Импортозамещение энергетического оборудования

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Принцип работы крионасоса

2. Применение крионасосов

Заключение

Список литературы

Введение

В чем причина успеха погружных центробежных насосов? Все просто. Погружные центробежные насосы в силу чисто конструктивных причин лишены большинства проблем и недостатков, характерных для центробежных насосов традиционной компоновки, состоящих из рабочего колеса, помещенного внутри литого корпуса, и соединенного с обычным электродвигателем через мультипликатор или без него. Между проточной частью насоса и двигателем или мультипликатором устанавливается механическое или лабиринтное уплотнение. В погружном центробежном насосе уплотнения нет, так как рабочее колесо или набор рабочих колес находятся в общем корпусе с электродвигателем. Погружной насос является герметичным - уплотнение ему не нужно. В погружном насосе полностью отсутствует не только уплотнение, но и система смазки подшипников. Это герметичный насос, в котором уплотнения не нужны, а смазкой подшипников является рабочая средаГерметичный насос построен на конструктивной концепции единого вала, на котором установлены все гидравлические компоненты насоса (рабочие колеса, импеллеры), а так же ротор и подшипники двигателя. Погруженный вал обеспечивает охлаждение шариковых подшипников рабочей средой, так как насос установлен внутри сосуда, работающего под давлением, и полностью погружен в перекачиваемую жидкость.

Погружные насосы гораздо менее шумные, чем насосы с внешней установкой двигателя, так как рабочая среда действует как поглощающий шум буфер. Это значительно уменьшает общий уровень шума, передаваемого на наружную поверхность корпуса. Обычно для погружных насосов применяют корпуса с экранно-вакуумной изоляцией, и уровень шума при этом стремится к нулю. Это понятно - вакуум не может передавать звуковые колебания. Вакуумная изоляция помимо своей основной функции резкого снижения теплопритоков создает дополнительный эффект звукоизоляции и дает дополнительный бонус для службы эксплуатации.

1. Принцип работы крионасоса

Криогенные насосы используют обычно трёх видов: турбомолекулярный насос, масляный диффузионный насос и крионасос, обычно один из них используют тогда, когда необходимо создать разряжение в пределах от 10-3 до 10-10 Торр.В процессе эксплуатации наиболее простым является крионасос, который эффективен в случае быстрой откачки, не загрязняя откачиваемый объем.

Вне зависимости от того, какой из насосов вы будете использовать, принцип создания вакуума заключается в полном удалении газа из герметичного рабочего пространства. Привычные способы откачки имеют свойство продавливать молекулы сквозь насос, а криогенные насосы вымораживают газы до затвердевшего состояния, тем самым уменьшая давление паров, пока не создастся самый что ни на есть высокий вакуум. Гелий, который под давлением поступает на головку поршня, расширяется и охлаждает решётки.

Внешний их ряд охлаждается до 80 К и используется для конденсации паров жидкостей, которые обычно являются основной газовой нагрузкой. Во внутреннем ряде температура понижается до 15 К и она предназначена для основной части оставшихся газов. Все конденсирующиеся газы переходят в твердое состояние с давлением паров менее 10-12 Торр. Не конденсируемые газы, такие как гелий, водород и неон одновременно адсорбируется слоем из капсулированного активированного (древесного) угля, охлажденного до 15 К.

Криогенные центробежные насосы - это аппараты, которые предназначены для перекачивания криогенных жидкостей, а также углекислоты из транспортных автоцистерн в стационарные резервуары. Все оборудование насосного агрегата смонтировано на единой раме. В составе агрегата:

-центробежный насос с торцовым уплотнением,

-трубопроводы,

-металлорукава,

-арматура (ручные клапаны) на напорной и дренажной линиях,

-предохранительный клапан на линии всасывания,

-фильтр на линии всасывания,

-обратный клапан на напорной линии,

-манометры и датчики давления и температуры (при необходимости),

-электрошкаф с преобразователем частоты для изменения напора насоса в широком диапазоне.

Кислородный криогенный центробежный насосный агрегат в стационарном исполнении

Рисунок 1 Кислородный криогенный центробежный насосный агрегат в мобильном исполнении с гибкой подводкой из металлорукавов и защитным транспортным кожухом

Данные насосы достаточно надежные. Двигатель насоса защищен от перегрузки по току, сам насос защищен по кавитационному срыву. Оборудование агрегата защищено от превышения давления выше допустимого, обезжирено по требованиям работы с кислородом. Криогенные центробежные насосные агрегаты могут применяться для перекачивания криогенных жидкостей любым потребителям, в том числе и при наличии требований о непрерывной постоянной работе. В этом случае используются, как привило, два насоса - основной и резервный.

