Сооружения и оборудование для хранения, транспортировки и отпуска нефтепродуктов
 Скачать 27.51 Mb.
|
|
5. Насосные установки
Применяемые насосы для перекачки нефтепродуктов должны быть: 1) надежными; экономичными в эксплуатации; 3) удобными для монтажа и демонтажа; иметь минимальный вес и габариты и обладать максимальной высотой всасывания. Выбор того или иного типа насосов определяется: 1. параметрами и физико-химическими свойствами перекачиваемой жидкости (вязкость, плотность, упругость паров, температурой кипения и т.д.); 2. количеством перекачиваемой жидкости в единицу времени; 3. потребным напором; 4. требуемой высотой всасывания и самовсасывающей способностью насосов; 5. режимом перекачки (постоянный или переменный); 6. обеспеченностью нефтебазы паром и электроэнергией. Для откачки из резервуаров и перекачки нефтепродуктов на нефтебазах применяются центробежные, поршневые, роторные, струйные, вихревые и погружные насосы. Центробежные насосы. Выпускаются насосы: холодные-для перекачки нефтепродуктов с температурой до 2000С; горячие-для перекачки нефтепродуктов с температурой от 200 до 4000С; для перекачки сжиженных нефтяных газов; кислотные; щелочные; водяные. Характеристикой, определяющей тип насоса и влияющей на выбор числа ступеней является коэффициент быстроходности. Коэффициентом быстроходности называется число оборотов насоса, которое должна иметь геометрически подобранная модель насоса, развивающая при оптимальном к.п.д. напор в 1 м при подаче 0.075 м3/сек. В зависимости от числа оборотов насосы подразделяются : на тихоходные 40-80; нормальные 80-150; быстроходные 150-300.
процессу парообразования при температуре перекачки, жидкость начинает вскипать, и в ней образуются полости, заполненные паром; при малейшем увеличении давления происходит конденсация паров, и в полости заполняются жидкостью с большей скоростью, вызывая удары о поверхности деталей насоса, повторяющиеся десятками тысяч раз в секунду. В результате такого явления появляется вибрация насоса, шум, сопровождаемые разрушением стенок насоса, колеса и всасывающего привода, уменьшением расхода перекачиваемой жидкости и соответственно снижением к.п.д.. Явления кавитации возникают в следующих случаях: 1) при регулировании расхода посредством задвижки на всасывающем трубопроводе; 2) при понижении уровня нефтепродукта в резервуаре ниже допустимого; 3) при недостаточном сечении или засорении всасывающего трубопровода; 4) при повышении температуры перекачиваемой жидкости; 5) при неправильной установке насоса. Поршневые насосы. Применяются для перекачки холодной и горячей нефти и нефтепродуктов, а так же для перекачки сжиженных газов. Насосы для перекачки горячих нефтепродуктов отличаются только набивкой сальников и системой их охлаждения. Поршневые насосы могут быть ручными и электрическими. Поршневые насосы более предпочтительны при перекачки вязких нефтепродуктов. Допустимая предельная вязкость перекачиваемых нефтепродуктов зависит от типа насосов и от их подачи. Роторные насосы. К роторным насосам, применяемым на нефтебазах, относятся: винтовые, шестерные, пластинчатые, червячные, поршеньковые, кулачковые, и др. Они работают по объемному принципу, так как всасывание и нагнетание осуществляются вытеснением поступившей в рабочий цилиндр жидкости посредством вращения ротора. В связи с малыми зазорами между вращающимися частями и корпусом роторные насосы применяются для перекачки нефтепродуктов не имеющих загрязнений. Лучшими для перекачки вязких жидкостей имеющие загрязнения являются винтовые насосы. К.П.Д таких насосов достигает 0.85-0.90. Струйные насосы. Работают на принципе использования живой силы потока жидкости. Используются в основном при выкачке нефтепродуктов из вагонов-цистерн, при откачке остатков из барж. Вихревые насосы. Являются насосами лопастного типа, применяются для перекачки нефтепродуктов с вязкостью не выше 8 сСт (бензины, керосины, дизельные топлива). Погружные насосы для обслуживания заглубленных резервуаров.
