Файл: Нефть жидкий горючий минерал, который встречается в осадочных породах Земли.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 12.01.2024
Просмотров: 5219
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
освобождении перед диагностикой и ремонтом, при компаундировании
(приготовление нефтяных смесей с требуемыми свойствами) т.д Таким образом, технологическая схема головной НПС позволяет выполнять следующие основные операции:
Рис. 1 Технологическая схема ГНПС «Усть-Балык»
1 - подпорная насосная; 2- площадка фильтров и счетчиков; 3- Основная насосная; 4- Площадка регуляторов; 5- Площадка пуска скребков; 6 -Резервуарный парк;
1.3.Устройство и работа основных насосов.
Принцип работы центробежных насосов.
В центробежных насосах (рис.2) жидкость движется в осевом направлении от всасывающего патрубка к центральной части рабочего колеса. В рабочем колесе поток жидкости поворачивается на 90 ° и симметрично относительно оси вращения растекается по каналам вращающегося колеса 1,образованным стенками переднего и заднего дисков 5 и рабочими лопастями 2.Рабочие лопасти передают жидкости энергию привода насоса. Статическое давление в ней и ее скорость возрастают. Из рабочего колеса 1поток жидкости выходит под некоторым углом к касательной его наружного диаметра. Общее направление движения потока при этом совпадает с направлением вращения рабочего колеса. Далее спиральному отводу 3жидкость поступает в конический диффузор 4,где ее кинетическая энергия преобразуется в потенциальную.
Рис.2. Принцип работы центробежного насоса (схема центробежного насоса)
Насосы с подачей до 1250 м3/ч — секционные, многоступенчатые; с подачей более 1250 м3/ч — одноступенчатые, спиральные, двустороннего входа, имеющие от одного до трех сменных роторов на подачи 0,5Q0, 0,7Q0, 1,25 Q0 (Q0 — номинальная подача насоса).
Все насосы нормального ряда, имеющие единую частоту вращения 3000 об/мин, изготавливают в горизонтальном исполнении;
Проектирование насосов на максимально возможную частоту вращения (3000 об/мин) для электродвигателей, работающих на токе частотой 50 Гц, обусловлено тем, что при дальнейшем увеличении частоты вращения вала возрастает скорость входа жидкости в насос, что приводит к возникновению кавитации.
Технические требования к насосам магистральных трубопроводов регламентированы Государственными стандартами, в соответствии с которыми насосы можно использовать для перекачки нефти и нефтепродуктов с температурой – 5 + 80°С, кинематической вязкостью не выше 3 · 10 -4 м2/с, с содержанием механических примесей по объему не более 0,05 % и размером не более 0,2 мм. Общий вид насосных агрегатов различной производительности показан на рис. 3 и 4.
Рис. 3. Насосный агрегат серии НМ (производительность > 1250 м3/ч).
Рис. 4. Насосный агрегат серии НМ (производительность < 1250 м3/ч).
Схематично конструкция основного центробежного насоса для магистральных трубопроводов представлена на рис. 5.
Основным элементом насоса является рабочее колесо 5,насаженное на шпонке на вал 2.Вал с рабочим колесом размещен в корпусе 3, где осуществляется подвод 7 и отвод 6перекачиваемой жидкости. Для разделения области всасывания от области нагнетания используют щелевые уплотнения 4.Для предотвращения утечек в месте выхода вала из корпуса насоса применяют торцевые уплотнения 9. Основным подшипником является подшипник скольжения 10.Разгрузку ротора от осевых усилий обеспечивает рабочее колесо с двусторонним входом. Остаточные осевые нагрузки воспринимаются радиально-упорным подшипником 1.
Разгрузка торцевых уплотнений осуществляется с помощью труб 8,соединенных с камерами уплотнений, отделенными от входной полости насоса разделительными втулками 13.При помощи труб 12осуществляют отвод утечек из камер сбора утечек. Насос соединяют с двигателем при помощи зубчатой муфты 11.Приемный и напорный патрубки расположены в нижней части корпуса и направлены горизонтально в противоположные стороны. Конструкция насосов обеспечивает надежную работу при их последовательном соединении. Система смазки насосов централизованная с п
ринудительной подачей масла. Системы сбора утечек и разгрузки торцевых уплотнений герметизированы, закрытого типа.
