Конструкции технологического оборудования насосного цеха нефтеперекачи-вающей станции

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ФГБОУ ВО «ВГТУ», ВГТУ)

ФАКУЛЬТЕТ МАШИНОСТРОЕНИЯ И АЭРОКОСМИЧЕСКОЙ ТЕХНИКИ

Кафедра нефтегазового оборудования и транспортировки

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Машины и оборудование газонефтепроводов»

Тема: Конструкции технологического оборудования насосного цеха нефтеперекачивающей станции

Разработал(а) А.А.Перелетова

Группа НГД-141

Программа: прикладной бакалавриат

Направление: 21.03.01 «Нефтегазовое дело»

Профиль: «Эксплуатация и обслуживание объектов транспорта

и хранения нефти, газа и продуктов переработки»

Руководитель В.В. Бородкин

Нормоконтроль провел В.В. Бородкин

Воронеж, 2016

• Содержание
• Введение
• 1. Общая характеристика НПС
• 2. Технологическая схема НПС
• 2.1 Технологическая схема головных НПС
• 2.2 Технологическая схема промежуточной НПС
• 3. Основное и вспомогательное оборудование НПС

3.1 Основное оборудование НПС

3.2 Вспомогательное оборудование НПС

4. Основное и вспомогательное оборудование насосного цеха

4.1 Основное оборудование насосного цеха

4.2 Вспомогательное оборудование насосного цеха

5. Расчет потребности масла на заполнение маслосистем

Заключение

Список литературы



Введение

Нефтеперекачивающая станция является основным элементом магистрального нефтепровода, потому что от НПС зависит перемещение нефти от начального к конечному пункту трубопровода. НПС представляет собой комплекс сооружений, установок и оборудования, работа которых и обеспечивает непосредственное движение нефти по трубопроводу.

Основными составляющими НПС являются, насосные, представляющие собой сооружения, в которых размещается основное и вспомогательное оборудование.

В данной курсовой работе дадим характеристику НПС, предоставим технологическую схему НПС, опищем работу основного и вспомогательного оборудования НПС и насосного цеха, произведем расчет вспомогательных систем. Выполним графическую работу: технологическую схему, схему маслоснбжения и вентиляции.



1. Общая характеристика НПС

Нефтеперерабатывающая станция представляет собой комплекс сооружений и устройств, предназначенных в общем случае для приема, накопления и закачки нефти (нефтепродуктов) под избыточным давлением.

По назначению нефтеперекачивающие станции подразделяются на головные и промежуточные: головная НПС находится в начале магистрального трубопровода, а промежуточные -- вдоль его трассы через каждые 100... 150 км.

По способу исполнения (строительства) НПС бывают двух типов: с расположением насосных агрегатов в общем укрытии или на открытых площадках.

По способу монтажа оборудования нефтеперекачивающие станции могут быть выполнены из укрупненных блоков, суперблоков или из отдельных элементов.

Головные НПС располагаются вблизи нефтепромыслов (нефтепроводы) или нефтеперерабатывающих заводов (нефтепродуктопроводы). Они предназначены для приема нефти (нефтепродуктов), их краткосрочного хранения, учета и закачки в трубопровод. Промежуточные НПС, как правило, служат только для восполнения энергии, затраченной потоком на преодоление сил трения и перепадов высотных отметок профиля трассы с целью обеспечения дальнейшей перекачки нефти (нефтепродуктов). Объекты нефтеперекачивающих станций, в основном, размещаются в отдельно стоящих зданиях. Однако их строительство отличается большой трудоемкостью, требует значительных капитальных затрат. С целью уменьшения затрат и сокращения сроков строительства применяют блочно- комплектные, блочно-модульные и открытые насосные станции, где отсутствуют капитальные производственные здания тяжелого типа с железобетонными каркасами ограждающими конструкциями из железобетона.

Промежуточные НПС предназначены для повышения давления перекачиваемой нефти в магистральном трубопроводе. Промежуточные НПС размещают по трассе нефтепровода в соответствии с гидравлическим расчётом через 50--200 км.