в рубашку для охлаждения электродвигателя. Используются для всасывания нефтепродуктов с кинематической вязкостью от 0.015 до 1.1 см2/с и температурой от минус 30 до плюс 40 0С.
Насосные станции производят следующие операции с нефтепродуктами: слив (налив) вагонов-цистерн; налив в нефтеналивные суда; перекачку в резервуары; зачистку железнодорожных цистерн, коллекторов и трубопроводов; откачку подтоварной воды из резервуаров. При насосной станции устанавливают два узла управления по одному с каждой стороны по отношению к обслуживающим объектам. Оборудование насосных станций состоит из нефтемеханического, энеогетического, грузоподъемного и санитарно-технического. К нефтемеханическому оборудованию относятся: насосы, подразделяющиеся на главные, зачистные и вспомогательные, служащие для пуска главных насосов (вакуум-насосы) и для обслуживания энергетического оборудования (топливные и маслянные насосы) и для обслуживания энергетического оборудования (топливные и маслянные насосы); конитрольно-измерительная аппаратура (счетчики, манометры, вакуумметры, термометры); арматура (задвижки, вентили, фильтры, клапан-регуляторы); трубопроводы.  Рис. 64. Насосная станция с однорядным расположением агрегатов (центробежных насосов). В состав энергетического оборудования входят двигатели для привода в действие насосов, пусковая аппаратура двигателей. Генераторы для освещения насосных станций в случаях, где это необходимо, и генераторы или выпрямители, обслуживающие автоматическое управление насосной станцией. К грузоподъемному оборудованию относятся мостовые подъемные краны, монорельсы с тельферами, подъемные блоки, используемые для обслуживания агрегатов во время ремонта. Санитарно-техническое обслуживание состоит из отопительных и вентиляционных установок. Двигатели для насосных станций могут применяться паровые, внутреннего сгорания и электрические. В насосных станциях для перекачки нефтепродуктов с температурой вспышки до 450С устанавливаются в отдельном помещении во взрывобезопасном исполнении. Обозначаются следующим образом: В2Б, В1А, где В-взрывозащитном исполнении; 2(1) категория перекачиваемой смеси; Б(А) –группа по воспламенению смеси. Насосы совместно с трубопроводами образуют технологические схем, которые должны обеспечивать: проведение операций по перекачке нефтепродуктов в заданных направлениях и с заданной производительностью; одновременную работу нужного количества насосов и их взаимозаменяемость; удобство и быстроту управления задвижками; необходимую специализацию трубопроводов и насосов по сортам и группам перекачиваемых нефтепродуктов. 6. Трубопроводы 6.1. Назначение и классификация трубопроводов В зависимости от территориального расположения и дальности перекачки различают трубопроводы промысловые, нефтебазовые и магистральные. Нефтебазовые технологические трубопроводы предназначаются для транспортировки нефтепродуктов на территории нефтебазы при примо-сдаточных, внутрискладских и вспомогательных операций. В зависимости от транспортируемой среды технологические трубопроводы нефтебаз подразделяются на нефтепроводы (для траспортировки нефти); бензопроводы; керосинопроводы, мазутопроводы и маслопроводы. Трубопроводы, используемые для перекачки нефтепродуктов, называют продуктопроводами. Давление в трубопроводах (напор) создается насосами и за счет разницы отметок между конечными и начальными точками (самотек). В связи с этим трубопроводы подразделяются на самотечные и напорные (всасывающие и нагнетательные). В целях сокращения количества трубопроводов используют последовательную перекачку нескольких, близких по свойствам нефтепродуктов по одному трубопроводу. По одному трубопроводу на нефтебазах можно перекачивать нефтепродукты в пределах одной группы следующие нефтепродукты: 1 группа – автобензины неэтилированные; 2 группа – керосины (технические), дизельное топливо. Соляровое масло; 3 группа – топливо для тихоходных дизелей, мазут 4 группа - авиакеросины Отдельные трубопроводы предусматриваются для этилированных авто и авиабензинов; бензинов технических (растворителей: «Галоша», «Уайт-спирит» и т.