Насосами називаються гідравлічні машини, які служать для перекачування рідин. За допомогою насосів нафтопродукти транспортуються при прийомі, відпустці і внутрішньобазовими перекачування.
На нафтобазах застосовують головним чином відцентрові, поршневі і шестеренні насоси.
Конструктивно вони являють собою корпус, усередині якого обертається закріплене на валу робоче колесо (або кілька коліс). Остання складається з дисків, між якими знаходяться лопатки, загнуті в бік, зворотний напрямку обертання. Відцентрові насоси класифікуються:
■ за кількістю робочих коліс (одноступінчаті або багатоступінчасті);
■ по конструкції робочого колеса (одностороннього або двостороннього всмоктування);
■ за здатністю до Самовсмоктування (зважених або несамовсасивающіе).
Принципова схема насосної установки:
1 - всмоктуючий трубопровід; 2 - всмоктувальний патрубок насоса; 3 - галактика камера;
4 - нагнітальний патрубок; 5 - напірна засувка; 6 - напірний трубопровід; 7 - мановакуумметри; 8 - робоче колесо; 9 - манометр
Принцип роботи одноступінчатих відцентрових насосів наступний. З трубопроводу через всмоктуючий патрубок рідина надходить на швидко обертаються лопатки робочого колеса, де механічна енергія обертання валу двигуна перетворюється в її кінетичну енергію. Під дією відцентрових сил рідина відкидається в радіальному напрямку, проходить по спіральній камері і потрапляє в розширюється постачання патрубок, де в міру зменшення швидкості потоку збільшується тиск. Недоліком одноступінчатих насосів є відносно невелика величина розвивається ними напору.
Значно більший натиск мають багатоступінчасті насоси. Їх відмітною особливістю є те, що на одному валу закріплено відразу кілька робочих коліс, через кожне з яких перекачується рідина проходить послідовно. Для цього використовуються направляючі апарати, завданням кожного з яких є прийняти рідину, що викидається одним робочим колесом, і направити її на вхід іншого. Сумарний натиск багатоступінчастого насоса складається з напорів, створюваних кожним робочим колесом, за вирахуванням втрат напору при русі рідини між ними.
Робоче колесо відцентрових насосів може бути одностороннього і двостороннього всмоктування. У першому випадку рідина надходить в робоче колесо паралельно валу з одного боку. Однак при цьому виникають додаткові осьові зусилля, що негативно позначається на роботі підшипників, в яких обертається вал. При двосторонньому підведенні рідини дані осі
ші зусилля врівноважуються. Відмінною особливістю робочого колеса двостороннього всмоктування є те, що воно складається не з двох, як звичайне, а з трьох дисків.
Здатність деяких відцентрових насосів до Самовсмоктування забезпечується установкою в їх корпусі додаткового так званого вихрового колеса, а також застосуванням спеціального бачка, службовця для відділення парів з суміші, що подається вихровим насосом.
На нафтобазах використовуються відцентрові насоси, в основному типів НК, К, Н, НД.
Корпуси насосів НК розраховані на робочий тиск 1 МПа (5НК-9х1, 6НК-9х1) і 1,6 МПа (4НК-5х1, 6НК-6х1). Насоси типу НК - відцентрові, консольні, одноступінчаті з робочим колесом одностороннього входу - призначаються для перекачування нафтопродуктів з температурою до 200 С. Робоче колесо може мати до п'яти варіантів вихідного діаметра (варіанти а, б, в, г, д).
Поздовжній розріз насоса типу НК
1 - муфта зубчастого типу; 2 - радіально-завзятий шарикопідшипник; 3 - опорна стійка з чавуну; 4 - радіальний шарикопідшипник; 5 - вал насоса; 6 - нажимная втулка; 7 - захисна гільза; 8 - еластична сальникова набивка з просочених азбестових кілець; 9 - корпус насоса; 10 - гайка робочого колеса; 11 - кришка з вхідним патрубком; 12 - робоче колесо; 13 - розвантажувальний пристрій
Типорозмір насоса (наприклад, 4НК-5х1) означає наступне: перша цифра - діаметр вхідного патрубка, зменшений в 25 разів, мм; Н - нафтової; К - консольний; цифра після тире - коефіцієнт швидкохідності, зменшений в 10 разів; остання цифра - число ступенів.
