Вопрос 2.19. Эксплуатация центробежных насосов

В процессе работы насоса необходимо систематически проверять нагрев подшипников и сальников насоса, а также давление по мано­ метру и следить за приборами, показывающими поступление масла ^и воды для охлаждения. Система охлаждения должна обеспечить тем­ пературу подшипников, не превышающую 60° С.

- 6 5 -

Следует следить за тем, чтобы уровень жидкости отвечал требуе­ мой высоте всасывания или подпора насоса, особенно при пуске или прогреве агрегата. При остановке насоса необходимо медленно зак­ рыть задвижку на напорном трубопроводе и выключить двигатель. После охлаждения насоса (горячего) нужно закрыть все вентили, подводящие масло и воду для охлаждения, а также закрыть краны у манометров.

Если насос останавливают на длительное время, рабочие колеса, уплотняющие кольца, защитные гильзы вала, втулки и все обтекаемые жидкостью детали следует смазать, а сальниковую набивку вынуть.

Узлами центробежного насоса, определяющими продолжитель­ ность его бесперебойной работы, являются сальники и подшипники, поэтому их монтажу и уходу за ними необходимо уделять особое вни­ мание. При нагреве сальника следует несколько раз включить и вык­ лючить насос, пока не просочится масло через набивку. Если масло не появится, то это означает, что сальник слишком туго набит, и его нуж­ но ослабить. Нагрев подшипников, прекращение поступления смазки, вибрация или ненормальный шум свидетельствуют о неполадках

в насосе; последний должен быть немедленно остановлен для осмотра

и устранения причин, вызывающих ненормальную его работу.

При помощи насосов на нефтепромыслах перекачивают нефть из резервуаров сборных установок, буферных и участковых нефтесбор-ных пунктов и сборных общепромысловых и товарных парков, а так­ же их используют для внутренней перекачки на деэмульсационных и стабилизационных установках.

Для этого сооружают насосные станции, отличающиеся друг от дру­ га количеством и производительностью насосов, а также общими разме­ рами зданий. Для сборных установок и участковых пунктов специаль­ ных зданий насосных станций обычно не сооружают, а насосы монтиру­ ют на металлических передвижных основаниях - салазках и защищают от атмосферных влияний капотом с жалюзийными решетками.

Для общепромысловых и товарных парков применяют мощные насосы и сооружают специальные здания. Выбор производительнос­ ти, типа и количества насосов зависит от количества перекачиваемой жидкости, ее вязкости, числа часов работы в сутки и вида энергии для двигателя.

Наиболее широко применяют на нефтепромыслах центробежные насосы, как более экономичные и удобные в обслуживании. Но об­ ласть их применения ограничена, так как КПД насоса с увеличением вязкости нефти резко снижается.

В качестве привода обычно применяют электродвигатели и толь­ ко при отсутствии электроэнергии пользуются двигателями внутрен­ него сгорания.

Насосную станцию следует располагать так, чтобы был обеспе­ чен самотек от резервуаров к насосам. Это особенно важно для цен-

- 6 6 -

- 6 7 -

опоры вала 7. Вал насоса соединяется с приводящим двигателем с помощью муфты 5. Жидкость поступает в подвод насоса и переме­ щается рабочим колесом в отвод, который соединен с нагнетатель­ ным трубопроводом.

Рабочее колесо в большинстве насосов состоит из следующих ча­ стей: ступицы, переднего и заднего дисков и лопастей. Вращение вала насоса передается закрепленной на нем ступице и соединенному со ступицей заднему диску, а затем лопастям и переднему диску рабоче­ го колеса.

Как видно, такой тип рабочего колеса аналогичен по своей конст­ рукции колесу консольного насоса (см. рис. 2.17.), которое имеет два уплотнения (на переднем и заднем диске). Уплотнение на заднем дис­ ке колеса и разгрузочные отверстия позволяют уменьшить осевое давление, действующее на колесо.

В насосах многих типов применяется, как отмечалось выше, вза­ имно противоположное расположение рабочих колес, при котором в насосе имеются два подвеса и один отвод.

Такая конструкция центробежных насосов полностью исключает осевое давление. Они предназначены для подачи больших количеств жидкости. Применяются рабочие колеса с одним диском (полуотк­ рытые) и без дисков (открытые). В полуоткрытых и открытых рабо­ чих колесах существенно уменьшены потери мощности на дисковое трение. Такие насосы имеют несколько меньшие осевые габаритные размеры, чем насосы с обычными рабочими колесами. Такая конст­ рукция дает преимущества, например, в многоступенчатых скважин-ных насосах, где число ступеней достигает нескольких сотен, и умень­ шение длины насоса приобретает большое значение. Отводы насосов могут быть спиральными и лопаточными.

