Файл: Анализ условий и технологий эксплуатации магистральной нефтеперекачивающей станции Раскино.pdf

2.4 Характеристика магистральных насосов
При эксплуатации центробежных насосов наиболее значимыми характеристиками являются: характеристика насоса, кавитационная характеристика и частная кавитационная характеристика.
Под характеристикой насоса понимают такую зависимость, которая определяется основными показателями насоса (напор H, мощность N и КПД) от подачи Q. При этом плотность и вязкость транспортируемой жидкости остается постоянной, как и частота вращения насоса. К примеру, характеристика насоса МН 10000-210 представлена на рисунке 2.4.
Рисунок 2.4 – Характеристика магистрального центробежного насоса
НМ 10000-210
При эксплуатации трубопроводов, по которым транспортируется нефть и нефтепродукты, насосы должны соответствовать некоторым требованиям:
1.
Для того, чтобы обеспечить стабильную работу на сеть в необходимом диапазоне подач, напорная характеристика должны быть

монотонно падающей, пологой. Пологая характеристика снижает потери на дросселирование, при этом происходит стабилизация давления в трубе, что ведет за собой убавление динамических нагрузок на трубопровод.
2.
Тип насоса необходимо подбирать таким образом, чтобы КПД имел наибольшее значение. Для насосов типа НМ максимальное значение
КПД составляет 89%.
3.
В небольшом диапазоне подач 0,8 ÷ 1,2 от Q
ном
КПД должно снижаться не более, чем на 2 ÷ 3 %.
Под кавитационной характеристикой понимают зависимость между допускаемой величиной кавитационного запаса и подачей насоса. При этом частота вращения насоса и свойства жидкости остаются неизменными. К тому же эта характеристика служит исходной точкой при расчете бескавитационной работы насоса.
Частичной кавитационной характеристикой называют зависимость между напором насоса, его КПД и кавитационным запасом. При этом частота вращения, свойства жидкости и подача остаются неизменными [8].
2.5 Конструкция и компоновка насосного цеха
Обеспечение бесперебойной работы основного и вспомогательного оборудования является главным требованием при компоновке насосного цех.
Также необходимо обеспечить выполнение ремонтных работ без остановки перекачки транспортируемой жидкости.
Основными помещения насосного цеха являются:

Насосный зал;

Зал электродвигателей;
Для установки оборудования данные залы оборудованы грузоподъемными механизмами. В основном используются мостовые краны.

На рисунках 2.5 и 2.6 представлена компоновка насосного цеха, оборудованного насосными агрегатами
НМ
3600
–
230.
Рисунок 2.5 – Насосный цех, оборудованный насосными агрегатами
НМ 3600-230 1 – насос с электродвигателем; 2 – задвижка с электродвигателем; 3 – клапан обратный; 4 – кран мостовой ручной двухбалочный; 5 – кран ручной мостовой однобалочный; 6 – всасывающий трубопровод
Рисунок 2.6 – План насосного цеха, оборудованного насосными агрегатами
НМ 3600-230

Все помещение насосного цеха разграничивают на два отдельных зала с индивидуальными входами и выходами. Разделение происходит путем установки воздухопроницаемой огнестойкой перегородкой. В первом зале установлены:

основные насосы типа НМ;

мостовой ручной кран, выполненный во взрывозащищенном исполнении и имеющий грузоподъемность 10 тонн;

блок откачки утечек.
С учетом того, что в помещении задана нормальная среда для привода насосов, во втором зале установлены:

блок централизованной маслосистемы с аккумулирующим баком;

синхронные электродвигатели нормального исполнения типа
СТД, оборудованный водяными воздухоохладителями и замкнутыми циклами вентиляции воздуха;

мостовой ручной кран, выполненный в нормальном исполнении и имеющий грузоподъемность 25 тонн [9].
Расчетные параметры выбранных насосов, определяющих компоновку оборудования, трубопроводную обвязку в основном укрытии и вне его, а также соотношение отметок, выбирают так, чтобы выполнялись следующие требования:
1. подача определенного количества масла к подшипникам насосов и электродвигателей, а также самотечное отведение этого масла в баки маслосистемы;
2. подача погружными насосами нефти из сборников утечек и нефтесодержащих стоков в сборник нефти ударной волны;
3. подача воды для охлаждения масла централизованной маслосистемы в маслоохладителях;
4. подача воды для охлаждения воздуха, циркулирующего внутри электродвигателей;

5. откачка нефти насосами, относящихся к блоку откачки утечек, из сборника утечек в сборник нефти ударной волны;
6. создание упругой пневмозавесы в отверстии, которое герметизирует фрамуги при беспромвальном соединении электродвигателей и насосов.
7. самотечный отвод утечек от торцевых уплотнений из картера основных насосов в сборник утечек [3].
2.6 Вспомогательные системы насосного цеха
2.6.1. Система разгрузки и охлаждения торцевых уплотнений
Статический или динамический напор, как и в процессе работы, так и при остановке агрегата, оказывает воздействие на устройства, которые служат для уплотнения выход вала насоса из корпуса. В магистральных насосах, предназначенных для перекачки нефти и нефтепродуктов, напор в камерах уплотнения может иметь значения от 200-300 до 700-800 м.
При работе уплотнения под большим давлением происходит снижение надежности узла уплотнения, поэтому для понижения напора в камерах уплотнения до оптимальных значений устанавливают систему гидравлической разгрузки с отводом части перекачиваемой жидкости по специальному трубопроводу в зону пониженного давления.
Схема системы разгрузки и охлаждения торцевых уплотнений вала насоса представлена на рисунке 2.7.

