2 Пособие по дисциплине. 3 введение современные технологии многих производств базируются на трубопроводном транспорте различных сред газообразных, жидких, сыпучих и тому подобных
 Скачать 5.31 Mb.
|
|
- минимально допустимое давление на входе НС, определяемое из условий бескавитационной работы насосов данной станции - минимально допустимое давление на входе НС, определяемое из условия сохранения прочности трубопроводов и оборудования (насосов НС - минимально допустимое давление на выходе ГНПС, определяемое из условия бескавитационной работы насосов последующей станции нефтепровода - максимально допустимое давление на выходе ГНПС, определяемое из условия сохранения прочности магистрального трубопровода, трубопроводов и оборудования ГНПС и оборудования последующей станции нефтепровода - максимально допустимая скорость изменения давления на выходе ГНПС, определяемая условием предотвращения разрыва трубопроводов и оборудования ГНПС, а также магистрального трубопровода. Для защиты трубопроводов и оборудования на выходе ГНПС от чрезмерных давлении между подпорной насосной ПНС и основной 24 насосной НС устанавливается второй узел предохранительных устройств (УП), принцип действия которого аналогичен принципу действия первого узла, расположенного на входе ГНПС. Нередко оба узла предохранительных устройств размещаются на одной общей площадке. Второй узел учета нефти УУ, изображенный на рис между ПНС и НС, служит для измерения количества нефти, подаваемой в магистральный нефтепровод. Назначение данного узла в основном техническое. Он используется для контроля за процессом перекачки. Назначение узла учета нефти, находящегося на входе ГНПС, преимущественно коммерческое – на основе его показаний производятся взаиморасчеты с промысловыми поставщиками нефти. Оба узла учета нефти, также как и узлы предохранительных устройств, могут монтироваться на одной общей площадке. Последний технологический объект, преодолеваемый потоком на выходе ГНПС, - камера пуска скрѐбка КП. Данная камера предназначена для запуска в магистральный трубопровод очистного устройства (скребка) шарообразной, цилиндрической или иной формы с целью очистки внутренней полости трубопровода от различного вида отложений. Запуск устройств производится без остановки перекачки, устройства перемещаются внутри трубопровода потоком нефти. Кроме основных технологических операций, рассмотренных выше, на ГНПС магистральных нефтепроводов предусматривается еще ряд операций вспомогательного характера. К их числу относятся - зачистка резервуаров от остатков нефти - опорожнение и зачистка трубопроводов, а также технологического оборудования от остатков нефти перед их ревизией и ремонтом - размыв осадков в резервуарах - закачка нефти из магистрального трубопровода в резервуары ГНПС при авариях на магистрали - сброс нефти в резервуары с узлов предохранительных устройств. Для выполнения ряда подобных операций на территории ГНПС прокладываются вспомогательные трубопроводы, которыми дополнительно обвязываются соответствующие единицы оборудования. Эти трубопроводы для лучшего восприятия технологической схемы на рис не показаны. Зачистка резервуаров выполняется подпорными насосами, которые подают нефть из зачищаемых резервуаров либо в другие емкости, либо на прием насосов основной НС. Опорожнение и зачистка трубопроводов, а также технологического оборудования от остатков нефти производятся самотеком либо специальным зачистным насосом, установленным на подпорной насосной станции ПНС (на рис не показан. 25 Для облегчения опорожнения трубопроводов их укладывают с уклоном не менее 0,002 в сторону зачистного насоса, а на самотечных линиях - в сторону резервуаров в конце этих линий. ГНПС эксплуатационного участка нефтепровода отличается от только что рассмотренной ГНПЗ магистрального нефтепровода в основном функцией узлов учета нефти, узлом подключения станции к магистральному трубопроводу и емкостью резервуарного парка. На ГНПС эксплуатационного участка оба узла учета нефти (при их наличии) используется преимущественно для технических целей - они являются, как правило, только средством контроля за процессом перекачки. Узел подключения ГНПС эксплуатационного участка к магистрали содержит помимо камеры пуска скребка еще и камеру приема скребка, в которую принимается зачистное устройство, запущенное в трубопровод на предшествующей станции. 