Процессы и аппараты нефтегазо- переработки. процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии куиии д., Левеншпиль о

• Название: процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии куиии д., Левеншпиль о
• Анкор: Процессы и аппараты нефтегазо- переработки.docx
• Дата: 05.05.2018
• Размер: 2.36 Mb.
• Имя файла: Процессы и аппараты нефтегазо- переработки.docx
• Тип: Документы; #18896
• страница: 13 из 60

n_s= 3,65


ⁿVQ

^НТ


(111,22)

Геометрически подобные насосы можно характеризовать также коэффициентом быстроходности, под которым понимают частоту вращения модельного насоса, геометрически подобного данному, который при подаче Q = 75 л/с развивает напор Я_д = 1 м. Для геометрически подобных насосов коэффициент быстроходности является величиной постоянной. Коэффициент быстроходности n_s определяется следующей зависимостью:

где п — частота вращения колеса, об/мин; Q — производительность, м³/с; //_д — напор, м.

Чем больше коэффициент быстроходности, тем меньше диаметр колеса и больше отношение ширины канала на выходе к диаметру колеса, а направление движения жидкости из радиального переходит в осевое (n_s > 300). Поэтому по величине коэффициента быстроходности различают следующие три группы насосов: центробежные (n_s < 300), диагональные (300 < n_s < 600), пропеллерные (n_s > 600). Пропеллерные насосы применяют для создания циркуляции жидкости в различных аппаратах, например в реакторах алкилирования.

Рис. Ш-4. Характеристика центробежного насоса.

Рис. III-5. Характеристика трубопровода и центробежного насоса (ff_QT - статический напор):

/ — характеристика трубопровода; 2 — характеристика насоса.

Совместная работа центробежных насосов. Работа центробежного насоса должна рассматриваться совместно с трубопроводом,

к которому он подключен, так как подача и напор устанавли- ваются в зависимости от сопротивления трубопровода.

На рис. II1-5 приведены характеристики трубопровода и насоса, из сопоставления которых видно, что при работе на данный трубопровод насос не может обеспечить подачу больше Q_A, хотя но характеристике насоса возможна большая подача, но принапоре меньше Н_А. При большей подаче, чем Q_A, сопротивление трубопровода будет больше Н_А, и насос не сможет подать большее, чем Q_a, количество жидкости.

а — последовательное; I — при перекачке на одном уровне; // — при перекачке на дру§ гой уровень; б — параллельное.


а


о

При эксплуатации центробежные насосы могут быть соединены последовательно и параллельно (рис. II1-6). Последовательное соединение центробежных насосов осуществляют с целью

Рис. III-0. Схемы соединения насосов: увеличения давления на выходе из системы насосов. При этом через каждый насос проходит все количество перекачиваемой жидкости.

Общий вид характеристики последовательно соединенных насосов остается аналогичным характеристике одного насоса. Однако при данной производительности будет получен тем больший напор, чем больше насосов включено последовательно. Особенно часто эту схему применяют на магистральных трубопроводах, что позволяет более эффективно использовать трубопровод при перекачке различных нефтепродуктов. В химической и нефтеперерабатывающей промышленности такую схему используют для перекачки продуктов на требуемую высоту, когда один насос не может дать необходимый при заданной производительности напор (см. рис. III-6, а, II).

При параллельном соединении центробежные насосы работают на общий трубопровод. В этом случае стремятся увеличить подачу в трубопровод. При параллельной работе насосов существенное значение имеет форма кривой Q — Я_д. Полностью характеристики параллельно работающих насосов могут не совпадать, однако желательно, чтобы в отсутствие подачи (Q = 0) насосы создавали одинаковые напоры.

Рассмотрим работу трех параллельно соединенных центробежных насосов. Характеристики одного насоса, а также двух и трех насосов приведены на рис. II1-7. Для получения характеристики Q — Я_д нескольких параллельно работающих насосов необходимо при данной величине Я_д сложить абсциссы О. Пересечения соответствующих характеристик насосов с характеристикой трубопровода дают рабочие точки А_1у А₂ и А₃, определяющие подачу при работе одного и более насосов. Из приведенных

на рис. II1-7 характеристик следует, что при параллельной работе насосов общая подача меньше, чем подача соответствующего числа насосов, работающих отдельно. Например, Q₁₊₂ < Qi + + <Э₂ и т. д.