Рисунок 2.7 – Традиционная схема разгрузки и охлаждения концевых уплотнений вала насоса
ВП – всасывающая полость; НП – нагнетательная полость; 1 – щелевые уплотнения; 2 – полость камеры; 3 – торцевое уплотнение; 4 – специальный трубопровод
В коллектор насосной станции или в резервуар сбора утечек поступает жидкость, подведенная из линии разгрузки. Сам факт постоянной циркуляции жидкости из полости всасывания насоса через щелевые уплотнения и полость камеры торцевого уплотнения приводит не только к снижению напора в камерах уплотнения, а также к охлаждению торцевого уплотнения. Если же циркуляция контактных колец торцевого уплотнения будет отсутствовать, то это приведет к некорректной работе торцевого уплотнения, что может повлечь за собой аварию [4].
2.6.2. Система смазки и охлаждения подшипников
Для того, чтобы подшипники прослужили как можно дольше и не являлись источником аварий насосного оборудования, необходимо производить их своевременное смазывание и охлаждение. Поэтому опишем работу системы смазки и охлаждения подшипников, представленной на рисунке 2.8.

Рисунок 2.8 – Принципиальная схема системы смазки насосно-силовых агрегатов НПС.
1 – шестеренчатый насос; 2 – бак; 3 – основной насос; 4 – фильтры; 5 – маслоохладитель; 6 – насос для перекачки отработанного масла; 7 – емкость для хранения отработанного масла; 8 – аварийный аккумулирующий бак
Опишем принцип работы схемы. Бак, используя шестеренчатый насос, заполняют маслом, далее основной насос прокачивает масло через фильтры и маслоохладитель в маслопроводы, соединенными с узлами, которые необходимо смазать. Оттуда масло возвращается в обратно в бак.
Следующим этапом является перекачка отработанного масла насосом в емкость для хранения отработанного масла. Также предусмотрен аварийный бак с маслом, использующийся при аварийных ситуациях, к примеру, в случае отключения электроэнергии [4].

2.6.3. Система откачки утечек от торцевых уплотнений
При эксплуатации основных насосов, перекачивающих нефть и нефтепродукты по магистральным трубопроводам, возникают утечки через концевые уплотнения вала насоса. Эти утечки самотеком собираются в специальный резервуар. В целом величина утечек крайне мала, что при применении уплотнений торцевого типа, позволяет их свести к нулю.
Рисунок 2.9 – Схема сбора утечек.
1 – насос; 2 – линия разгрузки; 3 – всасывающая линия магистрального трубопровода; 4 – насос резервуара утечек; 5 – резервуар утечек
Через линии концевых уплотнений может произойти большой объем утечек (до 40 м
3
/ч) с насосного агрегата. Образовавшиеся утечки из линии разгрузки насоса поступают в резервуары утечек или на прием подпорных насосов.
Во всасывающую линию магистрального трубопровода периодически закачивают насосами нефть или нефтепродукты, собранные в резервуар утечек [4].
2.6.4. Средства контроля и защиты насосного агрегата
Для надежной работы нефтепроводов и нефтепродуктопроводов применяют защиту насосных станций, которая включает в себя приборы

контроля, защиты, сигнализации. Использование защиты насоса позволяет контролировать такие сложности в эксплуатации основных насосов, как вибрация насоса, перегрев подшипников агрегата, работу насоса в кавитационном режиме, утечки нефти и нефтепродуктов сверх нормы через уплотнения.
Насосный агрегат ведет свою работу на высоких скоростях. Для обеспечения такой работы необходимо организовать своевременную бесперебойную подачу смазки и эффективную систему теплового контроля узлов с трущимися деталями.
Рисунок 2.10. – Схема измерений и автоматической защиты основного насосного агрегата
1 – датчик герметичности торцевого уплотнения; 2,3,4, – манометры; 5 – тепловая защита корпуса; 6 – вибросигнал; 7 – амперметр; 8 – счетчик числа часов работы агрегата; 9 – сигнализатор падения давления; 10 – электроконтактный манометр
Для контроля подачи масла используется электроконтактный манометр с контактами, включенными в пусковые цепи электродвигателя. Если в линии смазки будет отсутствовать давление, то данный прибор не позволит включить электродвигатель. А при падении этого давления, работа насосного агрегата будет остановлена. Также нагрузку электродвигателя фиксируют с помощью амперметра.