Насоси типу К - відцентрові або горизонтальні з одним або двома робочими колесами. Одноступінчасті насоси з подачею до 250м 3 / год забезпечені робочим колесом з одностороннім входом рідини. Насоси з більшою подачею мають робоче колесо двостороннього входу.
Кожен насос типу К може бути виготовлений з одним з двох варіантів ротора і з робочим колесом (або колесами) одного з чотирьох зовнішніх діаметрів (варіанти а, б, в і г).
Корпуси насосів (НК 65 / 35-70, НК 65 / 35-125, НК 200 / 120-70, НК 200 / 120-120) розраховані на робочий тиск 4 МПа.
Типорозмір насоса означає: Н - нафтовий насос; К - консольний '; число в чисельнику - подача (м3 / ч) при роторі 1; число в знаменнику подача (м3 / ч) при роторі 2; наступне число - натиск, м.
Насоси типу Н - відцентрові, двох чотириступінчасті, з робочими колесами одностороннього входу рідини, які можуть мати до чотирьох варіантів зовнішнього діаметра (а, б, в і г).
Корпуси насосів розраховані на робочий тиск 1,6 МПа (4Н-5х2); 2,5 МПа (4Н-5х4, 5Н-5х2, 6Н-7х2) і
4 МПа (5Н-5х4, 6Н-10х4).
Типорозмір насоса означає наступне: перша цифра - діаметр вхідного патрубка (в мм), зменшений в 25 разів; Н - нафтової; число після тире - коефіцієнт швидкохідності, зменшеною в 10 разів; остання цифра - число ступенів.
Насоси типу НД мають робочі колеса з двостороннім входом рідини.
Набули поширення насоси типів 8НД-6х1 і 8НД-9х2. Типорозмір насоса означає: перша цифра - діаметр вхідного патрубка (в мм), зменшений в 25 разів; Н - нафтової; Д - колеса двостороннього входу рідини; цифра після тире - коефіцієнт швидкохідності, зменшений в 10 разів; остання цифра - число ступенів.
Поздовжній розріз насоса типу 8НД-9х2:
1,2 - верхня і нижня половини корпусу насоса; 3 - робочі колеса насоса;
4 - вал насоса; 5 - перекладна труба; 6 - підшипники ковзання; 7 - корпус підшипників;
8 - радіально - наполегливі шарикопідшипники; 9 - просочені абсентовие уплотняющие кільця; 10 змінні захисні гільзи;
11 - натискні втулки; 12 - сполучна муфта зубчастого типу
Технічні характеристики насосів НК, К, Н, НД приведені в таблиці нижче
Для приводу відцентрових насосів найбільш часто застосовують електродвигуни змінного струму, які виготовляють у вибухозахищеному і звичайному виконанні.
Вибухозахищеність електродвигунів забезпечується створенням всередині їх корпусу надлишкового тиску повітря. Такий електропривод розміщується в тому ж приміщенні, де розташовані насоси.
Технічні характеристики відцентрових насосів нафтобаз
Електродвигуни звичайного виконання встановлюють у приміщенні, відділеному від насосного цеху капітальною стіною. В цьому випадку їх з'єднують з насосом за допомогою подовженого (проміжного) вала. Для запобігання проникнення вибухонебезпечної пароповітряної суміші в зал приводів місце проходження промвала через стіну герметизується за допомогою сальникового
Для викачування нафтопродуктів з заглиблених резервуарів на нафтобазах застосовують заглибні відцентрові насоси, наприклад, типів ПНР (занурювальний нафтовій резервуарний) і НА (нафтової артезіанський). Занурювальні насоси встановлюють безпосередньо в резервуарі, що забезпечує стійкість їх роботи і повноту відкачування нафтопродукту.
