Н и ПС Лекции НАСОСЫ и НПС 14-17. Лекции по дисциплине Насосы и перекачивающие станции насосы и перекачивающие станции составил доцент
 Скачать 16.77 Mb.
|
|
ГОСТ Р 53675-2009 Национальный стандарт Российской федерации. Насосы нефтяные для магистральных трубопроводов Введен с 2011года Настоящий стандарт распространяется на нефтяные насосы, предназначенные для перекачки в системах магистральных трубопроводов нефти и нефтепродуктов с температурой от минус 10 °С до плюс 80 °С, кинематической вязкостью не более 3,0·10 м/с, Термины и определения магистральный полнонапорный насос;НМПН: Насос, конструкция которого не допускает последовательной работы с другими магистральными насосами, предназначенный для перекачивания нефти по магистральному нефтепроводу. магистральный полнопоточный насос;НМПП: Насос, допускающий последовательное соединение с однотипными НМПП, количество которых ограничено предельным давлением насоса, предназначенный для перекачивания нефти по магистральному нефтепроводу. подпорный вертикальный насос;НПВ: Насос с вертикальным расположением оси вращения ротора, предназначенный для обеспечения бескавитационной работы установленного за ним по потоку НМПП или НМПН и других целей. подпорный горизонтальный насос;НПГ: Насос с горизонтальным расположением оси вращения ротора, предназначенный для обеспечения бескавитационной работы установленного за ним по потоку НМПП или НМПН и других целей. секционный однокорпусный насос:Насос многоступенчатый с торцовым разъемом каждой ступени. секционный двухкорпусный насос:Насос многоступенчатый с торцовым разъемом каждой ступени и дополнительным внешним корпусом, рассчитанным на предельное давление насоса. сменная проточная часть:Проточная часть насоса, состоящая из ротора и (при необходимости) направляющего аппарата и обеспечивающая установленные технические показатели на неноминальных режимах работы. Классификация По выполняемым основным функциям насосы для магистрального трубопроводного транспорта нефти делятся на: - магистральные; - подпорные. Магистральные насосы делятся на: - полнопоточные; - полнонапорные секционные одно- или двухкорпусные. Подпорные насосы по расположению оси вращения ротора делятся на: - вертикальные; - горизонтальные. Подача и напор НМПП и НМПН в пределах поля насоса допускается регулировать изменением частоты вращения вала насоса. Рабочий диапазон изменения частоты вращения вала насоса должен составлять от 0,6 до 1,05 расчетной частоты вращения. Для изменения напора и подачи НМПП, НПВ и НПГ должна допускаться обточка рабочих колес по наружному диаметру, %, не более: - 20 - при от 15 до 120; - 15 - при от 120 до 200; - 10 - при от 200 до 300. Конструкцией насоса должны быть предусмотрены сменные проточные части на подачи 0,3; 0,5; 0,7 и 1,25 от номинальной.. Насосы НМПП с подачей не менее 1250 м/ч должны допускать последовательное соединение трех, а НПВ и НПГ с напорами до 80 м - двух одновременно работающих насосов одного типоразмера. Конструкцией насосов НМПП (с подачей более 1250 м/ч) и НПГ должна быть обеспечена возможность замены ротора, подшипников и торцовых уплотнений без отсоединения от трубной обвязки. В качестве концевых уплотнений вала насоса следует применять одинарные торцовые уплотнения с дополнительным уплотнением со стороны атмосферы или двойные торцовые уплотнения, в том числе с затворной жидкостью. Для одинарных торцовых уплотнений с дополнительным уплотнением подводимую в камеру уплотнения нефть следует очищать от механических примесей с помощью фильтров, гидроциклонов или других устройств, обеспечивающих необходимую тонкость фильтрации. Торцовые уплотнения должны быть рассчитаны на работу при давлении в камере перед торцовым уплотнением (в случае последовательного соединения одновременно работающих насосов - при давлении в камере перед уплотнением последнего по ходу потока насоса) в 1,25 раза, превышающем давление в ней при работе насоса(ов) при закрытой задвижке, и выдерживать пробное давление. Утечка перекачиваемой нефти (нефтепродуктов) или затворной жидкости через одно торцовое уплотнение не должна превышать 0,00025 м/ч (0,25 дм/ч). Конструкция насоса должна предусматривать герметичный сбор и отвод утечек через торцовые уплотнения в общий коллектор, а также исключение попадания этих утечек в масляные камеры подшипников. Конструкция насосов должна быть рассчитана на работу при среднеквадратическом значении виброскорости на корпусах подшипниковых опор не менее 4,5 мм/с на номинальном режиме работы и 7,1 мм/с - для остальных режимов в рабочей части характеристики насоса. Насосы должны быть рассчитаны на работу при среднеквадратическом значении виброскорости на корпусах подшипниковых опор не менее 18 мм/с в течение не менее 2 мин в режимах пуска и остановки насосного агрегата Базовые типоразмеры насосов Рекомендуемые базовые типоразмеры насосов приведены в табл. 15 Таблица 15 -