Рис. 5. Схема основного магистрального насоса НМ 2500–230.
1 — Радиально–упорный подшипник, 2 — Вал, 3 — Корпус, 4 — Щелевое уплотнение, 5 — Рабочее колесо, 6 —Направляющий аппарат,
7 — Подводящий аппарат, 8 — Труба разгрузки торцевых уплотнений,
9 — Торцевое уплотнение, 10 — Подшипник скольжения, 11 — Зубчатая муфта, 12 — Трубки для отвода утечек, 13 — Разделительная втулка,
Д
ля обеспечения необходимого напора на входе основных насосов используют подпорные насосы. Подпорные насосы в основном соединяют параллельно. В рассматриваемой НПС «Усть–Балык» применяют насосы НМ2500-240 НПВ1250-60 Нефтяной подпорный вертикальный насос [1 cтр 25-32]
1.4.Устройство и назначения подпорных насосов.
Широко применяются на магистральных нефтепроводах вертикальные подпорные насосы ряда НПВ. Насосы данного ряда — центробежные вертикальные предназначены для установки на открытых площадках и могут работать при температурах от — 50 °С до +45 °С. Вертикальные насосы опускают в колодец, заполненный нефтью. Двигатель расположен вертикально и работает на открытом воздухе. В качестве двигателей используют вертикальные, асинхронные, коротко-замкнутые электродвигатели во взрывозащищенном исполнении с частотой вращения вала 1500 об/мин .Технические характеристики подпорных насосов всех типов приведены в табл. 2.2.
Таблица 2.2.
Подпорный вертикальный насос типа НПВ.
1 - стакан; 2 - спиральный корпус; 3 - переводной канал; 4, 7 - напорные секции; 5 - крестовина; 6, 9 - подшипники скольжения; 8 - напорная крышка; 10 - сдвоенные радиально-упорные шарикоподшипники; 11 - фонарь; 12 - торцовые уплотнения; 13 - вал; 14, 18 - подводы; 15, 17 - предвключенные колеса; 16 - рабочее колесо
Конструктивно этот насос, расположенный в нижний части стакана 1, сходен с насосом НМП. Он также имеет рабочее колесо 16, предвключенные колеса 15, 17, вал 13, спиральный корпус. Нагнетательные патрубки 3, подводы 14, 18. На верхний фланец фонаря 11 устанавливается электродвигатель, соединяемый с помощью муфты с валом насоса. Нефть входит в стакан по всасывающему патрубку 21, выходит по напорным патрубкам 4,7. Весь вал вращается на подшипниках скольжения 6, 19, опираясь на крестовины 20, 5. Напорные патрубки конструктивно переходят в напорную крышку 8.Подшипник 10 радиально - упорный. Он воспринимает нагрузку от вала двигателя. В месте выхода вала 13 из напорной крышки устанавливается торцевые уплотнения 12.
Стакан 1 герметичный, он эксплуатируется под абсолютным давлением (
0,05…0,1) МПа. Он опускается в колодец глубиной 3- 4 м. Это позволяет увеличить подпор на выходе в НПВ. [1 стр 33-37]
1.5.Кавитация и способы ее устранения в насосах.
Что такое кавитация
Часто причиной выхода из строя центробежных насосов является работа в режиме кавитации. В общем случае кавитация — это явление, происходящее в движущихся потоках, когда местное падение давления оказывается меньше давления насыщенного пара жидкости и растворенных в ней газов.
О наличии кавитации можно узнать по ярко выраженным внешним признакам:
- по характерному шуму в виде потрескивания и вибрации, имеющей изменяющуюся во времени амплитуду и частоту. Если процесс кавитации развивается, то характерное потрескивание сменяется на глухо звучащие удары. Вибрацию в этом случае можно наблюдать визуально, она ощущается как в трубопроводе, так и фундаменте.
При развитии кавитации меняются показатели работы насосного оборудования.
В частности снижается подача и напор, а также потребляемая мощность. В ряде ситуаций подача насосного устройства срывается. К примеру, если при наличии кавитации постепенно открывать напорную задвижку, то в начале процесса, как и должно быть, подача растет, но вдруг в один момент ее значение быстро уменьшается до нуля. Следует учитывать, что такое развитие событий может спровоцировать аварию.