Рис 2.17. Консольный насос

- 6 8 -

В многоступенчатых насосах отвод переходит в канал, подводя­ щий жидкость к следующему рабочему колесу. Отвод при этом мо­ жет быть кольцевым и с непрерывной лопаточной системой. Лопа­ точный отвод, а в многоступенчатом насосе узел отвода и подвода часто называется направляющим аппаратом.

Уплотнения в насосе.Уплотнения в насосе предназначаются дляпредотвращения утечек жидкости или проникновения воздуха в по­ лости всасывания насоса, уменьшения утечек жидкости в зазорах между рабочим колесом и корпусом, отводом или направляющим аппаратом насоса и предотвращения утечек жидкости в месте уплот­ нения вала.

В консольном насосе проникновение воздуха на его вход возмож­ но только через соединение входа с подводящим трубопроводом.

В этом месте применяются различные уплотнения (во фланцевом со­ единении уплотнительные кольца, прокладки и др.). В насосе с вы­ носными опорами устанавливаются уплотнения по вращающемуся валу. Применяются в основном уплотнительные устройства двух ти­ пов: сальники с уплотнениями из мягкого материала и торцевые уп­ лотнения.

Сальник (рис. 2.18, а) состоит из упругой набивки 1 и грундбуксы 2, поджимающей набивку. Грундбукса подтягивается обычно двумя гай­ ками, навинчивающимися на шпильки, которые ввинчены в корпус насоса (см. рис. 2.17.). Сальники, устанавливаемые на входе насоса, часто имеют полое кольцо (фонарь), к которому подается заградитель­ ная жидкость под небольшим давлением. В результате создается до­ полнительное препятствие попаданию воздуха на вход насоса.

В сальниках на выходе насоса иногда устанавливаются полые кольца для подвода охлаждающей или смазывающей жидкости или задержки и отвода подаваемых насосом токсичных или огнеопасных жидкостей.

Упругая набивка сальника прижимается к валу с большим усиле­ нием. Это вызывает нагрев и износ вала и набивки. Поэтому при под­ тягивании грундбуксы не следует прикладывать чрезмерное усилие, но в то же время необходимо поджимать набивку регулярно.

Упругая набивка обычно изготавливается из хлопчатобумажного шнура, пропитанного графитом и жиром. При высоких температурах применяется асбестовый шнур и другие специальные набивки. Упру­ гая набивка сальника иногда чередуется с кольцами из антифрикци­ онного металла которые применяются для отвода теплоты от вала, а в некоторых случаях для лучшей его центровки. Для предохране­ ния вала от износа на него обычно надевается втулка.

Широкое распространение получили торцевые уплотнения (рис. 2-18, б), состоящие из неподвижного кольца 1, закрепленного в корпусе

- 6 9 -

Рис. 2.18. Сальниковое (я) и торцевое (б) уплотнения

насоса, и кольца 2, вращающегося с валом. Кольцо 2 прижимается к кольцу 1 пружиной 3, которая может располагаться и в неподвиж­ ных деталях. При применении заградительной жидкости, последняя подводится между двумя торцевыми уплотнениями. Давление на плоскости соприкосновения колец составляет 0,08-0,15 МПа. Коль­ ца изготавливаются из износоустойчивых материалов (бронза, нержа­ веющая сталь, керамика, твердые сплавы, обработанный для получе­ ния повышенной твердости графит) и отличаются высокой точнос­ тью размеров и чистотой обработки поверхностей. Торцевые уплот­ нения применяются, в частности, в нефтяных магистральных насо­ сах, подающих нефть и нефтепродукты с температурой от -15 до +80 °С и содержанием механических примесей по объему не более 0,2 %. Тор­ цевые уплотнения обеспечивают герметичность в месте выхода вала из корпуса насоса. К материалам пар трения торцевых уплотнений

- 7 0 -

предъявляются следующие требования: стойкость к воздействию по­ даваемой среды (потери по массе за 60 сут. не более 0,01 %), непрони­ цаемость для подаваемой среды, отсутствие схватывания и заедания в момент пуска насоса, фрикционная теплостойкость (наработка до появления первой трещины не менее 3000 ч), значение коэффициен­ та трения на контакте не более 0,1. Средняя наработка на отказ тор­ цевых уплотнений нефтяных магистральных насосов составляет 10000 ч.