МАГИСТРАЛЬНЫЕ НАСОСНЫЕ АГРЕГАТЫ Все НПС на участках МН с одной и той же проектной пропускной способностью должны оснащаться однотипными МНА. Электропривод МНА должен быть рассчитан на напряжение 6 кВ или 10 кВ. При выборе характеристик роторов МНА необходимо учитывать возможность обеспечения заданной пропускной способности МН без дросселирования на выходе НПС. Подача магистральных насосов должна приниматься в соответствии с расчетной пропускной способностью нефтепровода. Проточная часть магистрального насоса должна обеспечивать возможность установки сменных роторов на подачу в зависимости от расчетной пропускной способности МН. Сменные роторы должны допускать обточку рабочих колес по наружному диаметру (до 10 %). Количество магистральных насосных агрегатов в составе магистральной насосной должно быть равно четырём. Входной патрубок магистрального насоса должен быть расположен справа, а напорный – слева от вертикальной оси, со стороны ЭД. Для заполнения опорожненных магистральных насосов должен использоваться дренажный трубопровод, на котором должен устанавливаться шаровой кран. Указанный шаровой кран должен быть рассчитан на номинальное давление магистральных насосов. Заполнение магистральных насосов после их опорожнения должно производиться путем закрытия шарового крана на дренажной линии магистральных насосов и открытия секущих задвижек на дренажных трубопроводах заполняемого и работающих насосов. При этом выпуск воздуха должен производиться через линию сброса воздуха из корпуса насоса в трубопровод отвода утечек. При проектировании должен быть выполнен расчет напряженно-деформированного состояния технологических трубопроводов и нагрузок в соответствии с расчетами на прочность нефтепровода по РД «Магистральные нефтепроводы. Нормы проектирования». Насосные агрегаты связываются трубопроводами-отводами изогнутой формы, которые соединяют их приемные и напорные патрубки через общий коллектор наружной установки. Трубопроводы укладываются в грунте и присоединяются к насосам сваркой в общем укрытии прокладываются трубопроводные коммуникации вспомогательных систем, а также сооружаются площадки для обслуживания оборудования с соответствующими ограждениями и лестницами. Если в качестве привода насосов используются взрывозащищенные электродвигатели, то насосные агрегаты устанавливаются в общем зале. Выбор электропривода производится по результатам технико-экономического обоснования.  Рис. План магистральной насосной станции с установкой насоса и эл. двигателя во взрывозащищенном исполнении в общем зале  Рис. Разрез магистральной насосной станции с с установкой насоса и эл. двигателя во взрывозащищенном исполнении в общем зале  Рис. План магистральной насосной станции с с установкой насоса и эл. двигателя с подпором воздуха в общем зале  Рис. Разрез магистральной насосной станции с с установкой насоса и эл. двигателя с подпором воздуха в общем зале  Рис. План магистральной насосной станции с разделительной стенкой  Рис. Разрез магистральной насосной станции с разделительной стенкой Магистральные насосные агрегаты и электродвигатели соединяются между собой без промежуточного вала и устанавливаются на общих фундаментах с металлическими опорными рамами. Соединение осуществляется через специальное отверстие в герметизирующей камере фрамуги разделительной стенки, к этому отверстию в камере, в соответствии с требованиями техники безопасности, по специальной системе вентиляции подается чистый воздух для создания упругой пневмозащиты между залами насосов и электродвигателей, препятствующей проникновению нефтяных паров из насосного зала в электрозал. Давление воздуха в камере перед отверстием должно