5.2. Основная насосная станция ГНПС 5.2.1. Насосно-силовые агрегаты станции Насосно-силовые агрегаты (насосы и приводящие их двигатели) являются основным оборудованием НС. На современных станциях данные агрегаты представлены преимущественно центробежными насосами типа НМ и электродвигателями нескольких разновидностей. Насосы типа НМ (нефтяные, магистральные) выпускаются по ГОСТ 12124-80 специально для нефтяной промышленности к предназначены для транспортирования нефти и нефтепродуктов со следующими характеристиками температура - от 268 К до 363 К кинематическая вязкость - до 3 10 -4 мс содержание механических примесей - до 0,06% по объему размер частиц механических примесей - до 0,2 мм. Данные насосы производятся нескольких типоразмеров, которые составляют нормальный ряд - характеристики всех типоразмеров насосов полностью покрывают достаточно широкий диапазон производительностей и напоров, отвечавший определенным потребностям. В данном случае потребностям магистрального транспорта нефти и нефтепродуктов. Нормальный ряд центробежных насосов для магистральных нефтепроводов приведен на рис. Этот ряд по производительности охватывает диапазон от 100 до 13000 м 3 /ч. Насосы НМ помимо буквенных обозначений содержат в своей маркировке две группы цифр, первая из которых показывает номинальную производительность насосав м 3 /ч), вторая – соответствующей ей напор (в метрах. В целом маркировка записывается таким образом НМ 7000-210. 26 Насосы рассматриваемого типа производятся в двух конструктивных вариантах машины на малую производительность (НМ 125-550, НМ 180- 500, НМ 250-475, НМ 360-460, НМ 500-300 и НМ 710-280) изготовляются многоступенчатыми, секционными, с рабочими колесами одностороннего входа машины большой производительности (от НМ 1250-260 до НМ 10000-210) – одноступенчатыми, со спиральным корпусом и рабочим колесом двухстороннего входа. Оба варианта насоса имеют горизонтальное расположение оси ротора. Многоступенчатый секционный вариант насоса состоит из входной 1 и напорной 6 крышек (рис. 5.3), между которыми установлены секции 3 с направляющими аппаратами 4. Герметичность корпуса в стыках обеспечивается резиновыми кольцами круглого сечения и плотными контактами поверхностей смежных деталей. Опорные лапы насоса отлиты заодно с крышками. Ротор насоса состоит из вала 13, рабочих колеси, предвключенного колеса 2, втулок 10, разгрузочного диска 11, посаженных навал по скользящей посадке и зафиксированных шпонками, а в осевом направлении - круглыми гайками. Разгрузка от осевой силы осуществляется гидравлической пятой подушка 7 и разгрузочный диск 11). Опорами ротора служат подшипники скольжения 9. Корпусы подшипников - разъемные с вкладышами. Смазка подшипников - масляная, кольцевая охлаждение масла смазки - водой или перекачиваемой жидкостью. Концевые уплотнения 8 ротора - механические торцевые рассчитаны на рабочее давление 4,9 МПа (50 кгс/см 2 ). Для снижения давления перед торцевыми уплотнениями, и предотвращения тем самым их повышенного износа, предусмотрен отвод жидкости от уплотнений в подводящий трубопровод насосной станция на вход первого насоса. Для передачи вращения от электродвигателя к насосу применяется зубчатая муфта 14 с проставкой между внешними обоймами. При снятии проставки обеспечивается возможность демонтажа деталей зубчатых муфт и торцевых уплотнений без снятия электродвигателя. Многоступенчатые секционные насосы типа НМ рассчитаны на работу по последовательной схеме соединения. При этом насосы на подачу 125, 180, 250 и 360 м 3 /ч допускается соединять