Насос откачки ДТ Н-3

Обессоленная и обезвоженная нефть из электродегидратора Э-3 поступает в трубное пространство теплообменников Т-3, 3а, 3б, где подогревается мазутом, откачиваемым с установки. Затем нефть двумя потоками проходит через конвекционную камеру печи П-1 (23 трубы в потоке), нагревается до температуры 220°С и поступает в предварительный испаритель К-1 для выделения легкой бензиновой фракции. В колонне К-1 смонтировано 14 ярусов перекрестно-точных насадок. С верха колонны К-1 газы, пары бензина, воды поступают в конденсаторы воздушного охлаждения КBO-1, 2, 3, 4, затем концевой холодильник КХ-1, откуда газ, сконденсированный бензин и вода поступают в емкость Е-1. Часть бензина, с выкида насоса Н-6, (6а,7а), смешивается с нейтрализатором, подаваемым насосом Н-27, и ингибитором, подаваемым насосом Н-26, и подаётся в шлем колонны К-1 для защиты конденсационного оборудования от коррозии. Газ с верха Е-1 проходит теплообменник Т-5, где подогревается за счет охлаждения фракции ТС, и поступает на форсунки печи П-1, а избыток газа через клапан регулятора давления в колонне К-1 сбрасывается в общезаводскую топливную систему.

Отбензиненная нефть с низа К-1 насосами Н-2 (2а) подается в П-1 двумя потоками, где проходит 27 труб подового экрана, 11 труб фронтального экрана, 18 труб потолочного экрана (в каждом потоке), нагревается до температуры не выше 370°С и двумя потоками подается в эвапарационное пространство колонны К-2. С верха колонны К-2 газ, пары бензина и воды поступают в погружной конденсатор-холодильник Х-7 и далее в емкость Е-2. В емкости Е-2 вода отделяется от бензиновой фракции и дренируется в промышленную канализацию

Бензин из Е-2 забирается насосами Н-7 (7а, 6) и подается на верхний ярус колонны К-2 в виде острого орошения для поддержания температуры верха колонны не выше 180 °С. Избыток бензина из емкости Е-2 откачивается с установки.

Избыточное тепло в колонне К-2 снимается средним циркуляционным орошением, с целью обеспечения качества отбираемых продуктов по следующее схеме:

- с 13 яруса К-2 флегма поступает на прием насосов Н-3 (3а), затем прокачивается через межтрубное пространство теплообменников Т-1, 1а, где отдает тепло нефти, и поступает на 11 ярус колонны К-2.

Из колонны К-2 отводятся два боковых погона, каждый из которых направляется в соответствующую секцию отпарной колонны.

С 5 и 7 яруса колонны К-2 выводится керосиновая фракция (ТС) в отпарную колонну К-4. Не сконденсированные легкие фракции возвращаются на 4 ярус колонны К-2. С низа колонны К-4 фракция ТС поступает на прием насосов Н-9 (9а), через клапан регулятора уровня К-4 поз.LIC-51 проходит теплообменник Т-5, две секции погружного холодильника Х-6 и откачивается с установки по назначению.

С 15 яруса колонны К-2 выводится фракция дизельного топлива (ДТ) в отпарную колонну К-3. Не сконденсированные легкие фракции возвращаются на 14 ярус колонны К-2. С низа отпарной колонны К-3 дизельное топливо насосами Н-4,(3а), прокачивается через теплообменники Т-2а, 2, погружной холодильник Х-3 (три секции) и выводится с установки по назначению. Имеется возможность подачи ДТ в качестве нижнего орошения К-2 на 17 ярус. В низ отпарной колонны К-4 подается перегретый острый пар

Мазут с низа атмосферной колонны К-2 насосами Н-5, (5а) поступает в теплообменники Т-3б, 3а, 3, где охлаждается обессоленной нефтью, далее проходит водяной погружной холодильник Х-4, 5 (три секции) и откачивается с установки по назначению.

1.2 Материальное исполнение аппарата. Обоснование выбора материалов для изготовления

Особенно актуальной данная проблема является при подборе химических насосов, а также для насосов, перекачивающих жидкости, которые содержат в своем составе различные твердые абразивные частицы. В этом случае материал, из которого может быть сделан насос, должен быть химически инертным к данным жидкостям. Выбор материала для насоса сегодня максимально упрощен, так как существует таблица Дехема, которая позволяет быстро узнать степень устойчивости материала к воздействию со стороны того или иного вещества, а также возможность применения конкретного материала. Данная таблица служит только ориентиром, но не является истиной в последней инстанции. Речь идет о том, что стойкость материала к тому или иному агрессивному веществу определяется целым рядом факторов. Так, например, один и тот же материал может по-разному реагировать в том случае, если повышается температура, скорость обтекания, давление и так далее. Кроме этого весьма важное значение имеет правильность обработки материала, так как в противном случае может произойти нарушение структуры металла и он будет иметь другие характеристики. В результате очень важным является приобретение насоса от проверенного и надежного производителя, это позволит гарантировать его технические характеристики на заявленном уровне и, следовательно, качественную и долговечную работу насоса на протяжении длительного времени.