Для обеспечения достаточно надежного уровня синхронной работы смежных НПС магистральные трубопроводы разбивают на эксплуатационные участки, среднюю длину которых принимают в пределах 400--500 км. Расстояния между НПС определяются гидравлическим расчетом в зависимости от рабочего давления и пропускной способности нефтепровода при соблюдении нормативных разрывов от границ НПС до зданий и сооружений населенных пунктов, вахтенных поселков и промышленных предприятий.



2. Технологическая схема НПС

Технологической схемой НПС называют безмасштабный рисунок, на котором представлена схема размещения ее объектов, а также внутристанционных коммуникаций (технологических трубопроводов) с указанием диаметров и направлений потоков.

Сооружения НПС могут быть разделены на две группы: производственного и вспомогательного назначения. К объектам первой группы в общем случае относятся: подпорная насосная, магистральная насосная, резервуарный парк, площадка фильтров-грязеуловителей, технологические трубопроводы, узлы учета, узел регуляторов давления, камеры приема и пуска средств очистки и диагностики совмещенная с узлом подключении к магистральному трубопроводу, узел предохранительных устройств, емкость сбора утечек с погруженным насосом. Объектами второй группы являются: системы энерго-, водо-, и тепло- снабжения. водоотведения, автоматики телемеханики, узел связи, лаборатория, мехмастерские, пожарное депо, гараж, административное здание и т. д.

2.1 Технологическая схема головных НПС

На головных нефтеперекачивающих станциях осуществляются следующие технологические операции: приём и учёт нефти; краткосрочное хранение нефти в резервуарах; внутристанционные перекачки нефти (из резервуара в резервуар); закачка нефти в магистральный трубопровод; пуск в трубопровод очистных и диагностических устройств. На ГНПС может производиться подкачка нефти из других источников поступления, например, из других нефтепроводов или попутных нефтепромыслов.

Головные НПС включают в себя подпорную насосную (1), площадку фильтров и счетчиков (2), магистральную насосную (3), площадку регуляторов давления (4), площадку пуска скребков (5) и резервуарный парк (6). Нефть с промысла направляется на площадку (2), где сначала очищается в фильтрах-грязеуловителях от посторонних предметов, а затем проходит через турбинные расходомеры.

1 - подпорная насосная; 2 - площадка фильтров и счетчиков; 3 - основная насосная; 4 - площадка регуляторов; 5 - площадка пуска скребков; 6 - резервуарный парк количеством.

Рис.-2.1. - Технологическая схема головной НПС

Далее она направляется в резервуарный парк (6), где производится ее отстаивание от воды и мехпримесей, а также осуществляется коммерческий учет. Для закачки нефти в трубопровод используются подпорная (1) и магистральная (3) насосные. По пути нефть проходит через площадку фильтров и счетчиков (2) с целью оперативного учета, а также площадку регуляторов давления (4) с целью установления в магистральном нефтепроводе требуемого расхода. Площадка (5) служит для запуска в нефтепровод очистных устройств - скребков.

Таким образом, технологическая схема головной НПС позволяет вы- полнять следующие основные операции:

§ прием нефти с промыслов;

§ ее оперативный и коммерческий учет;

§ хранение нефти;

§ ее закачку в магистральный нефтепровод с требуемым начальным давлением;

§ запуск очистных и диагностических устройств; внутристанционные перекачки.

2.2 Технологическая схема промежуточной НПС

Принципиальная технологическая схема промежуточной НПС отличается от принципиальной технологической схемы головной НПС тем, что не содержит узлов учета, резервуарного парка и подпорной насосной. Соответственно, на таких НПС не выполняются операции учета и хранения нефти.

Необходимо подчеркнуть, что такой состав сооружений промежуточных НПС имеет место только при системе перекачки «из насоса в насос», если: а) они не расположены на границе эксплуатационных участков (и поэтому не являются для них «головными»); б) на них не производятся операции приема нефти с близлежащих месторождений.

На промежуточной НПС нефть от узла подключения станции к магистрали движется на вход насосного цеха через площадку фильтров-грязеуловителей и систему сглаживания волн давления. После насосного цеха нефть вновь поступает в магистраль через узел регуляторов давления и узел подключения.

Узел подключения к магистрали представляет собой объединенные в одно целое камеры приёма и пуска скребка. Система сглаживания волн давления применяется на нефтепроводах диаметром 720 мм и выше для защиты линейной части магистралей и оборудования от гидравлического удара. Сглаживание волн давления происходит за счет сброса части нефти из приемного трубопровода промежуточной НПС в безнапорную емкость через специальные клапаны.

