Система разгрузки и охлаждения торцевых уплотнений
Устройства, уплотняющие выход вала насоса из корпуса как в процессе работы, так и при остановках агрегатов, находятся под воздействием динамического или статического напора. В основных насосах, перекачивающих нефть или нефтепродукты, величина напора в камерах уплотнений колеблется от двух—трех десятков до 700 -800 м.
При последовательном соединении насосов в первом насосе напор в камере уплотнения минимален, а в третьем максимален. Работа уплотнения под большим напором снижает надежность узла уплотнения. Поэтому для снижения напора в камерах уплотнения до допустимых значений предусматривают систему гидравлической разгрузки с отводом части перекачиваемой жидкости по специальному трубопроводу 4 (рис. 14) в зону пониженного давления.
Рис. 14. Традиционная система разгрузки и охлаждения концевых уплотнений вала насоса:
ВП — всасывающая полость; НП — нагнетательная полость
Рис. 15. Технологическая схема обвязки насосов промежуточной НПС
Обычно жидкость из линии разгрузки подают либо в резервуар сбора утечек, либо в коллектор насосной станции со стороны всасывания. Наличие постоянной циркуляции жидкости из полости всасывания насоса через щелевые уплотнения 1 и полость камеры 2 торцевого уплотнения 3обеспечивает не только снижение напора в камерах уплотнений, но и охлаждение деталей торцевого уплотнения. Отсутствие такой циркуляции контактных колец торцевого уплотнения может привести к нарушению режима работы торцевого уплотнения и даже к аварии.
На рис. 15 дана технологическая схема обвязки насосных агрегатов промежуточной насосной станции и системы разгрузки уплотнений вала при последовательном соединении основных насосов. Эта система получила название групповой и основным недостатком является снижение КПД установки из-за значительной величины перетока жидкости по линии разгрузки. Переток жидкости зависит от количества работающих насосов, развиваемых насосами напоров, состояния щелевых уплотнений и достигает нескольких десятков кубических метров в час.
С появлением торцевых уплотнений, обеспечивающих необходимую надежность работы насосного агрегата, при напорах в камере уплотнений до 500 — 800 м стало возможным от групповой системы разгрузки отказаться, а охлаждение торцевых уплотнении обеспечить путем создания циркуляции жидкости из полости нагнетаний насоса в полость всасывания насоса (рис. 16). Такая схема получила название индивидуальной системы охлаждения торцевых уплотнений.
Рис. 16. Индивидуальная схема охлаждения торцевых уплотнений «нагнетательная полость – камера уплотнений»
Объем постоянно циркулирующей жидкости заметно сокращается (2 — 4 м3/ч). Нагнетательную полость насоса соединяют с камерами уплотнений 2 трубопроводом 4 диаметром 14-16 мм. Жидкость при этом охлаждает торцевые уплотнения 3и через щелевые уплотнения 1проходит в полость всасывания насоса. Вентиль 5,устанавливаемый на выходе из нагнетательной полости, позволяет регулировать объем циркулирующей жидкости. Недостатком является некоторое снижение объемного КПД насоса и засорение вентиля и трубопроводов, обнаруженное при промышленном испытании этой системы.