Насоси типу ПНР складаються з відцентрового насоса і електродвигуна, змонтованих в одному корпусі. Харчування до електродвигуна надходить від кабіни електрокерування по кабелю. Відкачуваний продукт надходить в насос через всмоктуючий фільтр і, пройшовши через насос, подається в напірний трубопровід.
Насос 12На-22х6 - секційний шестіступеячатий з діаметром всмоктуючого патрубка, рівні м J2 дюймам. Його електродвигун розташований поза резервуаром.
Поршневі насоси відносяться до групи об'ємних, відмітними особливостями яких є еледук? Щ р1е:
1) приймальна труба завжди герметично відокремлена від складальної труби;
2) кількість рідини, яка подається в одиницю часу (подача), залежить тільки від геометричних розмірів jiacoca і частоти переміщення його робочого органу, але jje залежить від що розвивається насосом напору;
3) створюваний натиск обмежується тільки міцністю деталей насоса і потужністю двигуна, який приводить його в дію;
4) цодача рідини нерівномірна.
Поршневі насоси класифікуються:
- за родом дії (одинарного, подвійного або диференціального);
- за кількістю циліндрів (одноциліндрові і многоділіндровие)
- за типом приводу (приводні або прямодействующие).
За родом дії поршневі насоси поділяються на насос £ 1:
1) одинарного (простого) дії;
2) подвійної дії;
Принципова схема насосної установки на базі поршневого насоса:
1 - спорожняється ємність; 2 - всмоктувальний трубопровід; 3 - всмоктуючий клапан; 4 - циліндр насоса;
5 - поршень; 6 - шток; 7- крейцкопф; 8- шатун; 9-кривошип; 10 нагнітальний клапан; 11 - напірний трубопровід;
12 - вакуумметр; 13 - манометр
Працює він у такий спосіб. При знаходженні кривошипа 9 в III і IV квадрантах колу крейцкопф 7 рухається вправо. Відповідно, вправо рухається і пов'язаний з крейцкопфом за допомогою штока 6 поршень 5. Збільшення обсягу робочої камери А призводить до створення розрядження в ній, і рідина, відкачувана з ємності 1 по всмоктуючому трубопроводу 2 через всмоктуючий клапан 3, надходить в циліндр 4 поршневого насоса.
При знаходженні кривошипа 9 в I і II квадрантах колу крейцкопф 7 і поршень 5 рухаються вліво. Це призводить до збільшення тиску в камері А, і клапан 3 закривається, але відкривається нагнітальний клапан 10, після чого рідина з камери А надходить в
напірний трубопровід 11.
Для контролю за роботою установки служать вакуумметр 12 і манометр 13.
Насос подвійної дії відрізняється тим, що в камері Б також є всмоктуючий і нагнітальний клапани з відповідними трубопроводами. Тому такий насос за один повний оберт кривошипа двічі всмоктує рідину і двічі її нагнітає. У диференціального насоса другого всмоктуючого клапана немає, а замість другого нагнітального клапана виконаний отвір. В результаті при ході поршня вліво в напірний трубопровід подається тільки частина рідини, а інша частина - заповнює камеру Б. При подальшому ході поршня вправо одночасно з заповненням камери А відбувається витіснення в напірний трубопровід рідини з камери Б. Тим самим досягається певне вирівнювання подачі поршневого насоса .
Додаткове вирівнювання подачі досягається застосуванням багатоциліндрових поршневих насосів. В цьому випадку кривошипи різних циліндрів зміщені відносно один одного на кут 360 ° / ПЦ. де ПЦ - кількість циліндрів.
За типом приводу розрізняють приводні і прямодействующие поршневі насоси.
Поршневі приводні насоси мають горизонтальне або вертикальне розташування циліндрів, бувають одне багатоциліндровими, забезпечені дисковими або скалчатимі поршнями. У приводних насосів обертання валу двигуна за допомогою кривошипно-шатунного механізму перетворюється в зворотно-поступальний рух насосних поршнів. Між валом двигуна і колінчастим валом приводного поршневого насоса, як правило, монтується Кліноременная, зубчаста або черв'ячна передача або встановлюється редуктор.