составлять 25-30 мм водяного столба, расход воздуха на одну камеру - 20 мэ/ч. Указанные параметры в системе вентиляции беспромвальных соединений всех насосных агрегатов должны поддерживаться постоянно, независимо от того, ведется перекачка данным насосом или он находится в резервуаре. Центровка насосных агрегатов при их монтаже осуществляется обычным путем, подцентровка в процессе эксплуатации - перемещением электродвигателей при помощи специальных приспособлений и грузоподъемных устройств. Система охлаждения электродвигателя (система оборотного водоснабжения) Система охлаждения электродвигателя, предназначенная для охлаждения ЭД МНА, состоит из насосной станции, аппаратов воздушного охлаждения и сетей оборотного охлаждения (рис. ). Охлаждающая жидкость – вода питьевая. При размещении НПС в районах, климатические условия которых в холодный период года приводят к замерзанию охлаждающей жидкости при ее циркуляции, в качестве охлаждающей жидкости должна использоваться низкозамерзающая жидкость. Система охлаждения электродвигателя может быть открытой, сообщающейся с атмосферным воздухом, или закрытой, исключающей такое сообщение. Системы оборотного охлаждения, использующие в качестве охлаждающей жидкости питьевую воду, выполняются открытыми, использующие низкозамерзающие жидкости – закрытыми. Должна быть предусмотрена установка: - для открытых систем – трех насосов из расчета: 2 насоса – в работе, 1 насос – в резерве; - для закрытых систем – двух насосов из расчета: 1 насос – в работе, 1 насос – в резерве. Должно быть предусмотрено автоматическое пополнение бака оборотной воды при снижении уровня ниже рабочего за счет испарения и допустимых утечек через уплотнения насосов системы оборотного водоснабжения. Пополнение охлаждающей жидкости в закрытых системах охлаждения предусматривается в ручном режиме. Теплотехнические характеристики АВО (поверхность теплообмена, количество секций, количество труб в секции, число рядов труб в секции, коэффициент оребрения и др.) должны обеспечивать работу аппаратов воздушного охлаждения во всем диапазоне температур окружающего воздуха.  Рис. Система оборотного водоснабжения для охлаждения электродвигателей МНА  Рис. Аппарат воздушного охлаждения горизонтальный - АВГ I — секция; 2 — металлическая несущая конструкция; 3 — диффузор; 4 — коллектор; 5 — лопасти вентилятора; б — привод; 7 — комплект жалюзи Маслосистема Для маслоснабжения и охлаждения подшипников МНА должна предусматриваться единая маслосистема на всю группу установленных МНА. Оборудование единой маслосистемы (насосы, узел подключения сепаратора и рабочие маслобаки) должно располагаться в отдельном здании маслонасосной, оборудованной кессоном, предотвращающим попадание грунтовых и поверхностных вод. В составе единой маслосистемы должно быть предусмотрено следующее оборудование: а) маслонасосы (один рабочий, один резервный); б) маслонасос для обеспечения замены масла; в) фильтры для очистки масла (один рабочий, один резервный); г) два рабочих масляных бака с визуальным указателем уровня; д) три резервуара для хранения масла; е) аппараты воздушного охлаждения для обеспечения температурного режима. Один аппарат – резервный, количество рабочих аппаратов должно выбираться в зависимости от климатических условий размещения НПС, но быть не менее двух. ж) аккумулирующий (аварийный) маслобак для подачи масла под действием гидростатического давления на смазку подшипников магистральных насосов и электродвигателей в случае аварийной остановки маслонасосов. Высота установки аккумулирующего (аварийного) бака относительно оси насосных агрегатов должна обеспечить давление масла на входе в подшипники агрегатов с подачей от 1250 до 3600 м3/ч включительно – не менее 0,034 МПа, а с подачей более 3600 м3/ч – не менее 0,039 МПа. Размещение маслобака – внутри здания (под крышей) магистральной насосной. В качестве запорной арматуры на трубопроводах подвода и отвода масла должны применяться клиновые задвижки либо шаровые краны с классом герметичности затвора не ниже В по ГОСТ 9544.  Рис. Маслосистема ПОДПОРНЫЕ НАСОСНЫЕ АГРЕГАТЫ На НПС с РП для подачи перекачиваемой нефти к магистральным насосам, которые не располагают необходимым кавитационным запасом, должна быть предусмотрена установка ПНА. На НПС группа ПНА должна оснащаться однотипными ПНА. Подпорные насосные должны быть оборудованы вертикальными или горизонтальными насосами. Применение горизонтальных ПНА обусловлено различными типами грунтов на площадке НПС (ММГ, высокие грунтовые воды и т.