При непрерывной работе насосы и оборудование установки может иметь вакуумную или иную теплоизоляцию. Насос криогенный с вакуумной изоляцией гораздо более надежен и может применяться на разных производствах. центробежный насос редуктор криогенный

Криогенные вакуумные насосы - современные установки, с высокой скоростью откачки, способные создавать предельно «чистый» вакуум. Существуют следующие виды криогенных вакуумных насосов:

-криогенный насос для этилена;

-криогенный насос для жидкого аргона;

-криогенный насос для жидкого кислорода.

Рисунок 2 Криогенный насос для этилена

Криогенный насос для этилена состоит из следующих частей:

-центробежного насоса с фланцами электродвигателя;

-рамы-основания и трубопроводной обвязки с гибким всасывающим трубопроводом, предохранительным клапаном низкого давления на стороне всасывания, одним коническим фильтром, обратным клапаном и электроклапаном для системы смазки подшипников;

-устройства защиты ATEX

-электронной панели управления.

Криогенный насос для жидкого аргона и криогенный насос для жидкого кислорода имеют схожее строение.

На производствах чаще всего используются криогенные поршневые насосы. Это универсальный аппарат, который может наполнить баллон любым материалом: кислородом, азотом, аргоном, водородом, компримированным природным газом, углекислотой. Эти насосы служат для закачки различного газа в нефтяные пласты для увеличения добычи нефти. Он служит для закачки моторного топлива (сжиженного природного газа) на морском, железнодорожном и автомобильном транспорте.

Рисунок 3 Схема поршневого криогенного насоса

Криогенные погружные насосы имеют схожую конструкцию. Они, как и поршневые криогенные насосы, используются для транспортировки различных сжиженных газов, таких как СПГ и СГН.

Припокупки любого типа насоса необходимо особое внимание уделить уплотнению, используемому в насосе и конструкции уплотнительного узла. Его качественная конструкция повышает производительные качества аппарата и повышает экономичность его использования. Данные узлы также необходимы для бесперебойной работы насосы.

2. Применение крионасосов

Крионассосы используют в качестве высоковакуумных испарителей (при нанесении разнообразных электронных и оптических тонких пленок путем испарения или металлизации напылением). Крионасосы сверхвысокого вакуума работают в системах, изучающих физику поверхности и молекулярно-пучковую эпитаксию. Так что, применение их в лабораториях вполне оправдано. При производстве полупроводников крионасосы работают в установках вакуумного напыления металлов. Это несколько упрощает довольно сложное производство и удешевляет процесс изготовления дорогостоящих деталей. Используют криогенные насосы и для высококачественной обработки металла. Малые криогенные насосы используются на загрузочном шлюзе вакуумных систем и в аналитических приборах. Наиболее популярные криовакуумные насосы используются в коммерческих полупроводниковых производственных системах.

Криогенный вакуумный насос особенности применения и конструкции. Выбор криогенных насосов -- преимущества использования

Криогенный насос -- вакуумный насос, действие которого основывается на сорбции или конденсации газа на рабочую поверхность, которая была охлаждена до чрезвычайно низких температур. Иными словами, это насосы для сжиженныхгазов(НСГ) или сложные насосы, которые нужны для их быстрого перекачивания. Среди таких газов метан, водород, гелий, кислород, азот и другие. Это насосы повышенной быстроходности с компактным механическим редуктором и регулированием подачи при помощи изменения числа двойных ходов поршня.

Рисунок 4 Насосы повышенной быстроходности с компактным механическим редуктором

-криогенный насос;

-криогенные вакуумные насосы;

-центробежный криогенный насос;

-насос криогенный поршневой;

-насос криогенный с вакуумной изоляцией;

-принцип работы криогенного насоса;

-криогенные погружные насосы;

-гелиевый криогенный вакуумный насос;

-криогенные насосы для спг;

-криогенные насосы vanzetti;

-криогенные центробежные насосы китай цена;

-уплотнения для криогенных насосов;

-датчик рт100 для криогенных насосов;

-блок управления насоса вакуумного криогенного цена.

