Конструктивные особенности насосов коррозионностойкого исполнения
Износостойкие и коррозионно-стойкие насосы имеют ряд особенностей:
– применяются двухопорные ступени;
– в качестве материала рабочих органов используется чугун аустенитный модифицированный 4Н16Д7ГХШ тип а «нирезист» (ТУ 26-06-1305-95);
– установлены промежуточные радиальные подшипники. В концевых и промежуточных подшипниках используются пары трения из силицирован-ного графита, карбида кремния, твердого сплава типа ВК-8 или др.;
– осевая опора вала секции изготавливается из износостойкого материала (силицированный графит СГ-П или карбид кремния). Существуют конструкции насосов без осевой опоры вала.
Ступени насоса
Рабочие органы насоса – ступени (СН) – выполняются с цилиндрическими (ЦЛ) и с наклонно-цилиндрическими (НЦЛ) лопатками (рис. 3).
Ступени с ЦЛ применяются на номинальные подачи до 125 м3/сут (включительно) в насосах с наружным диаметром 86 и 92 мм, до 160 м3/сут в насосах с диаметром 103 мм и до 250 м3/сут в насосах с диаметром 114 мм.
Ступени с НЦЛ применяются в насосах с большей подачей. В области своего применения ступени с НЦЛ имеют более высокий КПД и более чем в 1,5 раза увеличенную подачу, чем ступени с ЦЛ в тех же диаметральных габаритах. Наружный диаметр ступеней – 70, 80, 90 и 100 мм.
Ступени размещаются в расточке цилиндрического корпуса каждой секции. В одной секции насоса может размещаться от 39 до 200 ступеней в зависимости от их монтажной высоты. Максимальное количество ступеней в насосах достигает 400 штук.
Конструктивно ступени изготавливают с одноопорной и двухопорной конструкцией (рис. 4б). Двухопорная конструкция ступени имеет, по сравне-
Справочник мастера по добыче нефти, газа и конденсата
нию с одноопорной ступенью, повышенный ресурс индивидуальной нижней пяты ступени, более надежную изоляцию вала от абразивной и коррозионно-агрессивной протекающей жидкости, увеличенный ресурс работы и большую жесткость вала насоса из-за увеличенных осевых длин межступенчатых уплотнений, служащих в ЭЦН помимо уплотнения дополнительными радиальными подшипниками.
Рис. 3. Ступень лопастного насоса:
1 – направляющий аппарат; 2, 4 – безлопаточные кольцевые камеры; 3 – рабочее колесо
Рис. 4. Конструкция ступени:
a) ступень с разгруженными рабочими колесами; б) ступень двухопорной конструкции
Для возможности сборки ЭЦН с таким количеством ступеней и разгрузки вала от осевой силы применяется плавающее рабочее колесо. Рабочее колесо в насосе не фиксируется на валу в осевом направлении и удерживается от проворота призматической шпонкой. Колесо может свободно перемещаться в осевом направлении в промежутке, ограниченном опорными поверхностями направляющих аппаратов.
Колесо опирается на индивидуальную для каждой СН осевую опору, состоящую из опорного бурта направляющего аппарата предыдущей ступени и антифрикционной износостойкой шайбы, запрессованной в расточку рабочего колеса; при этом утечка через переднее уплотнение колеса практически равна нулю. Но механический КПД ступени с плавающим рабочим колером снижается из-за потерь трения в нижней опоре колеса. Величина этих потерь в первом приближении пропорциональна осевой силе, действующей на рабочее колесо ступени.
Характеристика ступени насоса представлена на рисунке 5.
Рис. 5. Характеристика ступени:
1 – относительный КПД (η); 2 – относительный напор (Н);
3 – относительная осевая сила (РОС); 4 – относительная мощность (N);
q – относительная подача; Q – фактическая подача;
QOПT – оптимальная подача, соответствующая максимальному КПД
При нарушении правил эксплуатации – установлении рабочего режима регулированием подачи от открытой задвижки – всплывшее рабочее колесо может не опускаться в свое нижнее положение и продолжительное время будет работать на своей верхней пяте.
Условия трения в верхней пяте рабочего колеса менее благоприятные, чем условия трения нижней пяты, из-за меньшего перепада давления в пяте и, следовательно, худшей смазки поверхности трения.
Износ поверхности каналов СН, контактирующих с потоком жидкости, возникает в случае применения СН для перекачивания жидкостей, содержащих механические примеси, твердость которых превышает твердость материалов СН.
Справочник мастера по добыче нефти, газа и конденсата
В насосах типа ЭЦН и ЭЦНК используются ступени с одними и теми же проточными частями. Ступени в насосах разных исполнений отличаются друг от друга материалами рабочих органов, пар трения и некоторыми конструктивными элементами.
Дата добавления: 2016-06-18; просмотров: 3095;