /, вертикального вала 5, четырех рабочих колес 3 и четырех направляющих
аппаратов 4.
Напорная камера 6 присоединяется к насосной
части и поддерживающей колонке 8.
К фланцу патрубка напорной камеры
присоединяется напорный трубопровод.
Промежуточный вал 10 насоса состоит из
нескольких частей, соединяемых резьбовыми муфтами 9 с левой резьбой.
Поддерживающая колонка 8 состоит из
нескольких трубных секций, число которых зависит от положения емкости, из которой
должна откачиваться жидкость. В верхней секции расположена камера уплотнения
вала. В середину камеры к уплотнению 12 подводится затворная жидкость. В
каждом стыке трубных секций устанавливают направляющие подшипники 11
промежуточного вала.
Охлаждение и смазка подшипника 2,
расположенного в приемном патрубке, и подшипника 7 — в стыке напорной камеры и
поддерживающей колонки, а также направляющих подшипников 11 промежуточного
вала осуществляется чистой водой или перекачиваемой жидкостью, прошедшей через
фильтр, давлением 0,12—0,15 МПа.
Поддерживающая
колонка присоединяется к опорной стойке 13, на верхний фланец которой
устанавливается фланцевый электродвигатель. В опорной стойке размещены два
радиально-
Рис. 73. Насос типа НВ
упорных
шарикоподшипника 14. Смазка шарикоподшипников — консистентная.
Валы насоса и электродвигателя соединены
втулочно-пальцевой муфтой.
В зависимости от требуемой
глубины спуска насоса в заглубленный резервуар насосы, типа НА поставляют с
числом секций напорной колонки от 1 до 7; насосы типа НВ поставляют в зависимости
от числа секций, оговариваемых в заказе в варианте исполнения насоса по длине.
Шифр насосов типов НА и НВ означает: первые
цифры (одна или две)—внутренний диаметр обсадной трубы (входного патрубка),
уменьшенный в 25 раз; буквы Н — нефтяной, А — артезианский, В — вертикальный;
цифры после букв — первая означает коэффициент быстроходности, уменьшенный в 10
раз, вторая—число ступеней насоса.
Центробежные
нефтяные насосы для магистральных трубопроводов, применяемые в системах
магистральных трубопроводов, предназначены для перекачки нефти и
нефтепродуктов с температурой от —5 до 80°С, объемным содержанием механических
примесей не более 0,05 % и размером частиц не более 0,2 мм, с кинематической
вязкостью не более 3-Ю-4 м2/с.
НПВ — нефтяные подпорные вертикальные; НМ —
нефтяные магистральные.
Насосы с подачей 1800 м3/ч и
более предназначены только для магистрального транспорта нефти.
С целью расширения области применения
насосов типа НМ с подачей 1250 м3/ч и более допускается применение сменных
роторов для работы при подачах 0,5; 0,7 или 1,25 от номинальной; при этом
предельные отклонения не должны превосходить: по к. п. д.— 2 % и по напору ( +
5) — (—3 %).
Для насосов типов НМ и НПВ аналогично
насосам типа НК допускается уменьшение подачи и напора при неизменной частоте
вращения в пределах полей Q—Н
путем обточки рабочих колес (не более четырех вариантов размеров рабочих колес)
при условии снижения к. п. д. не более, чем на 3%.
Центробежный одноступенчатый
горизонтальный магистральный насос (рис. 13.9) с двухзавитковым спиральным
отводом и рабочим колесом двухстороннего входа состоит из корпуса и ротора.
Корпус насоса с осевым разъемом состоит из
верхней и нижней половин, соединяемых с помощью шпилек. Уплотнение между
половинками корпуса обеспечивается прокладкой; для гашения струи нефти при выходе
из строя прокладки разъем корпуса по контуру закрывается специальными щитками.
В нижней части корпуса отлиты лапы для
крепления насоса к фундаменту.
Входной и напорный патрубки отлиты заодно с
корпусом, располагаются в его нижней части и направлены в противоположные
стороны перпендикулярно к оси насоса.
Ротор насоса состоит из вала с закрепленным
на нем рабочим колесом, защитных втулок и подвижных деталей торцового
уплотнения.
Рабочее колесо — сварнолитое, посажено на
вал плотной посадкой с помощью шпоночного соединения. Детали ротора
зафиксированы на валу от осевого перемещения с помощью гаек со стопорными
шайбами.
Ротор в корпусе насоса устанавливается с
помощью дистанционного кольца соответствующей толщины.
Опоры ротора — подшипники скольжения,
корпусы и крышки подшипников — чугунные с баббитовой заливкой. Положение
корпусов подшипников в кронштейнах фиксируется штифтами.
Смазка подшипников — принудительная, при
аварийном отключении электроэнергии предусмотрены смазочные кольца. Для
предупреждения вытекания масла из корпусов подшипников устанавливаются
ушютнительные и маслоотражательные кольца на валу насоса.
Осевые усилия ротора воспринимаются двумя
радиально-упорными шарикоподшипниками, внутренние обоймы которых жестко
зафиксированы на валу с помощью гайки. Уплотнения вала в местах его выхода из
корпуса — торцовое, гидравлически разгруженное.
Маслоустановка насосного агрегата
обеспечивает смазку подшипников насоса и электродвигателя.