Способы борьбы с кавитацией.
Для уменьшения явления кавитации существует несколько способов.
1. Во-первых, каждый насосов имеет некоторый кавитационный запас ∆hтр. Нельзя превышать это значение (имеется в виду давление жидкости внутри системы), и жидкость будет оставаться жидкостью. Все характеристики по данному параметру обязан предоставлять завод производитель.
2. Во-вторых, для предупреждения появления кавитации и своевременной настройки работы насоса необходимо на всасывающих патрубках устанавливать датчики давления. И в случае падения на нем давления сразу принимать меры перевода насоса в другой режим работы. Однако данный метод применяется нечасто.
3. Если кавитация появляется часто следует заменить диаметр всасывающий патрубок на больший.
4. Можно перенести насос чуть ближе к резервуару с жидкостью (но на расстояние не меньшее 10 диаметров всасывающей трубы).
5
. Если всасывающая труба имеет много изгибов и поворотов, то следует максимально уменьшить их количество. Если это невозможно сделать тогда все изгибы и повороты сделать большего радиуса.
2.Расчетная часть
2.1. Расчет объема резервуарного парка на ГПС «Усть-Балык»
Для ГПС объем резервуарного парка определяем из соотношения:
; (1)
Где
Суточная пропускная способность нефтеперекачивающей станции и определяется по формуле:
; (2)
Где G
Годовая пропускная способность нефтеперекачивающей станции, в нашем случае равна 
;
(приготовление нефтяных смесей с требуемыми свойствами) т.д Таким образом, технологическая схема головной НПС позволяет выполнять следующие основные операции:
-
прием нефти с промыслов; -
в ее оперативный и коммерческий учет; -
хранение нефти; -
ее закачку в магистральный нефтепровод с требуемым начальным давлением; [ 1cтр 45-58 ]
Рис. 1 Технологическая схема ГНПС «Усть-Балык»
1 - подпорная насосная; 2- площадка фильтров и счетчиков; 3- Основная насосная; 4- Площадка регуляторов; 5- Площадка пуска скребков; 6 -Резервуарный парк;
1.3.Устройство и работа основных насосов.
Принцип работы центробежных насосов.
В центробежных насосах (рис.2) жидкость движется в осевом направлении от всасывающего патрубка к центральной части рабочего колеса. В рабочем колесе поток жидкости поворачивается на 90 ° и симметрично относительно оси вращения растекается по каналам вращающегося колеса 1,образованным стенками переднего и заднего дисков 5 и рабочими лопастями 2.Рабочие лопасти передают жидкости энергию привода насоса. Статическое давление в ней и ее скорость возрастают. Из рабочего колеса 1поток жидкости выходит под некоторым углом к касательной его наружного диаметра. Общее направление движения потока при этом совпадает с направлением вращения рабочего колеса. Далее спиральному отводу 3жидкость поступает в конический диффузор 4,где ее кинетическая энергия преобразуется в потенциальную. Рис.2. Принцип работы центробежного насоса (схема центробежного насоса)
Насосы с подачей до 1250 м3/ч — секционные, многоступенчатые; с подачей более 1250 м3/ч — одноступенчатые, спиральные, двустороннего входа, имеющие от одного до трех сменных роторов на подачи 0,5Q0, 0,7Q0, 1,25 Q0 (Q0 — номинальная подача насоса).
Все насосы нормального ряда, имеющие единую частоту вращения 3000 об/мин, изготавливают в горизонтальном исполнении;
Проектирование насосов на максимально возможную частоту вращения (3000 об/мин) для электродвигателей, работающих на токе частотой 50 Гц, обусловлено тем, что при дальнейшем увеличении частоты вращения вала возрастает скорость входа жидкости в насос, что приводит к возникновению кавитации.
Технические требования к насосам магистральных трубопроводов регламентированы Государственными стандартами, в соответствии с которыми насосы можно использовать для перекачки нефти и нефтепродуктов с температурой – 5 + 80°С, кинематической вязкостью не выше 3 · 10 -4 м2/с, с содержанием механических примесей по объему не более 0,05 % и размером не более 0,2 мм. Общий вид насосных агрегатов различной производительности показан на рис. 3 и 4.