Криогенные вакуумные насосы -- идеальное средство для применения, которые требуют глубокого безмасляного вакуума и весьма внушительных скоростей откачивания. В них используются двухступенчатые криорефрижераторы, которые работают по циклу Гиффорда-МакМагона, где в качестве хладагента используется газообразный гелий.

Применение контроллеров для управления системами криогенной откачки дает уникальную возможность сделать автоматическим весь процесс регенерации, обеспечивая автоматическое переключение между работающими насосами во время откачки.

Для заливки небольших сосудов и заправки автоцистерн используют центробежный криогенный насос. Основными его преимуществами являются:

-механическая передача с композитным кольцом, срок службы которого примерно в четыре раза превосходит срок эксплуатации классических графитовых колец;

-холодная (криогенная) часть изготавливается из бронзы;

-высокоэффективный защитный кожух, полый вал;

-компактный насос с легким редуктором;

-семиступенчатая зубчатая передача;

-низкий уровень шума.

Предназначен для подачи сжиженной двуокиси углерода из криогенных и изотермических резервуаров под давлением насос криогенный поршневой, который также необходим для закачки и наполнения баллонов. Они также могут иметь дополнительную комплектацию в виде шкафа и панель управления. Их следует устанавливать исключительно на открытых участках поблизости от расходного резервуара.

Рисунок 5 Насос криогенный с вакуумной изоляцией

Насос криогенный с вакуумной изоляцией прекрасно справляется со льдом и влажными испарениями, в которых достаточно часто возникают проблемы в процессе использования трубопроводов с пенной изоляцией или мягких вакуумных трубопроводов.

Как правило, принцип работы криогенного насоса заключается в конденсации. Вода достаточно просто улавливается криогенными поверхностями, а при 130 К достигается желаемое равновесие в давлении пара, которое обеспечивает эффективность более 99% во время откачивания до отметки давления ниже 10-10 Торр. Функционирование поверхности такого насоса в диапазоне от 65 до 90 К характеризуется 100%-й эффективностью при откачивании воды и газовых скоплений с достаточно высокой молекулярной массой, а также паров в любой вакуумной системе. Именно в этом диапазоне конденсат выглядит как твердое вещество, похожее на лед.

Процесс конденсации нуждается в необходимом отводе теплоты газа сквозь соприкосновение его молекул с охлажденными поверхностями. Количество теплоты, удаляемой из газов при температуре, близкой к комнатной, весьма низкое. Для азота конверсия газа при 300 К в твердое вещество при 20 К -- это сложный, хотя и мгновенный процесс.

Криогенные погружные насосы имеют герметичную конструкцию, которая предполагает размещение самого насоса непосредственно в криогенной жидкости. Именно благодаря этому насосы великолепно подойдут для регулярного функционирования, а также для моментов, когда необходимо последовательное включение и выключение. Их используют для перекачки сжиженных газов, загрузки и разгрузки грузовых автомобилей и контейнеров для сохранения криогенных жидкостей.

Гелиевый криогенный вакуумный насос разработан так, что он в состоянии обеспечить максимальный уровень холодопроизводительности абсолютно при любой нагрузке. А вот криогенные насосы для спг имеют центробежную подачу топливного газа, который находится под высоким давлением (300 бар и более) для прямой подачи к двухходовым дизельным двигателям. Они активно задействуются практически везде, где существует сеть для сжиженного природного газа: на добывающих станциях, на оборудовании для перевозки СПГ, а также на станциях для заправки автомобилей природным газом.

Высокоэффективные криогенные насосы vanzetti используются для перекачки и закачки в специально отведенные емкости и резервуары сжиженных газов, таких как кислород, аргон и азот. В зависимости от конструкции и наличия определенного набора функций они подразделяются на центробежные, поршневые и погружные. Некоторые выбирают криогенные центробежные насосы Китай, цена на которые значительно ниже.

Уплотнения для криогенных насосов применяются в условиях, которые требуют глубокого безмасляного вакуума, а также высокой скорости откачки. Они очень надежны и гарантируют отсутствие утечки. Еще большой популярностью пользуется датчик рт100 для криогенных насосов.

Если вам необходим качественный и высокоэффективный блок управления насоса вакуумного криогенного цена на который крайне низкая, то ознакомьтесь с наиболее востребованными производителями, которые давно зарекомендовали себя на рынке этой продукции. Он обеспечивает автоматическое переключение режимов работы насосов последовательно или через заданные временные промежутки. Для некоторых случаев есть и ручное управление.

