Насосы типа НА и НВ

Насосы вертикального исполнения типа НА и НВ предназначены для откачки из заглубленных резервуаров нефтепродуктов (насосы типа НА) и дренажных жидкостей (насосы типа НВ) температурой не более 80^оС с плотностью не выше 1100 кг/м³. Конструкция погружной части насосов типа НА аналогична насосам типа НВ.

Насос типа НВ (рис.2.9) вертикального исполнения состоит из приемного патрубка 1, вертикального вала 5, четырех рабочих колес 3 и четырех направляющих аппаратов 4. Напорная камера 6 присоединяется к насосной части и поддерживающей колонне 8. К фланцу патрубка напорной камеры присоединяется напорный трубопровод. Промежуточный вал 10 насоса состоит из нескольких частей, соединяемых резьбовыми муфтами 9 с левой резьбой. Поддерживающая колонна 8 состоит из нескольких трубных секций, число которых зависит от положения емкости, из которой должна откачиваться жидкость. В верхней секции расположена камера уплотнения вала. В середину камеры к уплотнению 12 подводится затворная жидкость.

В каждом стыке трубных секций устанавливаются направляющие подшипники 11 промежуточного вала. Поддерживающая колонна присоединяется к опорной стойке 13, на верхний фланец которой устанавливается электродвигатель. В опорной стойке размещены два радиально-упорных шарикоподшипника 14. Смазка подшипников - консистентная.

Рис. 2.9. Вертикальный насос типа НВ:

1 – приемный патрубок; 2 – упорный подшипник; 3 – рабочее колесо; 4 – направляющий аппарат; 5 – вал; 6 – напорная камера; 7, 11 – направляющие подшипники; 8 – колонна; 9 – муфта; 10 – промежуточный вал; 12 – уплотнение вала; 13 – опорная стойка; 14 – подшипники.

Валы насоса и электродвигателя соединены втулочно-пальцевой муфтой. Конструктивно насос типа НВ отличается от насоса типа НА тем, что над насосной частью установлена напорная камера 6, к боковому фланцу которой присоединен отдельный напорный трубопровод для транспортирования откачиваемой жидкости. Изменена конструкция опорной стойки, где отсутствует выходной патрубок.

Таблица 2.8.Технические характеристики вертикальных насосов типа НА и НВ

Таблица 2.9..Габаритные размеры и масса насосов типа НА и НВ

В зависимости от требуемой глубины спуска насоса в заглубленный резервуар насосы типа НА поставляют с числом секций напорной колонки от 1 до 7. насосы типа НВ поставляют в зависимости от числа секций, оговоренных в варианте исполнения насоса по длине.

Условное обозначение насосов типа НА и НВ означает: первые цифры - внутренний диаметр входного патрубка, уменьшенный в 25 раз, мм; Н – нефтяной; А – артезианский; В – вертикальный. Цифры после букв - первая означает коэффициент быстроходности, уменьшенный в 10 раз; вторая - число ступеней насоса.

На НПЗ эксплуатируются также центробежные насосы нормального ряда, выпускавшиеся по нормали Министерства нефтяной промышленности Н521-57: НК (нефтяной консольный), НГК (нефтяной консольный горячий), Н (нефтяной), НГ (нефтяной горячий), НД (нефтяной, с двухсторонним вводом сырья), НГД (нефтяной горячий, с двухсторонним вводом сырья).

Конструкция корпуса центробежного насоса определяется в основном температурой, давлением и физико-химическими свойствами перекачиваемой жидкости.

Для перекачки холодных нефтепродуктов используют многоступенчатые насосы, корпус которых выполнен из чугуна. Всасывающий и нагнетательный патрубки размещены в нижней половине корпуса, что дает возможность разбирать насос, не отсоединяя трубопроводы. Корпус насоса состоит из двух половин – верхней и нижней, имеющих разъем в горизонтальной плоскости.

Рабочие колеса насажены на вал, который вращается в двух подшипниках. Рабочие колеса уравновешены гидравлически. Осевое усилие воспринимается радиально-упругими подшипниками, установленными в корпусе.