д.) Соответственно для масел по одному трубопроводу можно перекачивать нефтепродукты в пределах одной группы: 1 группа – авиационное, 2 группа – компрессорное 3 – группа - моторное 4 группа – трансформаторное, турбинное; 5 группа – индустриальное; 6 группа – для высокоскоростных механизмов; 7 группа – цилиндровые 8 группа трансмиссионные, осевые. 6.2 Элементы трубопроводных коммуникаций Трубопроводные сети состоят из следующих основных элементов: 1) труб разного назначения; 2) соединительных частей (фланцев, соединительных муфт; колен, угольников, отводов, крестовин, гребенок и т.д.); 3) арматуры; 4) компенсаторов. Для выбора размеров элементов трубопроводов используют обозначение по внутреннему диаметру (внутреннему диаметру), выраженному в мм, например Dу 100. Классификация труб, применяемых на нефтебазах осуществляется по следующим признакам. По материалу изготовления: -металлические трубы (стальные, чугунные, из цветных металлов и сплавов); -неметаллические трубы из нерудных материалов (асбоцементные, бетонные); Использование труб из полимерных материалов на нефтебазах запрещено в связи с их пожароопасностью. По однородности материала в поперечном сечении: -однослойные трубы; -многослойные трубы (металлопластиковые трубы); -по форме поперечного сечения: обычные трубы (кольцевое сечение); -профильные трубы (квадратные, прямоугольные, овальные, плоскоовальные трубы); По способу производства: -чугунные литые трубы. Используются трубы чугунные напорные с раструбным соединением по ГОСТ 9583-75. Трубы чугунные напорные с раструбным соединением по ГОСТ 9583-75 предназначены для водонапорных систем. В зависимости от толщины стенки трубы подразделяются на три класса: ЛА, А и Б. -стальные бесшовные горячекатанные из углеродистой стали марок 10, 15, 20 и легированной стали марок М06-М56А по ГОСТ 8732-78; -стальные бесшовные холоднотянутые и холоднокатанные из углеродистой стали и лигированных сталей по ГОСТ 9940-81 и стали ГОСТ 9941-81; -стальные сварные: спирально сварные и рулонные (плоскосворачиваемые) по ГОСТ 10705-80. В зависимости от показателей качества трубы изготовляют следующих групп: А-с нормированием механических свойств из спокойной, полуспокойной и кипящей стали марок Ст.1-Ст.4 по ГОСТ 380-94; Б-с нормированием химического состава из стали марок Ст.1-Ст.4 по ГОСТ 380-94 и ГОСТ 4637-89, стали марок 08, 10, 15 и 20 по ГОСТ 1050-88, из стали марки 08Ю по ГОСТ 9045-93, из низколегированной марки стали 22ГЮ; В-с нормированием механических свойств и химического состава из стали марок Ст.1-Ст4 по ГОСТ 380-94, Ст.8, Ст.10, Ст.15 и Ст.20 по ГОСТ 1050-88, Ст.8Ю по ГОСТ 9045-93, Ст.22ГЮ; Д-с нормированием испытательного гидравлического давления; -стальные сварные водогазопроводные по ГОСТ 3262-75. К данной группе относятся неоцинкованные и оцинкованные стальные сварные трубы, применяемые для водопроводов и газопроводов, а также для систем отопления и деталей конструкций нефтебаз. Трубы стальные электросварные коррозионно-стойкие по ГОСТ 11068-81. Трубы стальные электросварные прямошовные по ГОСТ 10704-91. Трубы стальные квадратные ГОСТ 8639-82. Трубы стальные квадратные электросварные (мебельные) ТУ 14-105-566-93. Трубы стальные овальные по ГОСТ 8642-68. Трубы стальные прямоугольные сварные по ГОСТ 25577-83, ТУ 14-105-568-93. Трубы стальные плоскоовальные по ГОСТ 8644-68. Стальные электросварные прямошовные трубы из углеродистой стали применяются для трубопроводов, в том числе и газопроводов с рабочим давлением не более 16 МПа и металлоконструкций. По назначению: -трубы общего назначения. Применяются для монтажа неответственных (т.