последовательно в количестве не более двух, а насосы на подачу 500 и 710 м 3 /ч - не более трех. Такие ограничения диктуются допустимым рабочим давлением для конструкции данных насосов оно составляет 9,9 МПа (100 кгс/см 2 ). Рассматриваемые насосы комплектуются асинхронными взрывозащищенными электродвигателями типа 2АРМП1 или 2АЭКП1 асинхронными с разомкнутым или замкнутым циклом вентиляции, 27 Рис. Нормальный ряд насосов типа НМ 28 Рис. Разрез насосов типа НМ (секционный вариант продуваемые под избыточным давлением. По согласованию с заказчиком насосы мощностью до 400 кВт могут поставляться с электродвигателями серии ВАО, а мощностью до 800 кВт - с электродвигателями 2АЗМВ1 (асинхронными во взрывонепроницаемой оболочке. Смазка подшипников электродвигателей серии 2АРМП1, 2АЭМП1 и серии BAJ - кольцевая, электродвигателей серии 2АЗМВ1 мощностью 800 кВт - принудительная (под давлением. Охлаждение двигателей - воздушное. Одноступенчатый вариант насоса с корпусом спиральной формы имеет двухсторонний подвод жидкости к рабочему колесу и двухзавитковый спиральный отвод жидкости от рабочего колеса, чем обеспечивается уравновешивание гидравлических осевых и радиальных сил, действующих на ротор при работе насоса. Корпус насоса состоит из верхней и нижней частей (рис, горизонтальный разъем между которыми уплотняется прокладкой. Ротор насоса включает в себя вал 1, рабочее колесо 6, втулки 3,5 и гайки. Опорами ротора служат подшипники скольжения 2 с принудительной смазкой (под давлением. Для восприятия остаточных неуравновешенных осевых сил предусмотрен сдвоенный радиально- упорный шарикоподшипник 7 с принудительной смазкой. Концевые уплотнения 8 ротора - механические, торцевого типа, рассчитанные на рабочее давление 4,3 МПа (50 кгс/см 2 ). Конструкция спиральных насосов допускает последовательное подключение не более трех агрегатов, поскольку допустимое давление насосов составляет 7,4 МПа (75 кгс/см 2 ). Для повышения экономичности работы станций в различные периоды эксплуатации нефтепроводов насосы данного конструктивного варианта комплектуется сменными роторами с различными рабочими колесами. Так, для насосов НМ 2500-230, НМ 3600-230, НМ 5000-210, НМ 7000-210 и НМ 10000-210 предусматриваются сменные роторы с рабочими колесами на подачу 0,5 и 0,7 от номинальной. Насос НМ 1250-280 обеспечивается одним сменным ротором на подачу 0,7 от номинальной. Для расширения области применения самого производительного насоса НМ 10000-210 он часто комплектуется дополнительным сменным ротором на подачу 1,25 от номинальной. Одноступенчатые спиральные насосы приводятся в действие электродвигателями взрывозащищенного исполнения серии СТДП синхронный продуваемый с замкнутым циклом вентиляции. В отдельных случаях допускается комплектование электродвигателями серии 2АЗМП (асинхронный продуваемый с замкнутым циклом вентиляции) и серии 2АРМП (асинхронный продуваемый с разомкнутым циклом вентиляции, а также двигателями 30 Рис. Разрез насоса типа НМ (спиральный вариант серии 2АЗМВ1 (асинхронный, во взрывонепроницаемой оболочке) и СТД без продувки. Смазка подшипников всех перечисленных электродвигателей - принудительная (под давлением. 5.2.2. Размещение насосов и двигателей в помещении станции Технологическое и вспомогательное оборудование основных насосных станций ГНПС размещается в специальных укрытиях или зданиях, поскольку насосы НМ имеет климатическое исполнение ХЛ и подлежат эксплуатации при положительных температурах (см. раздел 5.2.1); для районов с жарким климатом допускается размещение на открытых площадках. Оборудование устанавливает в помещениях, выполненных из огнестойких материалов. Обычно применяют здания каркасного типа, состоящие из несущей каркасной конструкции (системы колонн, балок, ферми навесных облегченных плит. Конкретная конструкция здания выбирается в зависимости от климата района расположения ГНПС и наличия местного строительного материала. Здание возводится на железобетонном