п.) при невозможности установить вертикальные подпорные насосные агрегаты. Вертикальные ПНА устанавливаются на открытой бетонной площадке с отбортовкой для ограничения розлива нефти. Горизонтальные ПНА устанавливаются на открытой бетонной площадке, под навесом (проветриваемое укрытие) с отбортовкой для ограничения розлива нефти или в помещении. Установка насосов в заглубленном помещении не допускается. При проектировании новых НПС минимальное количество работающих ПНА должно быть равно двум. На каждую группу ПНА до четырех работающих агрегатов необходимо предусматривать установку двух резервных ПНА (один в «горячем» резерве, второй в «холодном резерве»). Технологическая обвязка подпорных насосных агрегатов должна проектироваться для обеспечения параллельной работы насосов, а также применения их для зачистки резервуаров, внутрипарковой перекачки и откачки нефти из резервуаров аварийного сброса нефти. Для очистки перекачиваемой нефти от механических примесей и посторонних предметов на приеме ПНА должны устанавливаться фильтры-решетки. При проектировании должен быть выполнен расчет напряженно-деформированного состояния технологических трубопроводов и нагрузок в соответствии с расчетами на прочность нефтепровода по РД «Магистральные нефтепроводы. Нормы проектирования». Площадки обслуживания подпорных насосных агрегатов должны быть разборными. Для выполнения мероприятий по техническому обслуживанию и ремонту подпорных насосных агрегатов должна быть предусмотрена бетонная площадка с подъездной дорогой для самоходного грузоподъемного механизма. ЗАЩИТА ПО ДАВЛЕНИЮ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ТРУБОПРОВОДОВ И ОБОРУДОВАНИЯ Для защиты по давлению технологических трубопроводов РП на НПС должна предусматриваться установка узлов с предохранительными устройствами. Первый узел должен устанавливаться на приёмных технологических трубопроводах РП с точкой подключения непосредственно за ФГГ. Второй узел – между подпорной насосной и магистральной насосной станцией, а при наличии СИКН между ПНС и МНС устанавливается между СИКН и МНС. Число предохранительных устройств: для первого узла, должно рассчитываться на 100 % максимальной расчетной пропускной способности нефтепровода, а для второго узла – на 70 % от максимальной расчетной пропускной способности нефтепровода. На каждом узле следует предусматривать резервные предохранительные устройства в количестве 2 шт. Допускается исключение второго узла с предохранительными устройствами при увеличении допустимого рабочего давления технологического трубопровода c оборудованием от обратных затворов на выходе подпорных насосов до магистральной насосной. В качестве предохранительных устройств для первого и второго узлов с предохранительными устройствами должны применяться предохранительные пружинные клапаны. Первый узел с предохранительными устройствами должен быть оснащен автоматически открывающейся задвижкой, установленной параллельно узлу с предохранительными устройствами для защиты по давлению технологических трубопроводов РП. С целью исключения превышения давления в линейной части МН, либо технологических трубопроводах НПС с РП (определяется по результатам расчетов переходных процессов) на входе НПС с РП должен предусматриваться автоматически открывающийся шаровой кран до секущих задвижек НПС со сбросом нефти в резервуары аварийного сброса. До и после каждого предохранительного клапана следует устанавливать отключающие клиновые задвижки или шаровые краны с ручным управлением. Технологические узлы с предохранительными устройствами должны размещаться на бетонной площадке. Емкость резервуаров аварийного сброса должна обеспечивать прием нефти из расчета максимального поступления нефти на НПС за 1 час. Количество резервуаров должно быть не менее двух и рассчитываться исходя из обеспечения приема указанного объема нефти в случае вывода одного резервуара в ремонт. Установка понтонов в резервуарах, предназначенных для аварийного сброса нефти, запрещается. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||