Коршак А.А., Коробков Г.Е., Муфтахов Е.М. Нефтебазы и АЗС

Подождите немного. Документ загружается.

101

Значительно бóльший напор имеют многоступенчатые насосы.

Их отличительной особенностью является то, что на одном валу за-

креплено сразу несколько рабочих колес, через каждое из которых

перекачиваемая жидкость проходит последовательно. Для этого ис-

пользуются направляющие аппараты, задачей каждого из которых

является принять жидкость, выбрасываемую одним рабочим коле-

сом и направить ее на вход другого. Суммарный напор многосту-

пенчатого насоса складывается из напоров, создаваемых каждым

рабочим колесом, за вычетом потерь напора при движении жидкос-

ти между ними.

Рабочее колесо центробежных насосов может быть односторон-

него и двустороннего всасывания. В первом случае жидкость посту-

пает в рабочее колесо параллельно валу с одной стороны. Однако

при этом возникают дополнительные осевые усилия, что отрица-

тельно сказывается на работе подшипников, в которых вращается

вал. При двустороннем подводе жидкости данные осевые усилия

уравновешиваются. Отличительной особенностью рабочего колеса

двустороннего всасывания является то, что оно состоит не из двух,

как обычное, а из трех дисков.

Способность некоторых центробежных насосов к самовсасыва-

нию обеспечивается установкой в их корпусе дополнительного так

называемого вихревого колеса, а также применением специального

бачка, служащего для отделения паров из смеси, подаваемой вихре-

вым насосом.

На нефтебазах используются центробежные насосы, в основном,

типов НК, К, Н, НД.

Насосы типа НК (рис. 3.3) — центробежные, консольные, одно-

ступенчатые с рабочим колесом одностороннего входа — предна-

значаются для перекачки нефтепродуктов с температурой до 200 °С.

Рабочее колесо может иметь до пяти вариантов выходного диамет-

ра (варианты а, б, в, г, д).

Корпуса насосов НК рассчитаны на рабочее давление 1 МПа

(5НК-9х1, 6НК-9х1) и 1,6 МПа (4НК-5х1, 6НК-6х1).

Типоразмер насоса (например, 4НК-5х1) означает следующее:

первая цифра — диаметр входного патрубка, уменьшенный в 25 раз,

мм; Н — нефтяной; К — консольный; цифра после тире — коэффи-

циент быстроходности, уменьшенный в 10 раз; последняя цифра —

число ступеней.

102

Рис. 3.3. Продольный разрез насоса типа НК:

1 — муфта зубчатого типа; 2 — шарикоподшипник радиально-упорный; 3 — опорная стойка из чугуна; 4 — ради-

альный шарикоподшипник; 5 — вал насоса; 6 — нажимная втулка; 7 — защитная сложная гильза; 8 — эластичная

сальниковая набивка из пропитанных асбестовых колец; 9 — корпус насоса; 10 — гайка рабочего колеса; 11 —

крышка с входным патрубком; 12 — рабочее колесо; 13 — разгрузочное устройство

103

Насосы типа К — центробежные или горизонтальные с одним

или двумя рабочими колесами. Одноступенчатые насосы с подачей

до 250 м

/ч снабжены рабочим колесом с односторонним входом

жидкости. Насосы с большей подачей имеют рабочее колесо двусто-

роннего входа.

Каждый насос типа К может быть изготовлен с одним из двух ва-

риантов ротора и с рабочим колесом (или колесами) одного из че-

тырех наружных диаметров (варианты а, б, в и г).

Корпуса насосов (НК 65/35-70, НК 65/35-125, НК 200/120-70,

НК 200/120-120) рассчитаны на рабочее давление 4 МПа.

Типоразмер насоса означает: Н — нефтяной насос; К — консоль-

ный; число в числителе — подача (м

/ч) при роторе 1; число в знаме-

нателе — подача (м

/ч) при роторе 2; следующее число — напор, м.

Насосы типа Н — центробежные, двух- или четырехступенча-

тые, с рабочими колесами одностороннего входа жидкости, которые

могут иметь до четырех вариантов наружного диаметра (а, б, в и г).

Корпуса насосов рассчитаны на рабочее давление 1,6 МПа

(4Н-5х2); 2,5 МПа (4Н-5х4, 5Н-5х2, 6Н-7х2) и 4 МПа (5Н-5х4,

6Н-10х4).

Типоразмер насоса означает следующее: первая цифра — диа-

метр входного патрубка (в мм), уменьшенный в 25 раз; Н — нефтя-

ной; число после тире — коэффициент быстроходности, уменьшен-

ной в 10 раз; последняя цифра — число ступеней.

