Подпорные нефтяные насосы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Общая характеристика подпорных насосов

1.1. Подпорный насос марки НПВ-М

1.2 Монтаж насоса марки НПВ-М

1.3 Техника безопасности

2. Расчет магистрального подпорного насоса марки НПВ-М

3. Нормативно-правовая база

Заключение

Список использованных источников



Введение

Термин «нефть» в современном мировом лексиконе стал синонимом общепринятого словосочетания «черное золото». И объясняется этот факт не только тем, что сегодня нефть, наряду с природным газом, является основным и практически безальтернативным источником энергии, но и тем, что ее запасы невосполнимы. При этом дальнейшей переработке подвергаются лишь 10% добываемой сырой нефти, остальные 90% - сжигаются.

Впервые в мире добыча нефти промышленным способом была осуществлена в 1847 году на Апшероне (Азербайджан). Первая нефтяная скважина в мире была пробурена на Биби-Айбатском месторождении вблизи Баку в 1846 г. по предложению инженера горного ведомства Ф. А. Семенова

Большой вклад в нефтепромышленность внесли Бабин Л. А. Бобровский, С. М. Соколовский.

Как минимум, два десятилетия многие аналитики всерьез пугали человечество тем, что еще каких-нибудь 40-50 лет, и ее запасы будут полностью исчерпаны. И, тем не менее, на сегодняшний момент использование нефти практически эквивалентно ее добыче. К концу ХХ века ее фактические мировые запасы насчитывали 1 триллион 46 миллиардов баррелей. Потенциально же это количество может быть неизмеримо большим.

Россия -- единственная среди крупных промышленно развитых стран мира, которая не только полностью обеспечена нефтью, но и в значительной мере экспортирует топливо. Велика ее доля в мировом балансе топливно-энергетических ресурсов (10%)

Для России, как и для большинства стран-экспортеров, нефть -- один из важнейших источников валютных поступлений. Удельный вес экспорта нефти и нефтепродуктов в общей валютной выручке страны составляет приблизительно 27%. Роль нефтяного комплекса России как источника бюджетных поступлений постоянно растет, так же как и растет роль Красноярского края, а точнее северных районов в этой нефтяной системе. Перекачивание нефти - одна из важнейших задач на всех этапах нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности. Для перекачивания нефти используются насосные агрегаты. Данные насосы предназначены для подачи в системах магистральных трубопроводов нефти и нефтепродуктов (в том числе широкой фракции легких углеводородов). В промышленности по добычи нефти применяется разнообразное насосное оборудование, предназначенное для подъема жидкости из скважины, транспортировка ее на земле. Насосами в широком смысле называют машины для сообщения энергии рабочей среде. Нефтегазодобывающие предприятия оснащены необходимым современным оборудованием, ассортимент которого постоянно пополняется. Идет постоянный процесс технического переоснащения отрасли, который заключается в автоматизации технологических процессов, внедрении автоматизированных систем управления на нефтегазодобывающих предприятиях и т.п. В настоящее время на нефтеперекачивающих станциях используются насосы марки НПВ-М.

Все нефтеперекачивающие станции оборудуют однотипными насосами. Число рабочих насосов определяют исходя из расчетного рабочего давления, характеристики насосов, характеристики перекачиваемой жидкости и режима перекачки. Особую роль при этом играют подпорные насосы.

В курсовой работе будут рассмотрены вопросы классификации насосов, общая характеристика, сооружение и монтаж подпорных насосов марки НПВ-М, проведено комплексное исследование эффективности вертикальных подпорных насосов их применения.

Актуальность темы заключается в том, что насосное оборудование необходимо на всех этапах транспортировки и эксплуатации нефти и нефтепродуктов, и подпорный насос создаёт бескавитационную работу установленного за ним основного насоса.

Объект исследования является подпорный насос марки НПВ-М

Целью работы является углубленное изучение подпорного насоса марки НПВ-М, его сооружение и монтаж.

Задачи:

v Изучение общей характеристики подпорных насосов

v Изучить подпорный насос марки НПВ-М

v Рассмотреть монтаж насоса марки НПВ-М

v Ознакомиться с техникой безопасности при монтаже насосов

v Расчет магистрального подпорного насоса марки НПВ-М

v Исследовать нормативно-правовую документацию, используемую для подпорных насосов



1. Общая характеристика подпорных насосов

нефтяной магистральный насос монтаж

Подпорные насосы представляют собой гидравлические машины, предназначенные для перемещения жидкостей под напором. Преобразуя механическую энергию приводного двигателя в механическую энергию движущейся жидкости, насосы поднимают жидкость на определенную высоту, подают ее на необходимое расстояние в горизонтальной плоскости или заставляют циркулировать в какой-либо замкнутой системе.

