Файл: Лекция 5,6 Разраб. Бритов М. А. Насосы Назначение и классификация насосов по принципу действия.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.01.2024
Просмотров: 221
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Следовательно, с целью предотвращения кавитации необходимо выполнить ряд условий:
1. Насос следует устанавливать как можно ближе к свободному уровню жидкости в приемном резервуаре и не допускать излишних гидравлических сопротивлений в нем.
2. Насос располагают по возможности ниже сводного уровня, т. е. делают Z1 отрицательной, особенно при перекачивании горячих жидкостей (насос должен работать с подпором).
3. Диаметр всасывающего трубопровода должен быть не слишком малым, чтобы скорость жидкости в нем была не более 0,8 – 2 м/с. Всасывающий трубопровод должен быть коротким, незагрязненный различными отложениями и должен иметь минимальное количество фасонных частей и арматуры.
4. Исключить образование воздушных мешков на всасывающем трубопроводе.
5. Изменить конструкцию первого рабочего колеса с целью уменьшения коэффициента быстроходности.
6. Число лопаток у первого рабочего колеса должно быть не более 6 – 8.
7. Недолжно быть резких изменений направления потока жидкости у входа в колесо и во всасывающем патрубке.
8. Входные кромки лопастей рабочего колеса должны быть гладкими и закругленными.
9. Необходимо применять насосы с входным направляющим аппаратом.
В паспорте насоса и каталогах указывается допустимая вакуумметрическая высота всасывания.
Классификация насосов по конструкции
Динамические: лопастные → центробежные
→ осевые
трения → вихревые
→ черпаковые
→ шнековые
→ дисковые
→ вибрационные
→ струйные
электромагнитные
Объемные: роторные → шестеренные
→ винтовые
возвратно-
поступательные → поршневые
→ плунжерные
→ диафрагменные
В нефтепереработке и нефтехимии наиболее распространенную группу составляют лопастные насосы. Из числа лопастных насосов на нефтеперерабатывающем заводе наибольшее применение имеют центробежные, из числа объемных – поршневые, шестеренные и винтовые.
Центробежные насосы
Центробежный насос – это машина динамического действия, принцип действия которой основан на взаимодействии потока перекачиваемой жидкости с лопатками рабочего колеса. Такие насосы являются наиболее распространенными для перекачки маловязких жидкостей.
Устройство и принцип действия центробежного насоса
Схема одноступенчатого центробежного насоса типа «К» с односторонним входом всасывания изображена на рис. 3.
Основными частями такого насоса являются: рабочее колесо поз.1, закрепленное на валу поз.2, полый спиральный корпус поз.3. Рабочее колесо закрытого типа состоит из двух дисков: переднего А и заднего Б, между которыми находятся лопатки в количестве 6 – 12 шт, изогнутые в сторону противоположную направлению вращения, т.е. рабочее колесо должно вращаться выпуклой стороной лопаток в направлении нагнетания.
Жидкость поступает к центру колеса через отверстие переднего диска (вдоль оси вращения колеса), а затем движется в направлении, указанном на рисунке стрелками. Разряжение, создаваемое при вращении рабочего колеса в воздушной среде, очень мало (0,1 – 0,2 м. вод. ст.) и недостаточно для подъема жидкости к насосу. Поэтому перед пуском насоса его корпус и всасывающий трубопровод должны быть заполнены жидкостью. Жидкость под действием центробежной силы от лопаток колеса устремляется от центра к его периферии. Поэтому на входе в насос образуется вакуум, за счет которого обеспечивается непрерывный подток жидкости к насосу по всасывающему трубопроводу. На выходе из рабочего колеса жидкость обладает значительно большей энергией, нежели на входе в него.
Скорость жидкости на выходе из рабочего колеса насоса колеблется в пределах 20 – 80 м/с, на выходе из насоса не превышает в среднем 1 – 1,5 м/с. Это достигается с помощью спирального корпуса. Большая часть кинетической энергии (энергии скорости) преобразуется в спиральной камере корпуса в потенциальную энергию (энергию давления). Вместо спиральной камеры может быть использованы другие расширяющие устройства, устанавливаемые на выходе из насоса. Таким образом рабочее колесо насоса служит для сообщения жидкости механической энергии, а корпус насоса для преобразования части кинетической энергии в потенциальную энергию давления и для обеспечения подвода жидкости к насосу и вывода из него.
Конструктивные схемы всех центробежных насосов принципиально аналогичны.
Насосы типа, изображенного на рис.3, называются консольными (тип К). У консольных насосов, вследствие разности давлений на диски рабочего колеса, возникают осевые нагрузки, которые иногда достигают величины, требующей установки специальных упорных устройств. В целях снижения осевой нагрузки и улучшения входа жидкости применяют рабочие колеса с двухсторонним всасыванием
- тип Д см. рис.4
Компоновка нескольких рабочих c последовательным их соединением в одном насосном агрегате позволяет получить напор, равный сумме напоров, создаваемых каждым из рабочих колес в отдельности. Такие насосы называются многоступенчатыми. Число ступеней у современных центробежных насосов достигает двенадцати, что позволяет получить напоры свыше 200 м. вод. ст. Однако, с увеличением числа ступеней, вследствие возрастания потерь внутри насоса, соразмерно уменьшается его общий коэффициент полезного действия.