Регулирование подачи центробежного насоса. При эксплуатации центробежных насосов приходится регулировать подачу в зависимости от изменения технологического режима. Подачу можно регулировать при постоянной и переменной частоте вращения. Обычно применяют первый способ, что обусловлено особенностями конструкции электродвигателей переменного тока, применяемых в основном для привода насосов.

Регулирование подачи дросселированием в напорном трубопроводе с использованием задвижки или регулирующего клапана наиболее широко используют при эксплуатации, так как такое регулирование легко осуществлять. Однако при этом снижается к. п. д. насосной установки, поскольку часть напора теряется при дросселировании. Регулировать подачу дросселированием во всасывающем трубопроводе не рекомендуется, так как ухудшаются условия всасывания, что может привести к кавитации и срыву работы насоса.

Регулировать подачу можно также перепуском части жидкости по обводной линии (байпасу) из напорного патрубка во всасывающий. При этом общая подача увеличивается, а напор, согласно характеристике, снижается,® так как часть энергии затрачивается дополнительно на перекачивание^байпасирующей жидкости .

Возможно также изменение подачи за счет уменьшения диаметра рабочих колес обтачиванием. При этом сохраняется универсальная характеристика насоса и не затрачивается лишняя энергия. Однако в процессе работы такая замена рабочих колес невозможна, хотя и сохраняется возможность регулирования подачи по новой кривой Q — Я_д.

Параллельное и последо- §( вательное соединение насосов | позволяет изменять подачу в широких пределах.

^ст

Рис. Ш-7. Характеристики параллельно работающих насосов:

1 — одного насоса; 2 — двух насосов; О Q/ б

3 — трех насосов; 4 — трубопровода.

Конструктивные элементы центробежных насосов. Центробежные насосы должны эксплуатироваться непрерывно в течение длительного времени. Поэтому конструкция самого насоса и отдельных ею узлов должна быть надежной и соответствовать рабочим условиям перекачиваемой среды. Для обеспечения различных технологических процессов разработан нормализованный

ряд насосов, имеющий минимальное число типоразмеров. Насосы нормального ряда можно условно разделить на:

1. 
   «холодные» с температурой перекачиваемых нефтепродуктов до 220 °С;
   
2. 
   «горячие» с температурой перекачиваемых нефтепродуктов от 220 до 400 °С;
   
3. 
   для сжиженных углеводородных газов;
   
4. 
   для реагентов (крепкой серной кислоты и щелочей).
   

957. 
     Основными конструктивными элементами любого центробежного насоса являются корпус, ротор —-вал с рабочими колесами, уплотнительные устройства вала. Все узлы насоса крепятся на станине. Часто корпус выполняют заодно со станиной.
     
958. 
     Эксплуатация центробежных насосов. Перед пуском необходимо залить насос перекачиваемой жидкостью и закрыть задрижку на нагнетательном трубопроводе. Без жидкости насос включать не следует даже на короткое время. Насосы, работающие с подпором, заливают из заборного резервуара, открывая задвижку на линии всасывания. Если заборный резервуар расположен ниже насоса, то его заливают одним из следующих способов:
     

1. 
   создавая разрежение в насосе специальным вакуумнасосом;
   
2. 
   через воронку в корпусе насоса (насосы малой производительности);
   
3. 
   из нагнетательного трубопровода по линии байпаса.
   

959. 
     Перед пуском насоса необходимо включить систему централизованной подачи масла и охлаждающей воды, проверить уровень масла в корпусах подшипников. Насосы для горячих нефтепродуктов перед пуском следует прогреть. Для этого в течение нескольких часов через них непрерывно пропускают подогреваемую жидкость. Разность температур перекачиваемого нефтепродукта и корпуса насоса не должна превышать 40°С.
     
960. 
     Пуск насоса осуществляют при закрытой задвижке на напорном трубопроводе, так как в этом случае насос потребляет минимальную мощность. Это имеет особое значение при запуске короткозамкнутых электродвигателей, потребляющих существенно большую мощность в момент пуска. При достижении нормальной частоты вращения и необходимого напора постепенно открывают задвижку на напорном трубопроводе, доводя производительность до заданной.
     
961. 
     Во время работы насоса необходимо следить за показаниями манометров, приборов системы подачи масла и охлаждающей воды, за температурами подшипников и сальников насоса. При остановке насоса необходимо постепенно закрыть задвижку на напорном трубопроводе и выключить электродвигатель. После охлаждения насоса закрывают все краны, подводящие воду и масло, а также краны у манометров.
     