Подпорные насосы входят в состав оборудования насосной станции, выполняя одну или несколько упомянутых функций.

Основными параметрами насосов, определяющими диапазон изменения режимов работы насосной станции, состав ее оборудования и конструктивные особенности, являются напор, подача, мощность и коэффициент полезного действия. Конструктивное исполнение насосов различных типов определяется в основном видом их рабочих органов. В настоящее время подпорные насосы изготавливаются заводами в вертикальном и горизонтальном исполнении.

Насосы являются одним из наиболее распространенных видов машин, причем их конструктивное разнообразие чрезвычайно велико, поэтому классификация насосов по их назначению весьма затруднительна. Существует также разделение насосов по виду перекачиваемой жидкости, по виду привода и по другим классификационным признакам. Проанализировав основные классификационные параметры, я получила, вот такую схему (см. Приложение 1)

Необходимо отметить, что, несмотря на большие различия в принципе действия, конструкции насосов всех типов, включая насосы, применяемые в системах водоснабжения и канализации, должны удовлетворять требованиям, к числу которых в первую очередь относятся:

- надежность и долговечность работы;

экономичность и удобство эксплуатации;

- изменение рабочих параметров в широких пределах при условии сохранения высокого КПД;

- минимальные размеры и масса;

- простота устройства, заключающаяся в минимальном числе деталей и полной их взаимозаменяемости;

- удобство монтажа и демонтажа.

В настоящее время на нефтеперекачивающих станциях используются насосы следующих типов:

1. НМ - нефтяной магистральный;

2. НПВ - нефтяной подпорный вертикальный;

Так же и к перекачиваемой жидкости для данных насосов имеется ряд требований:

- температура перекачиваемой жидкости;

- кинетическая вязкость;

- содержание серы в несвободном состоянии;

- содержание парафина;

- содержание механических примесей.

Подпорные насосы составляют основной вид нагнетательного оборудования для перекачки нефти по магистральным трубопроводам и применяются как на головной, так и на промежуточных перекачивающих станциях.

Свойства подпорных насосов.

Насосы следует изготовлять в соответствии с требованиями настоящего стандарта и технических условий по конструкторской документации.

Производитель в паспорте на насос обязан указать значения следующих показателей для номинального режима:

- подача, Q, м³/ч;

- напор, Н, м;

- частота вращения вала насоса, п, об/мин;

- КПД, з, %;

- допустимый кавитационный запас, Дh_доп, м.

В паспорте на насос также должны быть приведены поля насоса с основной и сменными проточными частями с указанием диаметроврабочих колес (в том числе максимально и минимально допустимых), предельное давление насоса, момент инерции ротора насоса, массанасоса и основных его элементов, габаритные, установочные и присоединительные размеры.

Допустимые отклонения данных показателей устанавливает завод-производитель. Выбор типа насоса в каждом конкретном случае производится с учетом его эксплуатационных и конструктивных качеств, наиболее полно удовлетворяющих технологическому назначению конкретной насосной станции.

1.1 Подпорный насос марки НПВ-М

Подпорные насосы НПВ-М предназначены для перекачки нефти от емкости к магистральным насосам и создания необходимого подпора для обеспечения нормальной работы магистральных насосов. Агрегаты нефтяные подпорные вертикальные типа НПВ-М с производительностью 150-600 куб.м/ч, предназначены для подачи нефти и нефтепродуктов в системах магистральных трубопроводов (с температурой от -5 до 80 градусов С, кинематической вязкостью не более 0,0003 кв.м/с, содержанием механических примесей по объему не более 0,06% и размером не более 0,5мм) и обеспечения необходимого подпора перед магистральными насосами, а также для технологических перекачек на объектах насосных станций. Могут также применяться для оснащения баз смешения нефти, ремонта и достройки перекачивающих станций.

Насосы НПВ-М соответствуют ОТТ-75.180.00КТН-270-06 «Насосы подпорные вертикальные и агрегаты электронасосоные на их основе».



Рисунок 1 Конструктивная схема высокопроизводительного вертикального подпорного насоса для транспорта нефти типа НПВ-М

Рисунок 2 - Подпорный вертикальный насос типа НПВ-М 1 - стакан; 2 - спиральный корпус; 3 - нагнетательные патрубки; 4, 7 - напорные патрубки; 5, 20 - крестовины; 6,19 - подшипники скольжения; 8 - напорная крышка; 9 - втулка; 10 - радиально - упорный подшипник; 11 - электродвигатель; 12 - торцевое уплотнение; 13 - вал; 14, 18 - подводы; 15, 17 - предвключенные колеса; 16 - рабочее колесо. Рабочий диапазон насосов типа НПВ-М: подача от 1250 до 5000 м3/ч и напор от 60 до 120 м в номинальном режиме. В качестве привода нефтяных насосов применяется вертикальный асинхронный взрывозащищённый электродвигатель. Насосы данного типа имеют три конструктивных исполнения: основное, укороченное и с разъемным ротором.