Использование тепловой защиты корпуса обеспечивает защиту от работы насоса при закрытой задвижке. Насосный агрегат получает разрешение на включение при правильной индикации сигнализатора падения давления.
При резком увеличении утечек, герметичность торцевого уплотнения отслеживается датчиком герметичности торцевого уплотнения.
Контроль вибрации работающего оборудования осуществляется вибросигналом. При критических значениях вибрации, работа насосного агрегата будет приостановлена.
Также необходим визуальный контроль давления всасывания, нагнетания насосов, линии разгрузки. Для этих целей используют технические и электроконтактные манометры.
Увеличение межремонтного периода насосного агрегата можно обеспечить, используя счетчик числа часов работы агрегата. С его помощью задают равномерную загрузку оборудования.
Перед включением основного оборудования необходимо сначала запустить вспомогательное.
2.6.5. Система подачи и подготовки сжатого воздуха
Данная система служит для питания устройств КИП, пневмоприводов и автоматики и входит в составную часть компрессорной. Для очистки воздуха используют специальные фильтры, а использование автоматический установок, к примеру, УОВБ-5, позволяет осушить этот воздух. Воздух, используемый в системе подачи и подготовки необходимо охладить до температуры + 30 °C. С целью предотвращения порчи приборов КИП и выхода из строя системы автоматики очистка и осушка воздуха осуществляется постоянно и бесперебойно.

насосных станций магистральный нефтепроводов, используются систему сглаживания волн давления типа Аркрон 1000. Для гашения волн давления часть потока нефти сбрасывают в специальную емкость. С целью регулирования скорости повышения давления (0,1-0,3 кг/см
2
·с) система сглаживания волн давления оснащена несколькими клапанами Флексфло [4].

3. Характеристика и обслуживание насоса НМ 10000-210.
3.1 Техническое обслуживание и виды ремонта
Применение систем ремонта и технологического обслуживания напрямую влияет на работоспособность этого оборудования и восстановление его основных характеристик.
Под комплексом взаимосвязанных норм и положений, которые описывают технологию проведения работ по ремонту и техническому обслуживанию подразумевают такое понятие, как система технического обслуживания и ремонта.
Самый малый объем работ включает в себя оперативный вид обслуживания, так как он включает в себя осмотр этого оборудование и определяет готовность дальнейшей его эксплуатации.
В то же время значительным объёмом работ выделяются периодические виды технического обжалования, потому что периодичность этих работ определяется регламентами, в которых указано четкая количество часов наработки агрегата. Целью этих периодических видов технического обслуживания является не только проверка исправности агрегатов, но и выполнения ряда работ, связанных, к примеру, с контролем состояния маслофильтров, выявление неисправностей в оборудовании и их устранение.
При обнаружении узлов не способных выполнять свои функции, эти агрегаты или ремонтируют, или заменяют на исправные.
Определить готовность оборудования к эксплуатации можно и с помощью их осмотра и измерения параметров этих агрегатов, не осуществляя при этом их разборку. В этом и заключается метод обслуживания по состоянию.
Для исправной работы и долгой эксплуатации магистральных насосов проводятся такие виды ремонтов, как: текущий, он же малый, средний, капитальный и аварийный.

Вид ремонта, являющийся минимальным по объему, обеспечивающий нормальную эксплуатацию НА до следующего планового ремонта, называется текущим ремонтом. Во время текущего ремонта производят устранение неисправностей путем ремонта отдельных частей, к которым в основном относятся быстроизнашиваемые детали, или заменой этих частей.
Помимо этого, при текущем ремонте выполняются регулировочные работы.
Данный вид ремонта выполняется персоналом объекта, на котором установлен агрегат, или ремонтными службами на месте эксплуатации НА.
Для проведения текущего ремонта нет нужды во вскрытии насоса.
Работами, заключающимися в восстановлении эксплуатационных характеристик агрегата, выполняя замену только поврежденных или изношенных частей, а также проверяя техническое состояние остальных частей агрегата, при этом устраняя обнаруженные дефекты, называются средним ремонтом. В свою очередь при проведении среднего ремонта необходимо осуществлять разборку насоса, но при этом демонтаж с фундамента не осуществляется. Если техническое состояние внутренних узлов во время среднего ремонта является неудовлетворительным, то проводится замена деталей и узлов, замена ротора. Извлеченный из насоса ротор транспортируется на специальное предприятие с целью проведения дефектоскопии вала, а также проведения ремонта ротора.
Технологическим процессом, включающим в себя дефектацию и полный разбор насосного агрегата, ремонт или замену всех его составных частей, последующую за этим сборку и проверку агрегата, а также регулировку и испытание, называют капитальным ремонтом. При проведении капитального ремонта необходимо использовать ремонтные документы, заключающиеся в руководствах по капитальному ремонту.
Конструкторские рабочие документы, основным назначением которых является подготовка ремонтного процесса, ремонта и контроля изделия после ремонта. Разработка этих документов проводится на изделия, не