Обвязка резервуаров может быть выполнена в одно- и двухпроводном вариантах. В первом случае каждый из резервуаров соединен с коллектором отдельным трубопроводом через манифольдную.

Обвязка насосов должна обеспечить бесперебойную работу НПС при выводе в резерв любого из агрегатов. Основные насосы соединяют последовательно, подпорные - параллельно.

1 - основная насосная; 2 - помещение с регулирующими клапанами; 3 - Устройство приема и пуска скребка, 4 - площадка с фильтрами-грязеуловителями.

Рис.-2.2. - Технологическая схема промежуточной НПС

Как правило, магистральные нефтепроводы разбивают на так называемые эксплуатационные участки с протяженностью 400 - 600 км, состоящие из 3 - 5 участков, разделенных ПНПС, работающих в режиме “из насоса в насос”, и, следовательно, гидравлически связанных друг с другом. В то же время эксплуатационные участки соединяются друг с другом через резервуарные парки, так что в течение некоторого времени каждый эксплуатационный участок может вести перекачку независимо от соседних участков, используя для этого запас нефти своих резервуаров. Для снижения затрат на сооружение НПС используется метод блочно-комплектного или блочно-модульного их исполнения. Главное преимущество этого метода достигается тем, что на территории станций практически отсутствуют сооружения из кирпича, бетона или железобетона. Все оборудование станции, включая автоматику, входит в состав функциональных блоков, монтируется и испытывается на заводе, затем в транспортабельном виде доставляется на строительную площадку. При этом блочно-модульные НПС могут быть открытого типа, т.е насосные агрегаты вместе со всеми системами могут размещаться под навесом на открытом воздухе. От воздействия погодных условий насосные агрегаты защищаются индивидуальными металлическими кожухами с автономными системами вентиляции и подогрева. Такие станции работают при температуре окружающего воздуха от -40 до +50 С. При капитальном ремонте предусматривается замена всего блок-бокса в сборе.



3. Основное и вспомогательное оборудование НПС

3.1 Основное оборудование НПС

В практике трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов в качестве основных (магистральных) насосов используются центробежные насосы преимущественно типа НМ. Центробежные магистральные насосы типа НМ делятся на секционные и спиральные.

Насос магистральный - представляет собой гидравлическую машину, которая предназначена для перекачки нефти, а также нефтепродуктов, по технологическим, магистральным и вспомогательным трубопроводам. Трубопровод, в свою очередь, представляет собой некое искусственное сооружение, которое требуется для транспортировки жидких и газообразных веществ, а также твердого топлива и твердых веществ за счет разницы давлений в поперечных сечениях трубы. Магистральные насосы могут создавать очень высокие напоры, и они характеризуются надежностью беспрерывной работы, а также экономичностью эксплуатации. В СССР, начиная с 1967-ого года, выпускаются насосы магистральные серии НМ.

Можно выделить следующие виды насосов магистральных. Во-первых, центробежные горизонтальные насосы. Во-вторых, многоступенчатые секционные у которых подача составляет до 1250 м3 в час. И, в-третьих, одноступенчатые спиральные, которые обеспечивают подачу 1250 м3 в час и больше. При этом максимальная подача может достигать порядка 12500 метров кубических за час. 

Для осуществления процесса перекачки нефтепродуктов и нефти насосами магистральными, их температура не должна быть выше восьмидесяти градусов, а кинематическая вязкость должна составлять 3 см2 в секунду. При этом максимально возможное количество механических примесей в нефтепродуктах при процессе перекачке должно составлять не более 0,05 процентов. 

Состав любого насоса магистрального - это: синхронные или асинхронные электродвигатели; газовые турбины, которые имеют свободнопоршневые генераторы газа; стационарные газовые турбины, а также двигатели внутреннего сгорания. Кстати, в большинстве своем используют дизельные двигатели внутреннего сгорания. Для восприятия осевых и радиальных нагрузок применяются опорные подшипники качения, которые имеют высокую несущую способность. Передача крутящего момента от двигателя непосредственно к насосу реализована за счет упругой пластинчатой муфты. нефтеперекачивающий насосный маслосистема цех

Секционные насосы типа НМ - центробежные горизонтальные, в однокопусном секционном исполнении с рабочими колесами одностороннего входа.