Рис. 3. Насосный агрегат серии НМ (производительность > 1250 м3/ч).
Рис. 4. Насосный агрегат серии НМ (производительность < 1250 м3/ч).
Схематично конструкция основного центробежного насоса для магистральных трубопроводов представлена на рис. 5.
Основным элементом насоса является рабочее колесо 5,насаженное на шпонке на вал 2.Вал с рабочим колесом размещен в корпусе 3, где осуществляется подвод 7 и отвод 6перекачиваемой жидкости. Для разделения области всасывания от области нагнетания используют щелевые уплотнения 4.Для предотвращения утечек в месте выхода вала из корпуса насоса применяют торцевые уплотнения 9. Основным подшипником является подшипник скольжения 10.Разгрузку ротора от осевых усилий обеспечивает рабочее колесо с двусторонним входом. Остаточные осевые нагрузки воспринимаются радиально-упорным подшипником 1.
Разгрузка торцевых уплотнений осуществляется с помощью труб 8,соединенных с камерами уплотнений, отделенными от входной полости насоса разделительными втулками 13.При помощи труб 12осуществляют отвод утечек из камер сбора утечек. Насос соединяют с двигателем при помощи зубчатой муфты 11.Приемный и напорный патрубки расположены в нижней части корпуса и направлены горизонтально в противоположные стороны. Конструкция насосов обеспечивает надежную работу при их последовательном соединении. Система смазки насосов централизованная с п
ринудительной подачей масла. Системы сбора утечек и разгрузки торцевых уплотнений герметизированы, закрытого типа.
Рис. 5. Схема основного магистрального насоса НМ 2500–230.
1 — Радиально–упорный подшипник, 2 — Вал, 3 — Корпус, 4 — Щелевое уплотнение, 5 — Рабочее колесо, 6 —Направляющий аппарат,
7 — Подводящий аппарат, 8 — Труба разгрузки торцевых уплотнений,
9 — Торцевое уплотнение, 10 — Подшипник скольжения, 11 — Зубчатая муфта, 12 — Трубки для отвода утечек, 13 — Разделительная втулка,
Д
ля обеспечения необходимого напора на входе основных насосов используют подпорные насосы. Подпорные насосы в основном соединяют параллельно. В рассматриваемой НПС «Усть–Балык» применяют насосы НМ2500-240 НПВ1250-60 Нефтяной подпорный вертикальный насос [1 cтр 25-32]1.4.Устройство и назначения подпорных насосов.
Широко применяются на магистральных нефтепроводах вертикальные подпорные насосы ряда НПВ. Насосы данного ряда — центробежные вертикальные предназначены для установки на открытых площадках и могут работать при температурах от — 50 °С до +45 °С. Вертикальные насосы опускают в колодец, заполненный нефтью. Двигатель расположен вертикально и работает на открытом воздухе. В качестве двигателей используют вертикальные, асинхронные, коротко-замкнутые электродвигатели во взрывозащищенном исполнении с частотой вращения вала 1500 об/мин .Технические характеристики подпорных насосов всех типов приведены в табл. 2.2.
Таблица 2.2.
| Показатель | 14НДсН | НМП 2500-74 | НМП 3600-78 | НМП 5000-115 | НПВ 1250-60 | НПВ 2500-80 | НПВ 3600-90 | НПВ 5000-120 |
| Подача,  /ч | 1260 | 2500 | 3600 | 5000 | 1250 | 2500 | 3600 | 5000 |
| Напор,м | 37 | 74 | 78 | 115 | 60 | 80 | 90 | 120 |
| КПД,% | 87 | 71 | 83 | 85 | 78 | 83 | 84 | 85 |
| Частота вращения вала,об/мин | 960 | 1000 | 1000 | 1000 | 1500 | 1500 | 1500 | 1500 |
| Наружный диаметр,м | 0,540 | 0,690 | 0,725 | 0,840 | 0,430 | 0,525 | - | - |
| Допустимый кавитационный запас,м | 5 | 3 | 3 | 3,5 | 2,2 | 3,2 | 4,8 | 5 |
| Масса,кг | - | 7775 | 7775 | 9321 | 11940 | 11870 | 11700 | 16700 |
Подпорный вертикальный насос типа НПВ.