В зависимости от величины создаваемого напора центробежные насосы различают:
низконапорные Н = 5 – 40 м. вод. ст.
средненапорные Н > 40 – 200 м. вод. ст.
высоконапорные Н > 200 м. вод. ст.
Центробежные насосы, преимуществами которых является непрерывность потока, небольшая занимаемая площадь и относительная простата конструкции, составляют основную часть насосного хозяйства НПЗ. По роду перекачиваемой жидкости центробежные насосы НПЗ подразделяются на:
нефтяные – для перекачки нефти и нефтепродуктов, сжиженных углеводородных газов;
химические – для перекачки химически активных жидкостей;
насосы общего назначения – для перекачки воды и других жидкостей.
На предприятие ООО ЛУКОЙЛ – Нижегороднефтеоргсинтез нефтяные насосы составляют подавляющую часть насосного парка. Насосы предназначены для перекачки нефти, нефтепродуктов, сжиженных углеводородных газов и других жидкостей , сходных с указанными по физическим свойствам и коррозионному воздействию на материал проточной части насосов. Перекачиваемая жидкость не должна содержать более 0,2 % твердых взвешенных частиц размером до 0,2 мм.
Насосы изготавливаются в различных климатических исполнениях и категориях и предназначены для работы на открытом воздухе и в помещениях, где возможно образование взрывоопасных смесей и газов. Привод насосов взрывобезопасного исполнения. Типы и основные параметры центробежных насосов определяются по ГОСТ 23447.
Важнейшие параметры, применяемые для характеристики
центробежных насосов
Q – подача, м3/ч;
Н – напор, м ст. ж.;
n – частота вращения вала, об/мин;
η – коэффициент полезного действия (к. п. д.), %;
N – мощность, потребляемая насосом, кВт;
Δh – кавитационный запас, м;
Δhдоп – допускаемый кавитационный запас, м;
ρ – плотность перекачиваемой жидкости, кг/м3.
Классификация нефтяных насосов по конструктивному признаку
К – консольный с подшипниковым кронштейном;
М – моноблочный ;
П – с плоским горизонтальным разъемом корпуса, спиральный;
Пс – с плоским горизонтальным разъемом корпуса, секционный;
Т – с торцевым фланцевым разъемом корпуса, спиральный;
Тс – с торцевым фланцевым разъемом корпуса, секционный.
Состав центробежной насосной установки ЦНУ:
→ насос
ЦНУ → фундамент
→ муфта
→ электродвигатель
→ т/п обвязки → т/п приема, нагнетания, байпасный
→ т/п охлаждающей жидкости
→ т/п уплотнительной жидкости
Обозначение центробежных нефтяных насосов
Пример 1: НК 65/35 – 240,
где Н – нефтяной; К – консольный; 65 м3/час – подача при роторе исполнения 1 ; 35 м3/час – подача при роторе исполнения 2; 240 – напор, м ст. ж. После напора в обозначении указывается: направление входного патрубка В – вертикальное; Г – горизонтальное; 1 или 2 вариант исполнения ротора; а или б – вариант диаметра рабочего колеса; С, Х, Н – материальное исполнение основных деталей насос; тип уплотнения вала; климатическое исполнение.
Пример 2: НК 65/ 35 – 240 Г 1а С ОП (полное обозначение),
где Н – нефтяной
К – консольный
65 – номинальная оптимальная подача, м3/ час
35 – минимальная оптимальная подача, м3/ час
240 – напор при оптимальных подачах, м ст. ж
Г – горизонтальное направление входного патрубка
1а – ротор наибольшей оптимальной подачи (65); рабочее колесо номинального
выходного диаметра
С – детали проточной части выполнены из углеродистой стали
ОП – тип торцевого уплотнения
Пример 3: НПС 65/35 – 500,
где Н – нефтяной С – секционный; далее аналогично.
П – с плоским разъемом корпуса
С – секционный и далее аналогично предыдущему примеру
Пример 4: 4 НК – 5 х 1,
где 4 – диаметр входного патрубка, уменьшенный в 25 раз
Н – нефтяной
К – консольный
5 – коэффициент удельной быстроходности, уменьшенный в 10 раз
1 – число ступеней
Обозначение герметичных электронасосов
Пример 1: ЦГ 6,3/ 12,5 а – К – 0,75 – 4 – У 2,
где Ц – центробежный
Г – герметичный
6,3 – подача, м3/ час
12,5 – напор, м ст. ж
а – исполнение рабочего колеса
К – исполнение деталей насоса по материалу
0,75 – мощность двигателя, кВт
4 – конструктивное исполнение в зависимости от температуры и давления
У – климатическое исполнение
2 – категория размещения
Пример 2: 1,5 ХГ – 6 – 2 б – К – 2,8 – 2 – У 2,
где 1,5 – диаметр патрубка, уменьшенный в 25 раз
Х - химический
Г – герметичный