Входной и напорный патрубки насоса направлены в противоположные стороны и присоединяются к технологическим трубопроводам с помощью фланцев.

Корпуса насосов рассчитаны на предельное рабочее давление 9,9 МПа, а концевые уплотнения ротора (торцового типа) - на давление 4,9 МПа.

Насосы укомплектованы асинхронными взрывозащищенными электродвигателями типа 2АРМП1 или 2АЗМП1 (асинхронными с разомкнутым или замкнутым циклом вентиляции под избыточным давлением). Допускается поставка насосов мощностью до 400 кВт с электродвигателем серии ВАО и мощностью до 800 кВт с электродвигателем серии 2АЗМВ1 (асинхронными во взрывонепроницаемой оболочке).

Спиральные насосы типа НМ - центробежные горизонтальные с двусторонним подводом жидкости к рабочему колесу и двухзавитковым спиральным отводом жидкости от рабочего колеса.Входной и напорный патрубки насоса направлены в противоположные стороны и присоединяются к технологическим трубопроводам сваркой.

Корпуса насосов рассчитаны на предельное рабочее давление 7,4 МПа, а концевые уплотнения ротора - механические, торцового типа - на давление 4,9 МПа.

Для передачи вращения от ротора электродвигателя к насосу применяются зубчатые муфты.

С целью повышения экономичности работы насосов в условиях длительной эксплуатации на пониженных подачах в насосах НМ 2500-230, НМ 3600- 230, НМ 5000-210, НМ 7000-210 и НМ 10000-210 применяются сменные роторы с рабочими колесами на подачу 0,5 и 0,7 от номинальной. Насос НМ 1250- 260 комплектуется одним сменным ротором на подачу 0,7 от номинальной, а область применения насоса НМ 10000-210 расширена за счет применения сменного ротора на подачу 1,25 от номинальной.

В качестве привода насосов используются электродвигатели взрывозащищенного исполнения серий СТДП (синхронный продуваемый с замкнутым циклом вентиляции), 2АРМП (синхронный продуваемый с разомкнутым циклом вентиляции) и 2АЗМВ1 (асинхронный во взрывонепроницаемой оболочке). По согласованию с заказчиком насосы могут быть поставлены с синхронными электродвигателями серии СТД обычного общепромышленного назначения (без продувки). В этом случае их устанавливают в отдельном от насосного зала помещении, защищенном от проникновения паров нефти и нефтепродуктов.

Рис.- 3.1.- Насос серии НМ

3.2 Вспомогательное оборудование НПС

Вспомогательные системы НПС служат для нормального функционирования магистральной насосной станции и должны всегда находиться в исправном работоспособном состоянии.

К вспомогательным системам НПС относятся системы:

· пенного пожаротушения;

· водоснабжения;

· канализации;

· теплоснабжения.

Система технического водоснабжения на насосной станции проектируется для целей санитарной очистки оборудования и помещений, а также для охлаждения узлов насосных и воздуходувных агрегатов. Вода на насосную станцию подводится из системы городского водоснабжения в бак с разрывом струи. Из бака вихревыми насосами марки ВК1/16 вода подается на технологические нужды. Предусматриваются два насоса: 1 рабочий и 1 резервный. Вода, поступающая на охлаждение, должна иметь жесткость не более 3,56 мг-экв/л, рН=6ч9, содержание взвешенных веществ до 50 мг/л и температуру t ? 30°С. Если вода предусматривается для уплотнения сальников насосов, то она подается с напором на 2ч5 м выше напора перекачиваемой сточной жидкости.

Система вентиляции. В грабельном помещении насосной станциикратность воздухообмена в час принимается равной 1:10. Объем вентилируемой подземной части насосной станции составляет 1500 м 3 (по данным геометрических измерений). Для обеспечения требуемого воздухообмена принимается 2 воздуходувные машина марки 360-21-1, производительностью 375 м 3 /мин, Р =18 м, масса агрегата- 3,46 т. При подаче воздуха должно создаваться избыточное давление в грабельном помещении не менее чем на 0,1 кг/см2 больше атмосферного. На станции устанавливаются 4 воздуходувной машины. По одной рабочей воздуходувки для приточной и вытяжной систем и по одной - резервной.