фундаменте ленточного сплошного) или свайного типов, расположенном на естественном основании. Основное оборудование НС (насосы и приводящие их двигатели) устанавливается на отдельных фундаментах, несвязанных с фундаментом здания. Этим строительные конструкции защищается от негативного воздействия вибрации работающего оборудования. Фундаменты под насос и электродвигатели могут быть раздельные или общие (блочное исполнение агрегата. При любом варианте фундаментов насосы и двигатели устанавливаются на них несколько различным образом. Насосы, будучи жестко связанными с технологическими трубопроводами неразъемными сварными (спиральные насосы) или разъемными фланцевыми (секционные насосы) соединениями, устанавливаются на фундаментах также достаточно жестко, без возможности их перемещения в последующем. Электродвигатели, напротив, имеет относительно подвижный вариант установки. Это позволяет при ослаблении крепления электродвигателей к фундаменту перемещением корпусов двигателей выполнять регулирование соосности валов насосов и двигателей, необходимость в котором постоянно возникает в процессе эксплуатации перекачивающих агрегатов. Регулирование осуществляется с помощью набора металлических прокладок, устанавливаемых под опоры агрегатов. При размещении оборудования НС в закрытом помещении большое внимание уделяется пожаро- и взрывобезопасности, так как насосные 32 станции для нефти и нефтепродуктов относятся к взрывоопасным объектам класса В-1а. По отмеченной причине совместная компоновка насоса и электродвигателя в здании НС решается различным образом в зависимости от исполнения электродвигателя. Если электродвигатель имеет взрывозащищенное исполнение продуваемый, во взрывонепроницаемой оболочке, то насос и двигатель располагает водном помещении. В тех случаях, когда на станции используются электродвигатели обычного общепромышленного назначения (например, СТД), насосы и двигатели устанавливается в отдельных помещениях разделенных стеной. Для обеспечения должной взрывобезопасности в отверстия разделительной стены, через которые соединяется валы насосов и двигателей, подается воздух под избыточным давлением. Двигатели типа СТД являются менее предпочтительными, так каких установка на НС усложняет и удорожает здание станции. Рассмотренные принципы размещения основного оборудования в здании насосной станции в равной мере относятся ко всем видам насосов типа НМ - к одноступенчатым спиральными многоступенчатым секционным. Несмотря на это, здания НС с насосами спирального типа имеет некоторое отличие от аналогичных зданий с насосами секционными. Причина отличия состоит в том, что спиральные насосы и приводящие их двигатели имеют принудительную систему смазки под давлением (см. раздел 5.2.1). Данная система выполняется общей для всей НС и располагается в здании НС у одного из его торцов в специальном углубленном приямке. В зданиях всех НС, а при наличии разделительной стенки - в каждом помещении зданий (в помещении двигателей ив помещении насосов) устанавливаются кран-балки, которые находятся под кровлей здания и используются для демонтажа оборудования при его ремонте. В последние годы при сооружении нефтеперекачивающих станций находят применение новые варианты строительства в виде блочно- комплектных насосных станций (БКНС) и блочно-модульных нефтеперекачивающих станций (БМНПС). При этих вариантах строительства основные НС, также, как и другие объекты нефтеперекачивающих станций, выполняются в блоках заводского исполнения, которые транспортируются на место строительства станций практически в полном сборе. Такой подход существенно сокращает продолжительность и стоимость строительства, уменьшает площадь территории, занимаемой станциями. 