Преимущества насосов типа НПВ-М:

*частота вращения ротора - 1000 об/мин, что позволяет значительно (по сравнению с насосами, работающими с частотой 1500 об/мин) снизить окружные скорости вращающихся элементов, уменьшить критерий «Nn» для подшипников качения, снизить виброактивность;

*значительно повышен КПД насосов (на 3...13 % в зависимости от типоразмера);

*улучшены кавитационные качества (h доп. снижен на 0,2...0,5 м, в зависимости от типоразмера);

*широкий диапазон напоров за счет изменения числа ступеней;

*детали корпуса и проточной части выполнены из углеродистых и легированных хромистых сталей.

1.2 Монтаж насоса НПВ-М

Общие указания:

1. Перед установкой на фундамент насоса или электродвигателя в сборе со своими фундаментными плитами должны быть размечены продольные и поперечные оси установки, уложены стальные плоские или парные клиновые подкладки на подготовленные для них места на фундаменте и опущены в колодцы фундаментные болты. Количество подкладок под фундаментными плитами по высоте должно быть не более трех штук.

Все подкладки должны иметь ровные опорные поверхности. Необходимо удалить все наплывы металла и шлак.

2. Подкладки укладывать рядом с фундаментными болтами с обеих сторон каждого болта по периметру рамы.

3. Насосные агрегаты, подвешиваемые к крюку подъемного механизма, необходимо прочно и надежно стропить; расстроповку его разрешается производить лишь после установки в устойчивое положение или надежного закрепления.

Монтаж вертикальных насосов.

Наиболее сложен монтаж насоса, поступающего на площадку в разобранном виде.

Перед такой установкой насоса (рис.3) проверяют фундамент под насос и через проём для электродвигателя на нижний этаж к месту монтажа подают сборочные единицы.

Рис.3. Установка вертикального насоса типа НПВ-М: 1-электродвигаетль, 2-трансмиссия, 3-корпус насоса, 4-напорный патрубок, 5-входной патрубок.



Сначала устанавливают фундаментные плиты насоса и предварительно выверяют их по высотной отметке металлической линейкой, в горизонтальной плоскости - уровнем. Отклонения не должны превышать по вертикальной отметке ±1мм; по горизонтальной плоскости - 0,3мм на 1м. Затем устанавливают и закрепляют болтами корпус насоса. На верхний этаж подают статор электродвигателя с закреплёнными нижней крестовиной и фундаментными плитами и устанавливают его на заданной отметке. Статор в горизонтальном положении выверяют уровнем с ценой деления 0,1мм на 1м, который помещают на верхнем кольце корпуса. Отклонения не должны превышать по вертикальной отметке +1мм; по горизонтальной плоскости - 0,1мм на 1м.

Затем приступают к центровке агрегата по вертикальной оси струной и отвесом. За базу принимают уплотняющее кольцо корпуса насоса (рис.2)??. Струну натягивают через центр насоса и статора. Зазоры между струной и уплотняющим кольцом насоса замеряют штихмассом электроакустическим методом. Он состоит в том, что цепь с радионаушниками и источником тока в виде батарейки для карманного фонаря одним концом присоединяют к струне, а другим концом к раме (или цилиндрам). При замерах соосности один конец штихмасса устанавливают на обработанную поверхность рамы или цилиндра и подбирают его длину, при которой второй конец легко касается струны. В момент касания цепь замыкается и в наушниках слышен треск. Расстояние до струны считается замеренным правильно, если уменьшение длины штихмасса на 0,02мм не дает контакта в цепи наушников. Несоосность рамы и цилиндра не должна превышать 0,15-0,2мм. После предварительной центровки насоса и статора подливают бетонной смесью фундаментные болты, а когда бетон затвердеет, агрегат центруют окончательно. Допустимые отклонения по соосности не должны превышать 0,03-0,05мм.



Рис.4. насос типа НПВ-М: 1-плита опорная, 2-болт фундаментный, 3-линейка контрольная, 4-уровень брусковый, 5-корпус насоса, 6-струна.