Дренажная система. Для отвода дренажных и промывных вод предусматривается уклон пола к приямку i = 0,1 (количество дренажных вод оценивается опытным путем, но может приниматься в пределах 1ч10 л/с). Объем приямка принимается в пределах 10ч15 минутной производительности дренажного насоса. Дренажные воды перекачиваются в приемный резервуар 1 насосом марки ГНОМ 10/10: Q=10 м 3 /ч, Н=10 м, N=1,1 кВт. Резервный насос может храниться на складе. По желанию заказчика можно установить консольные насосы.

Система маслоснабжения. Постоянное количество масла под давлением подается к подшипникам, редукторам, соединительным муфтам воздушных нагнетателей. Масло охлаждается в маслоохладителе водой, подаваемой от системы технического водоснабжения. Для периодического удаления отработанного масла из баков маслоустановок и подачи чистого масла на насосной станции предусматривается вспомогательная маслосистема. Для подачи масла устанавливаются два шестеренных насоса марки НМШ-32-10- 1-18/6,3-1. Система контроля подачи воды. Подача воды насосной станцией по каждому водоводу контролируется водомерами типа “Труба Вентури”. Водомеры устанавливаются в камерах на прямолинейных участках трубопроводов (длина участка до водомера L? 2ч 15 D и длина участка после водомера L? 5 D, назначаются в зависимости от соотношения диаметров прямолинейной и сужающей его.

Система пенного пожаротушения

Система пенного пожаротушения на НПС является составной частью системы противопожарной защиты объекта. Применение системы пенного пожаротушения на НПС обеспечивает достижение одной или нескольких из следующих целей:

· ликвидация пожара в помещении (здании) до возникновения критических значений опасных факторов пожара;

· ликвидация пожара в помещении (здании) до наступления пределов огнестойкости строительных конструкций;

· ликвидация пожара в помещении (здании) до причинения максимально допустимого ущерба защищаемому имуществу;

· ликвидация пожара в помещении (здании) до наступления опасности разрушения технологических установок.

Система пенного пожаротушения включает в себя:

· насосную пенотушения с пожарными насосами (один из насосов с приводом от дизельного двигателя), предназначенными для подачи пенообразователя «Подслойный», позволяющий получить пену низкой, средней и высокой кратности, в стационарную сеть пенотушения;

· емкость для хранения пенообразователя;

· систему пенопроводов с арматурой и пеногенераторами для подачи раствора в насосные, регуляторные давления, в резервуары с нефтью(подслойный способ подачи пены низкой кратности в слой нефти в нижний пояс резервуара);

· систему автоматики пенотушения и пожарной сигнализации.

При поступлении сигнала «Пожар» из любого защищаемого объекта, автоматически включается один из насосов, подающий раствор пенообразователя в напорный коллектор к месту возгорания.

Система водоснабжения НПС

Система предназначена для бесперебойного снабжения производственных и бытовых объектов водой в требуемых количествах и требуемого качества, а также для обеспечения нужд пожаротушения, в том числе охлаждения резервуаров с нефтью.

В состав системы водоснабжения входят:

· артезианские скважины;

· водонасосная;

· водопроводные сети;

· водонапорная башня, резервуары запаса воды;

· приборы потребления воды.

Рис.- 3.2.- Размещение системы пенного пожаротушения в здании НПС

Современная автоматическая система противопожарной защиты помещений НПС высокократной полидисперсной пеной основана на применении:

· дымоустойчивых генераторов высокократной пены, работающих на принципе двойной эжекции воздуха;

· системы хранения, дозирования и смешивания пенообразователя с водой, включающей емкости с пенообразователем и дозирующим устройством;

· фторсинтетического пленкообразующего пенообразователя;

· системы обнаружения пожара и автоматического запуска.