1 - стакан; 2 - спиральный корпус; 3 - переводной канал; 4, 7 - напорные секции; 5 - крестовина; 6, 9 - подшипники скольжения; 8 - напорная крышка; 10 - сдвоенные радиально-упорные шарикоподшипники; 11 - фонарь; 12 - торцовые уплотнения; 13 - вал; 14, 18 - подводы; 15, 17 - предвключенные колеса; 16 - рабочее колесо
Конструктивно этот насос, расположенный в нижний части стакана 1, сходен с насосом НМП. Он также имеет рабочее колесо 16, предвключенные колеса 15, 17, вал 13, спиральный корпус. Нагнетательные патрубки 3, подводы 14, 18. На верхний фланец фонаря 11 устанавливается электродвигатель, соединяемый с помощью муфты с валом насоса. Нефть входит в стакан по всасывающему патрубку 21, выходит по напорным патрубкам 4,7. Весь вал вращается на подшипниках скольжения 6, 19, опираясь на крестовины 20, 5. Напорные патрубки конструктивно переходят в напорную крышку 8.Подшипник 10 радиально - упорный. Он воспринимает нагрузку от вала двигателя. В месте выхода вала 13 из напорной крышки устанавливается торцевые уплотнения 12.
Стакан 1 герметичный, он эксплуатируется под абсолютным давлением (
0,05…0,1) МПа. Он опускается в колодец глубиной 3- 4 м. Это позволяет увеличить подпор на выходе в НПВ. [1 стр 33-37]1.5.Кавитация и способы ее устранения в насосах.
Что такое кавитация
Часто причиной выхода из строя центробежных насосов является работа в режиме кавитации. В общем случае кавитация — это явление, происходящее в движущихся потоках, когда местное падение давления оказывается меньше давления насыщенного пара жидкости и растворенных в ней газов.
О наличии кавитации можно узнать по ярко выраженным внешним признакам:
- по характерному шуму в виде потрескивания и вибрации, имеющей изменяющуюся во времени амплитуду и частоту. Если процесс кавитации развивается, то характерное потрескивание сменяется на глухо звучащие удары. Вибрацию в этом случае можно наблюдать визуально, она ощущается как в трубопроводе, так и фундаменте.
При развитии кавитации меняются показатели работы насосного оборудования.
В частности снижается подача и напор, а также потребляемая мощность. В ряде ситуаций подача насосного устройства срывается. К примеру, если при наличии кавитации постепенно открывать напорную задвижку, то в начале процесса, как и должно быть, подача растет, но вдруг в один момент ее значение быстро уменьшается до нуля. Следует учитывать, что такое развитие событий может спровоцировать аварию.
Способы борьбы с кавитацией.
Для уменьшения явления кавитации существует несколько способов.
1. Во-первых, каждый насосов имеет некоторый кавитационный запас ∆hтр. Нельзя превышать это значение (имеется в виду давление жидкости внутри системы), и жидкость будет оставаться жидкостью. Все характеристики по данному параметру обязан предоставлять завод производитель.
2. Во-вторых, для предупреждения появления кавитации и своевременной настройки работы насоса необходимо на всасывающих патрубках устанавливать датчики давления. И в случае падения на нем давления сразу принимать меры перевода насоса в другой режим работы. Однако данный метод применяется нечасто.
3. Если кавитация появляется часто следует заменить диаметр всасывающий патрубок на больший.
4. Можно перенести насос чуть ближе к резервуару с жидкостью (но на расстояние не меньшее 10 диаметров всасывающей трубы).
5
. Если всасывающая труба имеет много изгибов и поворотов, то следует максимально уменьшить их количество. Если это невозможно сделать тогда все изгибы и повороты сделать большего радиуса.2.Расчетная часть
2.1. Расчет объема резервуарного парка на ГПС «Усть-Балык»
Для ГПС объем резервуарного парка определяем из соотношения:
; (1)Где
Суточная пропускная способность нефтеперекачивающей станции и определяется по формуле: ; (2)Где G
Годовая пропускная способность нефтеперекачивающей станции, в нашем случае равна ;