В общем случае, наиболее популярными материалами для производства насосов являются:

-бронза;

-ковкий чугун;

-серый чугун;

-нержавеющая саль;

-хромомолибденовая сталь;

-углеродистая сталь;

-фторопласт;

-фарфор;

-стеклопластик;

В качестве примера давайте рассмотрим более подробно серый чугун, который весьма популярен для производства насосов. Так, например, он практически на сто процентов устойчив при перекачивании таких жидкостей как: ацетон, этиловый спирт, этилацетат, гидроксид аммония, хлорид аммония, бензин, бензол, бутил ацетат, дифенил, синильная кислота, жиры и жирные спирты, бихромат и нитрат калия, жидкое стекло, льняное масло и так далее. При этом не следует применять насосы из данного материала в том случае, если предстоит перекачивать муравьиную кислоту, хлорной воды, сульфата алюминия, кипящей уксусной кислоты, плавиковой кислоты, фруктового сока, хлорида калия и других веществ. В заключение отметим, что таблица насчитывает сразу несколько десятков химических соединений. Это позволит быстро подобрать подходящий материал, из которого будет изготовлен насос.

Таблица 1 - Материалы основных деталей насоса

Стойкость материалов к действию агрессивных сред:

-пу - практически устойчив

-су - сравнительно устойчив

-ноу - не особенно устойчив

-нп - неприменим

Расшифровка сокращений материалов:

-CC - сурьмянистый свинец

-Бр - бронза

-СЧ - серый чугун

-КЧ - кремнистый чугун

-ХНС - хромоникелевая сталь

-ХНМС - хромоникельмолибденовая сталь

-ХМС - хромомолибденовая сталь

-Эб - эбонит

-Фр - фарфор

-Кр - керамика.

В качестве выбора материалов можно подобрать все виды кроме эбонита, так как все остальные металлы будут устойчивы к перегонке бензина.

1.3 Назначение и конструкция оборудования

Центробежный насос - обязательное оборудование задействованного в работе с нефтью и ее продуктами. Устанавливается во всех точках откачки и забора. Необходим для транспортировки рабочей среды принудительным способом при закачке, выдаче материалов и пермещении внутри НПЗ.

По исполнению центробежный насос представляет собой гидравлический агрегат, устанавливаемый в резервуар для нефтепродуктов для их транспортирования. Представлен на российском рынке 3 основными видами. Подбирается по типу рабочей среды (насос для светлых нефтепродуктов или темных) и объемам транспортировки.

Чаще всего на НПЗ применяются три типа насосов - центробежные, шестеренные и поршневые. Каждый из видов агрегатов имеет особенности, плюсы и оптимальные условия эксплуатации.

Основным элементом центробежного насоса является рабочее колесо (импеллер), расположенное внутри спирального корпуса (улитка), которое имеет лопасти, направленные в обратную сторону относительно вращению самого колеса. Импеллер устанавливается на вал, который соединен с приводом насоса. При старте работы агрегата рабочее колесо начинает вращаться, и жидкость через всасывающий патрубок поступает вдоль оси вращения колеса.

Под действием центробежной силы, жидкость перемещается по каналам между лопастями в радиальном направлении (от центра импеллера к его периферии) в спиральную камеру корпуса насоса, а затем и в нагнетательный патрубок насоса. На периферии рабочего колеса располагается зона повышенного давления. В центре же давление понижено, что обеспечивает

постоянное поступление жидкости в насос.

Если рассмотреть устройство центробежного насоса в разрезе, то в конструкции такого оборудования можно выделить следующие элементы:

-Электродвигатель в устройстве центробежного насоса играет роль приводного элемента. Та часть внутренней конструкции центробежного насоса, где располагается его приводной электродвигатель, тщательно герметизируется, что необходимо для защиты силового агрегата от контакта с перекачиваемой жидкой средой.

-Вал насоса передает вращение от электродвигателя рабочему колесу.

Конструкция центробежного насоса обязательно включает в себя рабочее колесо, на внешней цилиндрической поверхности которого расположены лопатки, перемещающие перекачиваемую жидкую среду по внутренней камере устройства.

-Подшипниковые узлы обеспечивают легкое вращение вала с зафиксированным на нем рабочим колесом.