Автоматическая система пожаротушения высокократной полидисперсной пеной включает в себя:

· резервуары для хранения противопожарного запаса воды;

· емкости для хранения запаса пенообразователя;

· систему дозирования и смешения пенообразователя с водой;

· магистральные и распределительные растворопроводы с необходимой арматурой;

· дымоустойчивые генераторы высокократной пены;

· пожарные извещатели, устройства дистанционного пуска;

· приборы и устройства контроля и управления;

· устройства звуковой и световой сигнализации и оповещения о срабатывании установки;

· шлейфы пожарной сигнализации, электрические цепи питания, управления, контроля.

По воздействию на защищаемые объекты автоматические системы тушения пожаров высокократной пеной (АСТВ) подразделяются на:

· системы объемного тушения пожаров;

· системы локального тушения пожаров по объему.

Системы локального тушения пожаров пеной высокой кратности применяются для тушения пожаров отдельных агрегатов или оборудования в тех случаях, когда применение систем тушения пожаров для защиты помещения в целом технически невозможно или экономически нецелесообразно.

В АСТВ следует использовать только специальные пенообразователи, предназначенные для получения пены высокой кратности или универсальные фторсинтетические пленкообразующие пенообразователи, предназначенные для получения пены низкой, средней и высокой кратности.



4. Основное и вспомогательное оборудование насосного цеха

4.1 Основное оборудование насосного цеха

На нефтеперекачивающих станциях используются насосы следующего назначения:

- основные (магистральные) насосы (типа НМ), которые служат для перекачки нефти;

- подпорные насосы (типа НПВ), предназначенные для создания нормальных условий работы магистральных насосов;

- насосы для внутристанционной перекачки нефти; - маслонасосы (типа Ш, НМШ), используемые в системах смазки насосных агрегатов;

- водонасосы (типа СМ) -- для работы в системах оборотного водо- снабжения насосных агрегатов, служащих для охлаждения и разгрузки уплотнений;

- насосы откачки утечек;

- артезианские насосы системы водоснабжения;

- насосы промышленной и бытовой канализации (типа СМ, ФГУ);

- насосы системы отопления;

- насосы системы пенотушения и пожаротушения и противопожарною водоснабжения (типа ЦН, СМ, ВКО, ВК).

Основная и подпорная насосные (или насосные цеха) предназначены для размещения в них соответственно магистральных и подпорных mice» сов, осуществляющих перекачку нефти или нефтепродуктов. Кроме млей сов в них монтируются вспомогательные системы, предназначенные дли обеспечения надежной работы насосов в заданных параметрах:

- система разгрузки и охлаждения торцевых уплотнений;

- система смазки и охлаждения подшипников насосов и двигателем, - система охлаждения насосно-силового агрегата;

- система сбора утечек и торцевых уплотнений;

- система подготовки и подачи сжатого воздуха.

Ротор насоса - отдельная сборочная единица , определяющая динамическую устойчивость работы насоса , его надёжность , долговечность и экономичность Ротор насоса состоит из вала с насаженными на него рабочим колесом, защитными втулками , дистанционными кольцами и крепёжными деталями . Вал предназначен для передачи момента вращения от электродвигателя к рабочему колесу, неподвижно закреплённому на валу при помощи шпонок и установочных гаек. Правильная установка ротора в корпус в осевом направлении достигается подгонкой толщины дистанционного кольца . Ротор насоса центруется перемещением корпусов подшипников с помощью регулировочных валков , после чего корпуса подшипников штифтуются . Опорами ротора являются подшипники скольжения с принудительной смазкой. Количество масла , подводимого к подшипникам регулируется с помощью дроссельных шайб , установленным на подводе масла к подшипникам . В случае аварийного отключения электроэнергии масло подаётся к шейкам вала смазочными кольцами . Для восприятия остаточных неуравновешенных сил служит радиально-упорный сдвоенный шарикоподшипник с принудительной смазкой . Концевые уплотнения ротора механические , рассчитаны на рабочее давление 4,9 МПа . Конструкция торцевого уплотнения допускает разборку и сборку насоса без демонтажа крышки насоса и корпусов подшипников . Герметизация торцовых уплотнений обеспечивается плотным прилеганием неподвижного кольца к вращающемуся кольцу за счёт гидростатического давления жидкости . Максимальный диаметр вала насоса выбирается в месте посадки рабочего колеса , а к концам диаметр вала ступенчато уменьшается . Посадочные размеры вала обрабатываются по второму классу точности . Валы нефтяных насосов изготовляют из сталей 40Х(ГОСТ 4543-71) и 30Х1(ГОСТ5632-72) . Основной элемент ротора и насоса - рабочее колесо , в котором механическая энергия , получаемая от электродвигателя , преобразуется в гидравлическую энергию перекачиваемой жидкости . На насосах НМ 10000-210 применяется рабочее колесо с двухсторонним входом которое выполняется цельнолитым и представляет собой как бы два колеса с односторонним входом , сложенные основными дисками. Это колесо имеет один основной и два передних диска . Основное достоинство таких рабочих колёс - их хорошая осевая уравновешенность. Вращение от ротора электродвигателя к насосу передаётся с помощью зубчатой муфты с проставкой между внешними обоймами . При снятии проставки демонтаж зубчатой муфты и торцовых уплотнений обеспечивается без снятия крышки корпуса и электродвигателя . Если в качестве привода используется двигатель в обычном исполнении , насос и двигатель устанавливаются в изолированных друг от друга помещениях . Помещения изолируются с помощью воздушной завесы , образующейся в щелевом зазоре между зубчатой втулкой электродвигателя и воздушной камерой при подаче в камеру сжатого воздуха . Минимальный перепад давления между воздушной камерой и помещением насосной 0,03 м. Чтобы повысить экономичность работы насосов , в период поэтапного освоения нефтепроводов предусматривается применение сменных роторов с рабочими колёсами на подачу 0,5 и 0,7 от номинальной . Для расширения области применения насоса НМ 10000-210 до подачи 12000 м3/ч в нём предусмотрено применение сменного ротора на подачу 1,25 от номинальной.