33 5.2.3. Вспомогательное оборудование насосной станции К вспомогательному оборудованию НС относятся системы, обеспечивающие нормальные условия работы основному оборудованию станций, это система смазки насосно-силовых агрегатов, система охлаждения масла, система охлаждения воздушного пространства электродвигателей при замкнутом цикле их вентиляции, система сбора и отвода утечек от концевых уплотнений насосов, система вентиляции помещений. Среди перечисленных систем наиболее важными являются система смазки и система сбора и отвода утечек. Система смазки, как система агрегата в целом, присуща только насосным агрегатам, выполненным на базе спиральных насосов. Для многоступенчатых секционных насосов и приводящих их двигателей она не предусматривается, так как в этом случае подшипники имеют кольцевую смазку. Система смазки насосно-силового агрегата служит для подачи масла в узлы трения (подшипники насоса и двигателя) с целью уменьшения трения и отвода выделявшегося при трении тепла. Система смазки спиральных насосных агрегатов является принудительной - масло в подшипники подается под давлением. Подача масла осуществляется шестеренными насосами из маслобаков. Перед поступлением в подшипники масло очищается в фильтрах и охлаждается в маслоохладителях до требуемой температуры, обеспечивающей оптимальный режим смазки. Основу системы составляют два маслобака и два шестеренных насоса, установленных вблизи баков. В нормальном режиме работы системы смазки оба насоса находятся в действии, откачивают масло из баков и подают его через обратные клапаны на два соединенных параллельно фильтра. После очистки в фильтрах от механических примесей (в основном от продуктов износа подшипников и опорных шеек валов насоса и двигателя) масло по общему трубопроводу поступает в два параллельно включенных маслоохладителя и затем также по общему трубопроводу-коллектору - на насосные агрегаты. Из подшипников масло самотеком поступает в общий коллектор, далее в маслобаки, расположенные вместе со всей системой смазки в специальном приямке в помещении электродвигателей. При отключении электропитания (плановом или аварийном) шестеренные насосы системы смазки перестают работать, насосный агрегат при этом вследствие инерционности насоса и двигателя останавливается не сразу - происходит так называемый "выбег" агрегата. Для смазки подшипников в момент "выбега" агрегатов Предусмотрен бак статического давления масла, поднятый на высоту 4 м 34 над осью агрегата. Этот бак заполняется маслом при нормальной работе системы смазки и находится в заполненном состоянии. При прекращении электропитания маслонасосов смазка подшипников агрегата осуществляется за счет самотечного истечения масла из бака в линию подачи смазки к подшипникам. После многократного использования масло подвергается лабораторному анализу и, если оно не отвечает требованиям, его из основных маслобаков сливают в бак для отработанного масла. Заполнение системы смазки чистым маслом производитсяизбака для чистого масла. Заполнение осуществляется с помощью дополнительно установленного шестеренного насоса, подающего чистое масло в основные маслобаки. Система смазки сохраняет свою работоспособность при выходе из строя одного из ее основных насосов. В этом случае оставшийся в работе насос подает масло в систему сразуиздвух маслобаков. Управление работой системы смазки осуществляется со щита управления, установленного в операторной станции, и состоит впуске или остановке всех ее маслонасосов. При этом дополнительный насос пускается по мере его необходимости, то есть при заполнении системы смазки чистым маслом, а два основных насоса - перед пуском агрегатов. Контроль за работой системы производится в основном потрем параметрам - давлению и температуре масла, перепаду давления на маслофильтрах. Давление контролируется с помощью датчиков, установленных в маслопроводах перед подшипниками сигнал от датчика подается на показывающий прибор, установленный на щите в насосном зале. Температура масла также измеряется перед подшипниками, а показывающий температуру прибор установлен на щите в операторной. При нормальном состоянии системы смазки давление масла перед подшипниками должно составлять 0,5 кгс/см |