Вал и корпус насоса уплотняются сальниками с эластичной набивкой из пропитанных асбестовых колец, которые по мере износа подтягиваются нажимной втулкой. Вал насоса в пределах сальников защищен сменной втулкой. Для соединения первой и второй ступеней насоса служит переводная труба.

Для уменьшения гидростатического давления на сальник, находящийся на стороне нагнетания, предусмотрено разгрузочное устройство в виде лабиринтного уплотнения и отводящей трубки.

При температуре выше 200^оС трудно обеспечить герметичность в плоскости горизонтального разъема корпуса. Поэтому горячие насосы имеют двойной корпус. Внешний корпус – кованный или литой, изготовлен из высоколегированной стали и имеющий фланцевый разъем в вертикальной плоскости. Внутренний литой корпус с проточной частью имеет горизонтальный разъем или собирается из секций. При изменении температуры оба корпуса могут удлиняться независимо.

Чтобы исключить возможность возникновения пожара и взрыва при перекачке нефтепродуктов при температурах до 400^оС, сальники и стыки корпуса горячего насоса должны бать герметичными. Сальники и подшипники горячих насосов дополнительно охлаждаются водой под давлением 0,15 МПа, а в корпус сальника подводится уплотнительная охлажденная жидкость (масло) под давлением р = р _{сальника} + 0,15 МПа. Для перекачки сжиженных углеводородных газов применяют центробежные насосы, конструкция которых аналогична конструкции насосов для холодных нефтепродуктов. Сжиженные углеводородные газы поступают в насос под давлением около 2,0 МПа; в насосе давление газов увеличивается в несколько раз. Поэтому особое внимание должно быть уделено конструкции сальниковых устройств. Сальники должны быть герметичными. В табл. 11-1 приведены характеристики горячих насосов для перекачки нефтепродуктов с температурой до 400 ^оС.

Сжиженные газы, просачивающиеся через сальники наружу, быстро испаряются, что приводит к значительному охлаждению и обмерзанию сальника, а также к загазованности насосного помещения. Жидкость, проникающая в сальник, отводят по линии, соединенной со всасывающей линией насоса, а в фонарь сальника подают уплотнительную жидкость. В рубашку сальника подают периодически горячую воду, чтобы предотвратить обмерзание сальника.

Для герметизации вала насоса используют одинарные или двойные торцовые уплотнения. Одинарные торцовые уплотнения применяются при работе под давлением до 2,5 МПа и под вакуумом.

Таблица 11-1 Характеристики горячих насосов для перекачки нефтепродуктов с температурой до 400 ^оС

Таблица 11-2. Характеристика центробежных насосов для перекачки сжиженных газов

Сальники с мягкой набивкой.Для уплотнения валов центробежных нефтяных насосов применяют сальники с мягкой набивкой из различных материалов. На рис. 2.5. приведена конструкция сальника с мягкой набивкой и с рубашкой для охлаждения.

Рис. 2.5. Сальниковое уплотнение с мягкой набивкой центробежного нефтяного насоса:

а – тупиковая схема; б – циркуляционная схема; 1 – ввод уплотнительной жидкости; 11 – вывод уплотнительной жидкости; 111 – ввод воды;; 1У – вывод воды; 1 – корпус насоса; 2 - нажимная втулка; 3 – защитная втулка; 4 - фонарь; 5 – набивка; 6 – вал;; 7 – грундбукса; 8 – канал для охлаждающей жидкости.

В камере сальника находится эластичная набивка 5, состоящая из разрезанных колец. В среднюю часть набивки устанавливают специальное полое кольцо 4 (фонарь), имеющее радиально расположенные отверстия. В основании сальниковой камеры со стороны проточной части насоса расположена грундбукса 7, зазор между которой и защитной гильзой 3, предохраняющей вал 6 от износа, составляет 0,2-0,3 мм.

Уплотнение между защитной гильзой вала и корпусом насоса достигается поджатием эластичной набивки 5 нажимной втулкой 2. Для отвода тепла, выделяющегося при трении набивки о гильзу вала, в корпусе насоса 1 предусмотрены каналы 8 вокруг сальника для ввода охлаждающей воды (рубашка сальника).

Температура уплотнительной жидкости на входе достигает 35^оС и на выходе 50^оС.