Криогенные насосы применяют в высоковакуумных испарителях. Отсутствие обратного потока масляного пара и полезная способность достигать отметки давления в 10-7 Торр и ниже делают эти устройства весьма привлекательными для использования при нанесении разнообразных электронных и оптических тонких пленок путем испарения или металлизации напылением. Модели изделий сверхвысокого вакуума приходят в действие при давлении от 10-8 до 10-11 Торр в системах, изучающих физику поверхности и молекулярно-пучковую эпитаксию.

В полупроводниковой промышленности существует целый ряд специализированных областей, где обязательно применяются системы напыления тонких пленок и процессы, которые значительно побеждают от использования высокоскоростных систем откачивания водяного пара. Это следующие области: оптоэлектроника, сложные полупроводниковые приборы, устройства SAW, дискретные компоненты и другие. Применение этих конденсирующих устройств гораздо более выгодно со всех точек зрения, поэтому они так широко применяются в различных сферах промышленности. К тому же, они экономически выгодны и более эффективны.

Как уже отмечалось, подачу СПГ потребителю можно осуществлять с помощью центробежных электронасосов. При их конструировании необходимо выполнить ряд условий, учитывающих специфику этого продукта.

Наличие изоляции насосов и трубопроводов является обязательным условием работы системы заправки СПГ, так как в противном случае выполнение необходимых температурных режимов заправки, термостатирования и подпитки окажется невозможными ввиду значительных теплопритоков к СПГ из окружающей среды. В этом случае прогрев будет препятствовать созданию требуемого подпора на всасывании электронасосов, а при недостаточном подпоре на всасывании в проточной части центробежного насоса возникнут кавитационные явления, следствием чего является срыв его работы.

При вакуумной изоляции вакуумнаятюлость электронасоса должна быть замкнутой, т. е. герметичной, и иметь собственный вакуумный вентиль для обеспечения откачки вакуумной полости, а также предохранительное устройство для защиты полости, например мембрану. Для упрощения и удешевления конструкции насоса вакуумную полость насоса можно объединить с вакуумными полостями трубопроводов системы заправки в единое замкнутое пространство. В этом случае на трубопроводе системы устанавливаются единые средства вакуумирования, контроля остаточного давления в вакуумной полости и предохранительные устройства на трубопроводе системы.

В центробежных выносных насосах для СПГ применение контактного торцевого уплотнения вала неприемлемо ввиду его негер-метичности, а применение лабиринтного уплотнения требует использования нейтрального газа (азота) для поддува уплотнения, а также высокой точности изготовления, что априори ведет к удорожанию и усложнению уплотнения.

Электронасос, как и любое оборудование, работающее на СПГ, для обеспечения безопасности при эксплуатации требует проведения газовой подготовки нейтральным газом перед подачей СПГ, которую целесообразно выполнять газообразным азотом.

В рамках работы были рассмотрены существующие конструкции электронасосов для перекачки жидкого кислорода с различными

параметрами (НкпГЗ-25/50, НкпГЗ-50/80, НкпГЗ-100/100) с целью возможности их использования для перекачки СПГ. Аббревиатура НкпГ означает тип насоса (насос криогенного продукта герметичный), 3 -- исполнение корпуса (под вакуумную изоляцию), цифры 25, 50, 100-- номинальную подачу, м3/ч; 50, 80 и 100-- номинальный напор, м.

Регулирование режима работы этих насосов осуществляют с помощью арматуры, установленной на напорном трубопроводе насоса при неизменной частоте тока электропитания. В последнее время разработано устройство, позволяющее регулировать режим работы насоса с помощью преобразователя частоты, т. е. изменять частоту тока, подаваемого на электродвигатель при неизменном положении арматуры на напорном трубопроводе насоса.

Проведенный анализ показал, что ни один из рассмотренных электронасосов полностью не может быть использован для работы на СПГ, в то же время каждый из них имеет отдельные конструктивные особенности, которые могут быть использованы при создании такого насоса.

При создании выносного насоса для перекачки СПГ нужно учитывать, что:

-его конструкция должна быть герметичной, аналогично конструкции электронасоса НкпП-12,5/260;

-конструкция корпуса насоса должна обеспечивать использование изоляции, например вакуумной, аналогично конструкции электронасоса НкпГЗ-100/80а;

-насос должен иметь вертикальное расположение вала и быть одно- или многоступенчатым.