е. к которым не предъявляются специальные требования) трубопроводов для транспортировки неагрессивных газов и жидкостей, суспензий, сыпучих материалов; в качестве элементов различных конструкций - строительных лесов, ограждений, опор и для прокладки кабелей. -трубы специального назначения. Применяются для перекачки коррозирующих нефтепродуктов. Изготавливаются из легированных сталей. Кроме металлических труб, на нефтебазах при сливе и наливе применяют рукава, которые подразделяются на: резинотканевые (из чередующихся слоев прорезиненной ткани и резины), резиновые, металло-резиновые и металлические гибкие, сильфонные и полиуретановые. Резинотканевые и резиновые применяются для перекачки нефтепродуктов в пределах температур минус 30 - плюс 600С. При более высоких температурах и для транспортирования сжиженных и компримированных газов применяются гибкие металлические рукава. Во избежание сплющивания от атмосферного давления при работе под вакуумом внутри рукава помещена спираль из оцинкованной стальной проволки или ленты. Напорные рукава, работающие под большим внутренним давлением расширения снабжаются наружной проволочной спиралью или специальной оплеткой. Всасывающие (под вакуумом)-напорные (распирающее давление) изготавливаются с наружными и внутренними спиралями. Сильфонные гибкие металлорукава изготавливаются из нержавеющей стали (с оплеткой и без оплетки) и применяются для подводки газа, подачи воздуха, пара, воды, масла и транспортировки высокотемпературных жидкостей. Гибкость такой конструкции обеспечивается за счет упругости гофры. Под действием изгибающих напряжений наружная часть гофры растягивается, а внутренняя сжимается. Соединение труб. Наиболее распространенными являются сварные и фланцевые болтовые соединения. Фланцевые имеют перед сварными ряд недостатков: ослабление болтов, увеличение габаритов соединения, дополнительно требуют прокладки. В основном фланцы приваривают. В качестве прокладок к фланцам применяю: 1) промасленный картон для давления до 10 атм и температуры до 400С; 2) паронит вулканизированный, давление 10-16 атм и температура до 3000С; 3) мягкая сталь и алюминивые 16-64 атм; из железа марки «армико» или отожженной стали марки Ст.1, при давлении более 64 атм и температуре 200-4000С. Арматура трубопроводов. Арматура трубопроводов, применяемая на нефтебазах классифицируется по следующим признакам: -под дистанционное управление. Она не имеет непосредственного органа управления, а соединяется с ним при помощи колонок, штанг и других переходных устройств; -по способу герметизации (уплотнения) относительно внешней среды. В основном применяется арматура сальниковая. Герметизация штока или шпинделя относительно внешней среды обеспечивается эластичным элементом, находящимся в контакте с подвижным штоком (шпинделем) под нагрузкой, исключающей протечки рабочей среды; -по температурному режиму. Подразделяется на криогенную (рабочие температуры ниже -153°С), для холодильной техники (рабочие температуры от -153 до -70°С), для пониженных температур (рабочие температуры от -70 до -30°С), для средних температур (рабочие температуры до +455°С), для высоких температур (рабочие температуры до +600°С), жаропрочная (рабочие температуры свыше +600 °С). -по способу присоединения к трубопроводу. Подразделяется на арматуру муфтовую (присоединяется к трубопроводу или емкости с помощью муфт с внутренней резьбой), арматуру цапковую (присоединяется к трубопроводу или емкости на наружной резьбе с буртиком под уплотнение); -в зависимости от условного давления рабочей среды подразделяется на вакуумную (давление