Насосы типа НД (рис. 3.4) имеют рабочие колеса с двусторон-

ним входом жидкости. Получили распространение насосы типов

8НД-6х1 и 8НД-9х2. Типоразмер насоса означает: первая цифра —

диаметр входного патрубка (в мм), уменьшенный в 25 раз; Н — неф-

тяной; Д — колеса двустороннего входа жидкости; цифра после

тире — коэффициент быстроходности, уменьшенный в 10 раз;

последняя цифра — число ступеней.

Технические характеристики насосов НК, К, Н, НД приведены

в табл. 3.1.

104

Рис. 3.4. Продольный разрез насоса типа 8нд-9х2:

1, 2 — верхняя и нижняя половины корпуса насоса; 3 — рабочие колеса насоса; 4 — вал насоса; 5 — переводная

труба; 6 — подшипники скольжения; 7 — корпус подшипников; 8 — радиально-упорные шарикоподшипники;

9 — пропитанные абсентовые уплотняющие кольца; 10 — сменные защитные гильзы; 11 — нажимные втулки;

12 — соединительная муфта зубчатого типа

105

Таблица 3.1 — Технические характеристики центробежных

насосов нефтебаз

Типоразмер

насоса

Параметры при номинальном режиме

Подача,

/ч

На-

пор, м

Частота

вращения

ротора,

об/мин

Допустимый

кавитацион-

ный запас,

КПД,

4НК-5х1 50 60

2950

4,1 60

5НК-5х1 90 100 7,1 61

5НК-9х1 90 47 3,4 69

6НК-6х1 110 119 6,9 62

6НК-9х1 120 65 6,1 74

НК-65/35 65/35 70 3,1 65/57

НК-65/35-125 65/35 125 3,1 53/47

НК200/120-70 200/120 70 5/4 72

НК200/120-120 200/120 120 5/4 68/64

4Н-5х2 53 108 4,1 71

4Н-5х4 62 212 4,6 60

5Н-5х2 100 182 8,0 64

5Н-5х4 98 320 7,8 58

6Н-7х2 149 200 6,2 66

6Н-10х4 190 240 7,5 70

8НД-6х1 202 100 7 66

8НД-9х2 210 129 — 70

Поршневые насосы

Поршневые насосы относятся к группе объемных, отличитель-

ными особенностями которых являются следующие:

1) приемная труба всегда герметически отделена от напорной трубы;

2) количество жидкости, подаваемой в единицу времени (подача),

зависит только от геометрических размеров насоса и частоты пе-

ремещения его рабочего органа, но не зависит от развиваемого

насосом напора;

3) развиваемый напор ограничивается только прочностью деталей

насоса и мощностью двигателя, приводящего его в действие;

4) подача жидкости неравномерная.

106

Поршневые насосы классифицируются:

— по роду действия (одинарного, двойного или дифференциально-

го);

— по количеству цилиндров (одноцилиндровые и многоцилиндро-

вые);

— по типу привода (приводные или прямодействующие).

По роду действия поршневые насосы разделяются на насосы:

1) одинарного (простого) действия;

2) двойного действия;

3) дифференциальные.

Принципиальная схема насоса одинарного действия приведена

на рис. 3.5. Работает он следующим образом. При нахождении кри-

вошипа 9 в III и IV квадрантах окружности крейцкопф 7 движет-

ся вправо. Соответственно вправо движется и связанный с крейц-

копфом с помощью штока 6 поршень 5. Увеличение объема рабочей

камеры А приводит к созданию разряжения в ней, и жидкость, от-

качиваемая из емкости 1 по всасывающему трубопроводу 2 через

всасывающий клапан 3 поступает в цилиндр 4 поршневого насоса.

При нахождении кривошипа 9 в I и II квадрантах окружности

крейцкопф 7 и поршень 5 движутся влево. Это приводит к увеличе-

нию давления в камере А и клапан 3 закрывается, но открывается

нагнетательный клапан 10, после чего жидкость из камеры А посту-

пает в напорный трубопровод 11.

Для контроля за работой установки служат вакуумметр 12 и ма-

нометр 13.

Рис. 3.5. Принципиальная схема насосной установки на базе поршневого насоса:

1 — опорожняемая емкость; 2 — всасывающий трубопровод; 3 — вса-

сывающий клапан; 4 — цилиндр насоса; 5 — поршень; 6 — шток; 7 —

крейцкопф; 8 — шатун; 9 — кривошип; 10 — нагнетательный клапан;

11 — напорный трубопровод; 12 — вакуумметр; 13 — манометр

107

Насос двойного действия отличается тем, что в камере Б также

имеются всасывающий и нагнетательный клапаны с соответствую-

щими трубопроводами. Поэтому такой насос за один полный обо-

рот кривошипа дважды всасывает жидкость и дважды ее нагнетает.