Поршневі прямодействующие (парові) насоси приводяться в дію від парової машини. При цьому парової і гідравлічний поршні монтуються на одному штоку, завдяки чому зусилля від тиску пари на паровій поршень передається безпосередньо на поршень гідравлічний. Обидва поршня і шток завдяки золотникової паророзподільних системі здійснюють зворотно-поступальний рух (кривошипний механізм відсутній). Тому прямодействующие насоси мають більш рівномірну (в порівнянні з приводними) подачу, і іноді відпадає необхідність установки повітряних ковпаків, що є великою перевагою.
Поздовжній розріз приводного поршневого насоса П-85/8
На малюнку нижче наведені розрізи поршневих прямодействующім насосів В-2 і ВНП. Насос В-2 (а) - двоциліндровий подвійної дії, призначений для перекачування холодних нафтопродуктів і води. Парові циліндри, середники та гідравлічна частина відлили з чавуну в загальному блоці. Гідравлічна частина насосів В-2 має плунжери, що працюють на внутрішніх сальники. Насос ВНП (б) відрізняється тим, що його поршні працюють у втулках, запресованих в циліндри.
У кожній з чотирьох робочих камер гідравлічної частини насосів є по одному всмоктуючому і одному нагнетательному клапану. Паророзподіл здійснюється двома Золотниками, пов'язаними важільним механізмом зі штоком насоса.
По витраті пара прямодействующие насоси дуже неекономічні. Тому на нафтобазах слід використовувати відпрацьований пар для інших технологічних потреб або господарсько-побутових цілей.
Поздовжній розріз насосів В-2 (а) і ВНП (б)
Технічна характеристика деяких поршневих насосів нафтобаз
Як і поршневі, вони є об'ємними, але відрізняються відсутністю всмоктуючих і нагнітальних клапанів і мають значно більшу рівномірність подачі. Зазвичай шестеренні насоси застосовуються для перекачування масел та інших високов'язких нафтопродуктів при температурі не вище 80 о С.
Електро агрегати на базі шестеренних насосів складаються з насоса і електродвигуна, сполученого еластичною муфтою.
Він являє собою корпус, усередині якого дві, як правило, однакові шестерні, що знаходяться в зачепленні і поміщені в камеру, стінки якої охоплюють їх з усіх боків з малими зазорами. Переміщувана з області низького тиску рідина заповнює западини між зубами, піддається стисненню зубами відповідної шестерні і витісняється в область високого тиску.
Відомості про застосовувані в даний час шестеренних насосах наведені в таблиці нижче.
Умовні позначення агрегату: Е - електронасосний агрегат; Ш - шестерінчастий; Ф - фланцеве; Т - паливний; М - масляний; Г - обігрівається; чисельник дробу - округлене значення подачі агрегату, м 3 / год; знаменник - тиск на виході, кг / см 2; літери після дробу - матеріал гідравлічної частини насоса.
Шестеренний насос РЗ-ЗО в розрізі
Технічна характеристика шестеренні насоси
Найбільш поширеним типом приводу насосів нафтобаз є електродвигуни змінного струму. Електропривод насосів, що встановлюються у вибухонебезпечних приміщеннях, може бути здійснений в двох варіантах:
■ установкою вибухозахищеного електродвигуна безпосередньо в тому ж приміщенні, де розташовані насоси;
■ установкою електродвигуна загального призначення в приміщенні, відділеному від насосного залу капітальною стіною, через яку проходить подовжений (проміжний) вал, забезпечений ущільнюючим сальником.
Вибір приводу поршневих насосів залежить від забезпеченості нафтобаз електроенергією і парою.
Подачу насосів для зливу-наливу залізничних цистерн слід призначати виходячи з вагової норми маршруту або кількості цистерн в одній подачі і розрахункового нормативного часу операцій зливу-наливу з урахуванням коефіцієнта нерівномірності, рівного 1,5.
Кількість і марку насосів вибирають відповідно до необхідних подачею і напором.