среды ниже 1 кгс/см2); низкого давления (от 0 до 16 кгс/см2), среднего давления (от 16 до 100 кгс/см2), высокого давления (от 100 до 800 кгс/см2), сверхвысокого давления (от 800 кгс/см2). -по функциональному назначению. подразделяется на: запорную, регулирующую и предохранительную. Регулирующая арматура предназначена для регулирования расхода путем изменения количества протекающей по трубопроводу рабочей среды. Регулирующая арматура управляется от постороннего источника энергии. К регулирующей арматуре относятся: регуляторы давления, расхода, уровня, температуры. К предохранительной – относятся перепускные клапана, фильтры и предохранительная арматура. Арматура подразделяется на приводную и самодействующую. Приводной относятся задвижки, вентили, краны. К самодействующей предохранительные и обратные клапана, конденсаторные горшки. Регуляторы расхода и давления применяются для поддержания давления и расхода в трубопроводе на заданном уровне. Подразделяются на регуляторы прямого действия и приводные. К запорной арматуре относятся задвижки, краны, затворы, конденсатоотводчики. Задвижки относятся к запорной арматуре. Применяются на трубопроводах с внутренним диаметром 50 мм и выше. По конструкции подразделяются на параллельные и клиновые (клинкетные). Задвижки снабжаются червячным, гидравлическим, пневматическим или электрическим приводом. 
Вентили применяют на трубопроводах малого диаметра. Основной недостаток вентили обладают большим гидравлическим сопротивлением. В кранах изменение величины прохода достигается за счет вращения запорной конической пробки.
Обратные клапана предназначаются для отключения трубопроводов при изменении направления движения потока. Клапана открываются под действием напора движущейся жидкости. А закрываются при прекращении движения жидкости, под действием собственного веса. По принципу перемещения клапана подразделяются на подъемные и поворотные (захлопки).
Предохранительная арматура является видом арматуры, используемой для автоматического выпуска избытка жидкой, паро- или газообразной среды из системы высокого давления при чрезмерном повышении давления в ней в систему низкого давления или в атмосферу и обеспечивающей безопасную эксплуатацию установок и предотвращение аварий. Предохранительная арматура выполняется в виде предохранительных клапанов (арматура многократного использования) или разрывных устройств. Предохранительные клапана обеспечивают сохранность трубопроводов при повышении давления выше максимального. По способу уравновешивания давления подразделяются на рычажные и пружинные предохранительные клапана. 6.3 Эксплуатация трубопроводов В процессе эксплуатации в связи с разницей в температурах окружающей среды и перекачиваемых жидкостей происходит изменение длины трубопровода. Так как трубопровода жестко закреплены, то в них возникают термические напряжения растяжения или сжатия, которые вызывают в точках закрепления усилия, направленные вдоль оси трубопроводов. Величина силы может быть очень большой. Изменения длины подземных трубопроводов зависят не только от колебаний температур, но и от сил трения трубы о грунт, которая препятствует изменению длины. Разгрузка трубопроводов от термических напряжений осуществляется установкой компенсаторов и компенсационных устройств. Они подразделяются на линзовые, сильфонные, сальниковые, гнутые, трубчатые и резинотканевые. Линзовые компенсаторы. Изготавливаются из конических тарелок, которые свариваются между собой, образуя волну высотой 70-200 мм. Количество вол в компенсаторе не более 12, воизбежании продольного изгиба. Применяются при давлении 0.2-6 атм и диаметре трубопровода 150-200 мм. Выпускаются одно, двух, трех и четырехлинзовые компенсаторы. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
)
)