Ротор насоса устанавливают на нижнюю крышку корпуса. После этого ставят верхнюю крышку насоса с вкладышами подшипника и предварительно выверяют вертикальность вала насоса равным уровнем; допустимое отклонение от вертикали не более 0,04мм на 1м. указанной точности добиваются путем установки в зазор между шейкой вала и вкладышами подшипника полуколец, заранее изготовленных из металлических пластин толщиной 0,1-0,4мм. После предварительной выверки вертикальности вала монтируют трансмиссии. Затем собирают электродвигатель и проверяют зазоры межжелезного пространства между ротором и статором вверху и внизу в четырех диаметрально противоположных точках. Зазоры (рис.3) не должны превышать ±10% проектного размера. Несоосность ротора по отношению к статору можно устранить передвижением вала ротора по сегментам подпятника опорного подшипника с помощью прижимных болтов.



Рис.4. Установка сегментов направляющего подшипника: 1-болты, оттягивающие сегменты, 2-болты, прижимающие сегменты, 3-прокладки изоляционные, 4-зазоры.

После выверки вертикальности вала и зазоров в подшипниках подливают бетонную смесь под плиты насоса и электродвигателя. После затвердения бетонной смеси перебирают сальники, ставят вспомогательное оборудование и трубопроводы. Затем приступают к опробованию и испытанию насосного агрегата.

Данный агрегат забирает нефть из ремонтного котлована или нефтепровода и подает ее по трубопроводу на основной насос, а от него нефть по трубопроводу откачивается в котлован для сбора.

Подпорный насос является съемным оборудованием и крепится к раме только на время транспортировки и хранения.

в зависимости от их характеристик подпорные насосы могут быть соединены как последовательно, так и параллельно. Такие насосы могут быть расположены в одном здании с основными, но наиболее часто подпорные насосы располагают в отдельной насосной, которую размещают в более низком месте площадки и ближе к резервуарному парку для обеспечения бескавитационной работы подпорных насосов.

Надежность подпорных насосов должна быть не менее, чем у основных. Строительство заглубленных подпорных насосов, особенно в условиях Западной Сибири, - трудоемкий процесс. Поэтому, принято использовать вертикальные подпорные насосов, имеющие меньшие кавитационные запасы, не требующих заглубления и более простых в эксплуатации. Таким образом, возможно повышение использования физического объема резервуаров за счет снижения минимально допустимых остатков по кавитации.

1.3 Требования безопасности к монтажу подпорных насосов

1. Нагрузка от трубопроводов на всасывающий и напорный патрубки не должна превышать допустимых значений, указанных изготовителем в эксплуатационной документации.

2. Насос должен быть оснащен запорной арматурой на нагнетании и, при необходимости, на всасывании, если иное решение не диктуется назначением насоса. Если имеется опасность обратного перетока перекачиваемой жидкости из напорного трубопровода в насос, то на напорном трубопроводе должен быть установлен обратный клапан.

3. На рабочем месте обслуживающего персонала должно быть обеспечено выполнение требований виброшумовой безопасности труда в соответствии с ГОСТ 12.1.003, ГОСТ 12.1.012 и санитарными нормами СН 3233-85;

4. В целях защиты систем, где устанавливаются насосы объемного типа, от повышения давления сверх установленного в системе, должно быть предусмотрено предохранительное устройство (клапан, электроконтактный манометр или другое защитное устройство механического или электрического действия).

5. Запрещается поднимать насосный агрегат за рым-болты наcoca и привода или за вал насоса. Насосный агрегат следует поднимать только согласно схеме строповки, которая должна быть указана в эксплуатационной документации на насос.

7. Электрооборудование, средства автоматизации и защиты должны быть выполнены в соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ).

8. Заземление электродвигателя должно быть выполнено по ГОСТ 21130, ГОСТ 12.4.124, ГОСТ 12.1.018, ГОСТ 12.2.007.0, ПУЭ и эксплуатационной документации.



2. Расчет магистрального подпорного насоса марки НПВ-М

Как было сказано выше главной задачей подпорного насоса является взятие нефти из резервуара и подача её на вход основного насоса, перекачивающего нефть (или нефтепродукты) по трубопроводу. С помощью подпорных насосов создается избыточное давление (подпор) на входе в основные насосы станции, которое обеспечивает их бескавитационную работу, поскольку разности высотных отметок остаточного уровня взлива нефти в резервуаре (оси при?мо-раздаточного патрубка резервуара) и оси входного патрубка основного насоса не хватает, чтобы преодолеть довольно значительный кавитационный запас последнего, Необходимый кавитационный запас для подпорных насосов находится в пределах от 0,22 атм. (2,2 м) до 0,5 атм. (5 м) и может быть обеспечен за счет разницы высотных отметок уровня взлива «местного» остатка в резервуаре и оси входного патрубка насоса.