Тупиковую схему подачи уплотнительной жидкости применяют для перекачки холодных нефтепродуктов, кислот и щелочей. Циркуляционную схему рекомендуется применять для перекачки горячих нефтепродуктов и сжиженных углеводородных газов.

Торцовые уплотнения центробежных насосов.Уплотнения этого вида рекомендуется применять при перекачке сжиженных углеводородных газов и легких нефтепродуктов, когда сальниковые уплотнения с мягкой набивкой не обеспечивают полной герметичности.

Рис. 2.6. .Одинарное торцовое уплотнение:

1, 11 - ввод и вывод воды; 111, 1У - ввод и вывод уплотнительной жидкости; 1 - нажимная гайка; 2 – гильза вала; 3, 7, 12 – уплотняющие кольца; 4 – крышка; 5 – штуцер; 6 – вращающаяся втулка; 8 – нажимная втулка; 9 – пружина; 10 – шпонка; 11 – упорная втулка; 13 - неподвижная втулка; 14 – специальный винт.

Торцовые уплотнения могут быть одинарными (рис.2.6) и двойными. При одинарном уплотнении с внешней стороны насоса сальниковая камера изолирована крышкой 4, которая на прокладке крепится шпильками и гайками к корпусу. В крышке установлена неподвижная втулка 13. Через штуцер 5 подводится вода для охлаждения. Уплотняющее кольцо 3 предотвращает утечку охлаждающей воды наружу. Вращающиеся детали торцового уплотнения установлены на гильзе, которая крепится к валу на резьбе. Чтобы предотвратить проникновение перекачиваемого нефтепродукта вдоль вала наружу, используют уплотняющее кольцо 12, которое поджимается гайкой 1. Втулка 6 приводится во вращение нажимной втулкой 8, которую специальными винтами 14 вводят в пазы вращающейся втулки 6. Нажимная втулка связана с гильзой вала шпонкой 10, которая позволяет нажимной втулке свободно перемещаться вдоль вала. Усилие пружины 9 предается через нажимную втулку и уплотняющее кольцо 7 вращающейся втулке 6.

Тщательно притертые торцевые поверхности вращающейся 6 и неподвижной 13 втулок постоянно находятся в контакте, обеспечивая герметичность сальника. Эластичное уплотняющее кольцо 12 предотвращает утечку жидкости через зазор между гильзой и вращающейся втулкой и позволяет втулкам перемещаться одна относительно другой в радиальном направлении.

Одинарные торцовое уплотнение обычно работает без уплотнительной жидкости. Охлаждение и смазка трущихся торцов вращающейся и неподвижной втулок осуществляется перекачиваемым нефтепродуктом. В крышку уплотнения подается охлаждающая вода.

Неподвижная втулка торцового уплотнения выполнена из антифрикционной бронзы или графита, уплотняющие кольца – из бензомаслостойкой резины, остальные детали из различных сталей в зависимости от коррозионных свойств перекачиваемого нефтепродукта.В двойном торцовом уплотнении (см. рис. 2.6) герметичность между валом и корпусом обеспечивается двумя трущимися торцовыми поверхностями вращающихся 6, 13 и неподвижных 12, 17 втулок. Усилия пружины 9 и от давления уплотнительного масла, циркулирующего через камеру торцового уплотнения, передается через нажимные втулки 8, 15 вращающимся втулкам 6,13

Уплотнительная жидкость (масло) 0хлаждает и смазывает трущиеся торцы вращающихся и неподвижных втулок. Давление циркулирующего масла в камере торцового уплотнения на 0,05-0,15 МПа превышает давление перекачиваемого нефтепродукта перед камерой уплотнения. Перепад давлений поддерживается автоматически регулятором давления.

Рис. 2.6.. Двойное торцовое уплотнение

1 – ввод воды; 11 – вывод воды; 111 – ввод уплотнительной жидкости; 1У - -вывод уплотнительной жидкости; 1, 8, 15 – нажимные втулки; 2 – гильза вала; 3, 7, 14, 18 – уплотняющие кольца; 4 – крышка; 5 – штуцер; 6, 13 – вращающаяся втулка; 9 – пружина; 10 – шпонка; 11 – упорная втулка; 12, 17 – неподвижная втулка; 16 – специальный винт.