Синхронными электродвигателями называются машины переменного тока, у которых угловая скорость вращения ротора равна угловой скорости вращения поля. При работе синхронного двигателя обмотка статора питается от переменного тока, а обмотка ротора - от постоянного. Роторная обмотка называется обмоткой возбуждения. Взаимодействие магнитных полей ротора и статора создает электромагнитный вращающий момент. При включении синхронного двигателя в работу кроме обмотки возбуждения необходима еще дополнительная пусковая обмотка (короткозамкнутая или фазная). Как только двигатель достигает необходимой скорости, в обмотку возбуждения подается ток и двигатель начинает работать в синхронном режиме. Магистральные насосы (основные и подпорные) имеют мощность электродвигателей от 450 до 8000 кВт. Для насосов с подачей 3600 м3 /ч и более, имеющих большие мощности, предпочтение отдается синхронным двигателям, как более экономичным. Электродвигатели как асинхронные, так и синхронные имеют высокий КПД (в пределах от 0,96 до 0,99).

Насосные цеха могут быть закрытыми, т. е. расположенными в здани- ях, и открытыми, в которых насосные агрегаты размещены под навесами или на открытых площадках. Конструкцию здания насосного цеха выбирают в зависимости от кли- матических условий и наличия строительных материалов, В последние годы здание насосного цеха принято делать каркасным, как правило, одноэтажным. Длина каждого отделения закрытой насосной не должна превышать 90 м. При большей длине насосная должна разделяться несго- раемыми стенами на отсеки. Если электродвигатели насосов изготовлены во взрывозащищенном исполнении, они устанавливаются в одном зале с насосами, в противном случае машинный зал и зал электродвигателей делаются раздельными с от- дельными входами и выходами, а между приводом и насосом сооружается огнестойкая воздухонепроницаемая стена (перегородка). В месте прохода вала, соединяющего двигатель с насосом, через стену следует предусмотреть футляр из стальных труб на всю толщину стены и специальные герме- тизирующие устройства (сальники из несгораемых материалов или метал- лические мембраны). Для предупреждения попадания паров нефти в зал электродвигателя в места прохождения валов необходимо подавать чистый воздух с помощью принудительной приточной системы вентиляции. Установка магистральных насосов производится либо на фундамент- ных рамах, а электродвигателей - на фундаментных плитах, поставляемых заводами-изготовителями комплектно с агрегатами, либо на общих фундаментах с металлическими опорными рамами. Расстояние между насосами в насосном цехе не превышает 12 м. Вспомогательные системы размещают, как правило, следующим образом: блок откачки утечек и систему разгрузки торцовых уплотнений располагают в насосном зале, а маслосистема располагается в специально заглубленной части зала электродвигателей.