У дифференциального насоса второго всасывающего клапана нет,

а вместо второго нагнетательного клапана выполнено отверстие.

В результате при ходе поршня влево в напорный трубопровод пода-

ется только часть жидкости, а другая часть — заполняет камеру Б.

При последующем ходе поршня вправо, одновременно с заполнени-

ем камеры А происходит вытеснение в напорный трубопровод жид-

кости из камеры Б. Тем самым достигается определенное выравни-

вание подачи поршневого насоса.

Дополнительное выравнивание подачи достигается применени-

ем многоцилиндровых поршневых насосов. В этом случае криво-

шипы разных цилиндров смещены относительно друг друга на угол

360°/n

, где n

— количество цилиндров.

По типу привода различают приводные и прямодействующие

поршневые насосы.

Поршневые приводные насосы имеют горизонтальное либо

вертикальное расположение цилиндров, бывают одно- или мно-

гоцилиндровыми, снабжены дисковыми или скалчатыми порш-

нями. У приводных насосов вращение вала двигателя с помощью

кривошипно-шатунного механизма преобразуется в возвратно-по-

ступательное движение насосных поршней. Между валом двигате-

ля и коленчатым валом приводного поршневого насоса, как прави-

ло, монтируется клиноременная, зубчатая или червячная передача,

либо устанавливается редуктор.

Продольный разрез приводного поршневого насоса П-75 приве-

ден на рис. 3.6.

Поршневые прямодействующие (паровые) насосы приводят-

ся в действие от паровой машины. При этом паровой и гидравличес-

кий поршни монтируются на одном штоке, благодаря чему усилие

от давления пара на паровой поршень передается непосредственно

на поршень гидравлический. Оба поршня и шток благодаря золот-

никовой парораспределительной системе совершают возвратно-по-

ступательное движение (кривошипный механизм отсутствует).

108

Рис. 3.6. Продольный разрез электроприводного поршневого насоса П-85/8

109

Поэтому прямодействующие насосы имеют более равномерную

(по сравнению с приводными) подачу и иногда отпадает необходи-

мость установки воздушных колпаков, что является большим преи-

муществом.

На рис. 3.7 приведены разрезы поршневых прямодействующих

насосов В-2 и БНП. Насос В-2 (рис. 3.7а) — двухцилиндровый двой-

ного действия предназначен для перекачки холодных нефтепродук-

тов и воды. Паровые цилиндры, средники и гидравлическая часть

отлиты из чугуна в общем блоке. Гидравлическая часть насосов

В-2 имеет плунжеры, работающие на внутренних сальниках. Насос

БНП (рис. 3.7б) отличается тем, что его поршни работают во втул-

ках, запрессованных в цилиндры.

Рис. 3.7. Продольный разрез насосов В-2 (а) и БНП (б)

110

В каждой из четырех рабочих камер гидравлической части на-

сосов имеется по одному всасывающему и одному нагнетательно-

му клапану. Парораспределение осуществляется двумя золотника-

ми, связанными рычажным механизмом со штоком насоса.

По расходу пара прямодействующие насосы очень неэкономич-

ны. Поэтому на нефтебазах следует использовать отработанный пар

для других технологических нужд или хозяйственно-бытовых це-

лей.

Сведения о параметрах работы некоторых поршневых насосов

приведены в табл. 3.2.

Таблица 3.2 — Техническая характеристика некоторых

поршневых насосов нефтебаз

Марка насоса ЭНП-7 П-80/10 П-85/8 ЭНП-25/2,5

Подача, м

/ч 78 80 85 25

Давление нагнетания, МПа 0,5…1 1 0,8 0,25

Высота всасывания, м 5,5 5 5 —

Сравнительные эксплуатационные показатели центробежных

и поршневых насосов приведены в табл. 3.3.

Таблица 3.3 — Основные сравнительные эксплуатационные

показатели насосов

Центробежные насосы Поршневые приводные насосы

Мгновенная подача насоса при не-

изменной частоте вращения посто-

янна (равно мерность подачи)

Мгновенная подача насоса непре-

рывно изменяется даже при посто-

янной частоте вращения (неравно-

мерная пульсирующая подача)

Максимальный напор, который на-

сос способен развить при нали-

чии достаточно мощного двигателя,

определяется диаметром рабоче-

го колеса и частотой вращения и не

может превосходить определенной

этими параметрами величины

Максимальный напор, который на-

сос способен развить при нали-

чии достаточно мощного двигателя,

ограничивается только прочностью

корпуса и поршневой группы, ти-

пом и конструкцией уплотняющих

устройств

Сравнительно небольшие габарит-

ные размеры и масса при большой

подаче

Большие габаритные размеры

и масса при большой подаче