Как следует из изложенного выше, при работе сгерметичная конструкция насоса -- единое целое насоса и двигателя. Внутренняя полость насосной части должна быть соединена с внутренней полостью двигателя и образовывать единый замкнутый объем, герметичный по отношению к окружающей среде. Такую конструкцию можно создать, используя идею погружного электронасоса.

Вертикальное расположение вала электронасоса препятствует проникновению жидкой рабочей среды во внутреннюю полость двигателя, которая при работе электронасоса заполнена газовой фазой рабочей среды

Герметичность конструкции электронасоса обеспечивается путем реализации ряда сложных технических решений, а именно:

-разработкой для привода насоса специального двигателя, имеющего герметичную конструкцию корпуса и устройства выводов. Герметичный асинхронный двигатель требует специальной разработки, выполнения необходимого цикла испытаний, что приводит к его удорожанию;

-использованием дополнительного двигателя с вентилятором для охлаждения основного двигателя насоса при его работе;

-изготовлением специальной конструкции удлиненного вала (взамен вала двигателя и отдельного вала насоса).

В качестве альтернативы охлаждению основного двигателя с помощью отдельного вентилятора может использоваться охлаждение его парами рабочей среды, для чего часть жидкости из напорного трубопровода подается в специальную рубашку на корпусе двигателя, где она испаряется, далее поступает в линию всасывания и конденсируется в основном потоке рабочей среды.

Применение центробежного насоса погружного типа позволит осуществлять и слив СПГ из крупных изотермических резервуаров.

Советуем Вам также рассмотреть вопрос о самозащелкивающейсяфальцевой кровли.

Этот насос обладает рядом преимуществ по сравнению с выносными: полной герметичностью, отсутствием проблем соединений, относительной простотой. На крупных хранилищах СПГ за рубежом применяются центробежные насосы именно погружного типа.

Заключение

Долгий срок службы и надежность двигателя погружного насоса обусловлены отсутствием поломок, которые обычно приводят к ухудшению работы и преждевременному выходу из строя двигателей обычных насосов...

Погружные насосы является универсальными. Основная конфигурация насоса со всеми его особенностями и преимуществами может быть адаптирована для различных приложений как в статических, так и в динамических условиях, включая стационарные, передвижные и мобильные применения: процессные насосы технологических установок; топливные системы судовых и железнодорожных силовых установок; перекачивание криогенных жидкостей при сливе конечным потребителям; заправка автомобильных топливных баков сжиженным природным газом; системы хранения и т.п.

Погружной насос в своей основе безопасен. Чаще всего погружные центробежные насосы применяют для самых опасных и ответственных случаев работы с пожаровзрывоопасными средами. Такой средой является в первую очередь сжиженный природный газ или этилен. При работе с погружным насосом нет необходимости устанавливать взрывозащищенный двигатель. Внутри резервуара всегда имеется избыточное давление рабочей среды, которое обусловлено низкой температурой кипения жидкости. Это исключает возможность попадания в резервуар воздуха из окружающей среды. Исключение самой возможности контакта рабочей среды с кислородом устраняет один из ключевых элементов треугольника пожароопасной ситуации. Действительно, для возникновения риска возгорания необходимо одновременное сочетание трех факторов: наличие окислителя, восстановителя и источника возгорания. Исключение возможности попадания в корпус насоса окислителя устраняет риск возгорания. Соблюдение этих мер приводит к безопасной не взрывоопасной операционной среде. Поскольку погружной насос полностью находится внутри сосуда, работающего под давлением, риск ненамеренного повреждения оборудования или персонала значительно снижается.

Список литературы

1.Спасский К. Н., Шаумян В. В. Новые насосы для малых подач и высоких напоров. М., «Машиностроение», 1972, 160 с.

2.Байбиков А. С, Караханьян В. К, Гидродинамика вспомогательных трактов лопастных машин. М.: Машиностроение,-1982. -- 112 с, ил.

3.Механические вакуумные насосы/Е. С. Фролов, И. В. Автономова, В. И. Васильев и др. -- М.: Машиностроение, 1989. -- 288 с: ил.

4. Борозденков В. И. Вакуум-насосы в химической промышленности. М.: Машиностроение., 1964.- 50 с.

5.http://techlib.org/gidravlika-i-pnevmatika/nasosy/

6http://www.mvif.ru/ts-34.-osobennosti-i-preimushhestva-pogruzhnyh-centrobezhnyh-kriogennyh-nasosov

7. https://dic.academic.ru/dic.nsf/bse/100024/Криогенный