962. 
     Основными узлами, определяющими продолжительную и бесперебойную работу насоса, являются сальники и подшипники.
     
963. 
     Поэтому качеству монтажа и уходу за этими узлами следует уделять большое внимание.
     
964. 
     Центробежные насосы для нефтегазопереработки. Конструкция корпуса центробежного насоса определяется в основном температурой, давлением и физико-химическими свойствами перекачиваемой жидкости.
     
965. 
     Для перекачки холодных нефтепродуктов многоступенчатые насосы снабжают чугунным корпусом с горизонтальным разъемом. Всасывающий и нагнетательный патрубки размещают в нижней половине корпуса насоса, что дает возможность разбирать насос, не отсоединяя трубопроводы.
     
966. 
     Корпус насоса состоит из двух половин —верхней и нижней, имеющих разъем в горизонтальной плоскости. Рабочие колеса насажены на вал, который вращается в двух подшипниках скольжения, вкладыши которых залиты баббитом. Рабочие колеса уравновешены гидравлически, имея двусторонний вход жидкости. Остаточное осевое усилие воспринимается двумя радиальноупорными подшипниками, установленными в корпусе. Вал в корпусе насоса уплотняется сальниками с эластичной набивкой из пропитанных асбестовых колец, которые по мере износа подтягиваются нажимно'1 втулкой. Вал насоса в пределах сальников защищен сменными гильзами. Насос и привод установлены на общей фундаментной плите и их валы соединены муфтой зубчатого типа. Для соединения первой и второй ступеней насоса служит переводная труба.
     
967. 
     Для уменьшения гидростатического давления на сальник, находящийся на стороне нагнетания, предусмотрено разгрузочное устройство в виде лабиринтного уплотнения и отводящей трубки.
     
968. 
     При температуре выше 220 °С трудно обеспечить герметичность в плоскости горизонтального разъема корпуса, что обусловлено тепловым расширением деталей насоса и трубопроводов. Поэтому горячие насосы имеют двойной корпус. Внешний корпус представляет собой герметичный прочный кожух, изготовленный из высоколегированной стали и имеющий фланцевый разъем в вертикальной плоскости. Внешний корпус — кованый или литой. Внутренний литой корпус с проточной частью имеет горизонтальный разъем или собирается из секций. Оба корпуса могут удлиняться независимо при изменениях температуры.
     
969. 
     Сальники и стыки корпуса горячего насоса должны быть полностью герметизированы, чтобы исключить возможность возникновения пожара и взрыва при перекачке нефтепродуктов при температурах до 400 °С.
     
970. 
     В табл. III-1 приведены характеристики горячих насосов для перекачки нефтепродуктов с температурой до 400 °С.
     
971. 
     Сальники и подшипники горячих насосов дополнительно охлаждаются водой под давлением 0,15 МПа, а в корпус сальника подводится уплотнительная охлажденная жидкость (масло) с давлением р = /7_сальн + 0,15 МПа.
     
972. 
     

     						Марка
     Характеристика	4НГ-5Х4	4НГ-5Х2	4НГК-5Х	КВН-55 — 70	5НГК-5Х 1	5НГ-5Х2 .
     Подача, м3/ч	40	45	50	70—80	70	70
     Напор, м	251	120	60	660—800	108	206
     Частота вращения, об/мин	2950	3000	2950	2950—3000	2950	2950
     Потребляемая мощность, кВт Диаметр патрубка, мм	60	26,6	14,5	160—230	43,2	81
     всасывающего	98	98	100	125	125	125
     нагнетательного	73	77	60	75	75	75
     Число ступеней	4	2	1	8	1	2
     Масса, кг	1564	358	286	6200	310	470

     357. 
          
          
     
     
     
973. 
     Для перекачки сжиженных углеводородных газов применяют центробежные насосы, которые по своей конструкции аналогичны насосам для холодных нефтепродуктов. Однако исходя из требований техники безопасности, их корпуса отливают из углеродистой стали. Сжиженные углеводородные газы поступают в насос под давлением около 3,5 МПа. В насосе давление газов увеличивается в несколько раз. Поэтому особое внимание должно быть уделено конструкции сальниковых устройств. Сальники должны быть герметичны. Сжиженные газы, просачивающиеся через сальники
     
974. 
     ТАБЛИЦА II1-2
     
975.