Напорная характеристика подпорных насосов выражается уравнением:

Hп в = h.п в + aп в • Q - bп в Q2, (1.1)

В отличие от основных магистральных насосов на перекачивающих станциях подпорные насосы соединяют как правило параллельно (расходы нефти в насосах суммируются, а напор, создаваемый каждым насосом, остается одним и тем же), для того чтобы обеспечит требуемый подпор при меньшей подаче в каждом из отдельно взятых насосов. Ведь, как известно, при параллельном соединении насосов общий поток жидкости разделяется на части, составляющие подачи этих насосов. Поэтому стремятся, чтобы либо производительность одного насоса, либо производительность нескольких (двух или трех) параллельно соединенных насосов была равна производительности (подаче) основного магистрального насоса. Наиболее распространённая схема соединения подпорных насосов - два работающих и один резервный.

Для подпорного насоса рассчитываются все те же характеристики, что и для основного насоса.



3. Нормативно-правовая база

1.ГОСТ Р53675-2009 «Насосы нефтяные для магистральных трубопроводов».

2. ОСТ 26-06-2028-96.ССБТ. «Насосы общепромышленного назначения».

3. ВСН 394-78 «Инструкция по монтажу компрессоров и насосов»

4. ГОСТ 12124-87«Насосы центробежные нефтяные для магистральных трубопроводов»

5. СНиП III-Г.10.3-69«Насосы. Правила производства и приемки монтажных работ01.01.1970»

6. СП 12-135-2002«Безопасность труда в строительстве. Отраслевые типовые инструкции по охране труда»

7. ОР 07.00-60.30.00-КТН-010-1-00 «Технологический регламент НПС»

8. ГОСТ 12124-66 «Основные параметры центробежных насосов для магистральных трубопроводов»

9. РД 153-39ТН-008-96 «Руководящий документ руководство по организации эксплуатации и технологии технического обслуживания и ремонта оборудования и сооружений нефтеперекачивающих станций»



Заключение

В данной курсовой работе было рассмотрены вопросы классификации насосов, дана общая характеристика, сооружение и монтаж подпорных насосов марки НПВ-М, проведено комплексное исследование эффективности вертикальных подпорных насосов их применения.

На основе анализа конструкции и опыта применения на НПС существующих подпорных насосов определенны основные показатели качества и сформулированы первоочередные требования безопасности, которым должна удовлетворять конструкция высокопроизводительных вертикальных подпорных насосов.

Подпорные насосы для нефтепродуктов сегодня являются обязательным оборудование в нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей промышленности. Они широко используются при добыче нефти. В настоящее время привод всех насосов нефтеперерабатывающих станций отечественных магистральных нефтепроводов осуществляется исключительно электроприводом. Благодаря, определенным преимуществом электропривода такая тенденция сохраняется. Это обусловливается достаточно высокой надежностью самого электродвигателя, относительно простой обслуживание, отработанной технологией его ремонта, наличием разветвленной сети энергосбережения и другими факторами.



Список использованных источников

1.Бабин Л. А. Типовые расчеты при сооружении трубопроводов: учебное пособие для вузов по специальности «Сооружение газонефтепроводное, газохранилищ и нефтебаз» / Л. А. Бабин, Л. И. Быков, В.Я. Волохов. - М.: Недра, 1979. - 176 с.

2. Кудинов В.И. Основы нефтегазового дела 2004

3. Шаммазов А.М. Проектирование и эксплуатация насосных и компрессорных станций. Учебник для вузов. -- М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2003. - 404 с.

4. Якубчик П.П. Насосы и насосные станции "СПб ПГУПС" 1997

5. Бобровский, С. М. Соколовский. - М.:Недра, 1972.

6..http://www.bibliotekar.ru/spravochnik-117-nasos/1.htm

7.http://www.hms.ru/pumps_catalog/?SECTION_ID=382&ELEMENT_ID=65

8. http://files.stroyinf.ru/

9. http://www.oglib.ru/index.html

10. http://www.bibliofond.ru/

11. http://rushkolnik.ru/docs/214/index-1328945.html?page=4

12. Рубинов Н.З. Экономика трубопроводного транспорта нефти и газа. М., Недра, 1972.

13. Мацкин Л.А., Черняк И.Л., Илембитов М.С. Эксплуатация нефтебаз. М., Недра, 1975.

14. Перевощиков С.И. Насосные и компрессорные станции (Раздел "компрессорные станции"). Приложения к методическим указаниям. Тюмень, 1988.

Размещено на Allbest.ru

...