4.2 Вспомогательное оборудование насосного цеха

Каждый насосный агрегат оборудован и оснащен системами:

- маслосмазки;

- утечек нефти;

- система охлаждения;

- вентиляции.

Система маслосмазки предназначена для принудительной смазки подшипников качения и скольжения насосов и электродвигателей. В качестве смазки подшипников применяется турбинное масло Т-22 или Т-30 (использование масла ТП-22С согласовывается с заводом изготовителем). Техническая характеристика масла, применяемого в системе маслосмазки, должна соответствовать требованиям ГОСТ 32-74. Система смазки магистральных насосных агрегатов состоит из рабочего и резервного масляного насосов, оборудованных фильтрами очистки масла, рабочего и резервного маслобаков, аккумулирующего маслобака и маслоохладителей. Масло с основного маслобака забирается работающим маслонасосом, проходит через маслофильтр и подается на маслоохладители, откуда поступает в аккумулирующий бак, расположенный на высоте 6 ... 8 м от уровня пола насосной. С аккумулирующего бака масло подается к подшипникам насосного агрегата и далее возвращается в маслобак. Рабочая температура масла в общем коллекторе перед поступлением на магистральные насосные агрегаты должна находится в интервале от +35 до +55 °С, при превышении температуры масла на выходе из маслоохладителя более +55 °С, автоматически включаются дополнительные вентиляторы обдува. При низкой температуре масла допускается работа маслосистемы, минуя маслоохладители.

Централизованная система смазки и охлаждения насосных агрегатов поставляется вместе с самим насосным агрегатом и предназначена для принудительной смазки подшипников насосов и электродвигателей. Она состоит (см. рисунок 5.1) из рабочего и резервного баков для масла, аварийного маслобака ЕА, рабочего и резервного масляных насосов Н-1 и Н-2, фильтров для очистки масла Ф1 и маслоохладителей (аппаратов воздушного охлаждения АВОМ). Масло из основного маслобака забирается масляным насосом, проходит через маслофильтр и подается в маслоохладители, откуда поступает в аварийный бак. Он расположен выше уровня оси вала насосов НМ-1-НМ-4 и назван так потому, что служит для снабжения маслом подшипников в период отсутствия электроэнергии на станции. Из аварийного бака масло самотеком подается к подшипникам насосного агрегата и далее самотеком возвращается в маслобак.

Рисунок - 4.1 - Схема системы маслоснабжения насосных агрегатов

В качестве смазки подшипников применяется турбинное масло марки Т-22, Т-22л, Т-30 или Т-46. Температура масла в коллекторе перед поступлением в подшипники насосного агрегата не должна быть выше 35 °С, на выходе -- не выше 55 °С. Давление масла в системе перед подшипниками должно находиться в пределах 0-0,08 МПа.



5. Расчет потребности масла на заполнение маслосистем

Потребность масла по маркам на заполнение маслосистем вновь вводимых или заменяемых для предприятия определяется числом агрегатов и вместимостью маслосистем

где V_i- вместимость маслосистемы ГПА i-го типа;

n_iВ - число вновь вводимых ГПА i-го типа на планируемый период.

Безвозвратный расход масла при пусконаладочных работах не должен превышать 20% вместимости ГПА i-го типа.

Суммарная потребность масла на пуско-наладку и заполнение маслосистемы ГПА i-го типа составит

Заключение

В данной работе была дана характеристика НПС, предоставлена технологическая схема НПС, была описана работа основного и вспомогательного оборудования НПС и насосного цеха, был произведен расчет вспомогательной системы (маслоснабжения). Выполнена графическая работа: технологическая схема



Список литературы

1 Проектирование и эксплуатация насосных и компрессорных станций: Учебник для вузов / А. М. Шаммазов, В. Н. Александров, А. И. Гольянов и др.- М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2003,- 126 с.

2 Корж В.В., Сальников А.В. Эксплуатация и ремонт оборудования насосных и компрессорных станций, 2010.- 132 с.

3 . Гумеров А.Г. Гумеров Р.С. Акбердин А.М. Эксплуатация оборудования нефтеперекачивающих станций, 2001.- 98 с.

Размещено на Allbest.ru

...