-Уплотнительные элементы защищают узлы внутренней конструкции гидромашины от контакта с перекачиваемой жидкой средой.

Корпус насоса, как правило, выполнен в форме улитки и оснащен двумя патрубками - всасывающим и напорным.

Основные части центробежного насоса

Рис. 1

Конструктивная схема центробежного насоса, кроме вышеперечисленных деталей, может включать в себя ряд дополнительных элементов:

-шланг, по которому перекачиваемая жидкая среда поступает в напорную магистраль;

-шланг, по которому перекачиваемая жидкая среда поступает в напорную магистраль;

-шланг, по которому жидкость поступает во внутреннюю камеру устройства;

-обратный клапан, препятствующий перемещению уже перекачанной жидкой среды в обратном направлении;

-фильтр грубой очистки, не дающий твердым включениям, содержащимся в составе жидкой среды, попадать во внутреннюю часть помпы;

-вакуумметр, при помощи которого осуществляется контроль за степенью разреженности воздуха в рабочей камере;

-манометр, посредством которого можно контролировать давление потока жидкой среды, создаваемого насосным оборудованием;

-элементы запорной арматуры, позволяющей регулировать параметры потока жидкой среды, поступающей в насос и выходящей из него.

Рис. 2 - Устройство насосной части оборудования центробежного типа: A- Сальник, B- Набивка, C- Вал, D- Втулка вала, E- Лопасть, F- Корпус, G- Приемное пространство, H- Рабочее колесо, I- Уплотнительное колесо, J- Рабочее колесо, K-Патрубок

Устройство и принцип действия любых центробежных насосов отличаются простотой. Так, принцип действия центробежного насоса заключается в следующем:

-Жидкая среда, попадающая во внутреннюю рабочую камеру, захватывается лопатками рабочего колеса и начинает перемещаться вместе с ними.

-Под воздействием центробежной силы жидкая среда отбрасывается к стенкам рабочей камеры, где создается избыточное давление.

-Находясь под избыточным давлением, жидкая среда выталкивается через напорный патрубок.

-В тот момент, когда жидкая среда из центральной части рабочей камеры отбрасывается к стенкам, создается разрежение воздуха, что и обеспечивает всасывание новой порции жидкости через входной патрубок.

Принцип работы центробежного насоса, описанный выше, относится к моделям как поверхностного, так и погружного типа. Основную функцию центробежного насосного оборудования выполняет рабочее колесо с лопатками.

В соответствии с описанным выше принципом действия центробежных насосов такие устройства обеспечивают всасывание перекачиваемой жидкой среды и ее выталкивание в напорную магистраль в постоянном режиме, что гарантирует стабильность параметров создаваемого потока.

Принцип действия центробежного насоса

Рис. 3

Преимущества и недостатки центробежных насосов

Преимущества:

-Простая конструкция

-Немного движущихся частей, большой срок службы

-Высокий КПД

-Высокие показатели производительности

-Постоянная подача, без пульсаций

-Регулировка производительности с помощью дроссельного клапана на линии нагнетания или частотного преобразователя

Недостатки:

-Невозможность «самовсасывания»

-Большой риск кавитации

-Производительность сильно зависит от напора

-Наиболее эффективны только в одной заданной рабочей точке. При регулировании подачи с помощью частотного преобразователя эффективность

понижается.

-Не может работать с мультифазными жидкостями с содержанием воздуха или газа

-При перекачки абразивных жидкостей возможный быстрый износ основных элементов из-за высокой скорости вращения рабочего колеса (около 1500 об/мин).

-Не может работать с высоковязкими жидкостями (макс. 150 сСт)

1.4 Планирование ремонтов на установке согласно положении о ППР

Система планово-предупредительного ремонта (ППР) оборудования представляет совокупность организационных, технических мероприятий по надзору и уходу за оборудованием, включая коммуникации и по всем видам его ремонта, осуществляемых в плановом порядке.

Между ремонтами производиться межремонтное обслуживание. Межремонтное обслуживание осуществляется обслуживающим персоналом. В межремонтное обслуживание входит надзор за правильной эксплуатацией в соответствие технологическим регламентом и паспортным данным наносов, содержание насосов в чистоте, наблюдение за работой подшипников по температуре охлаждающей жидкости, мелкий ремонт насосов( подтяжка креплений, смена болтов, арматуры, смена прокладок), наблюдение за исправным состоянием блокировок перед пуском насоса, замер сопротивления обмотки статора , наблюдение за отсутствием давления в полости статора, наблюдения за состоянием заземления.

Система ППР включает в себя следующие виды ремонта:

-Текущий ремонт (Т)

-Средний ремонт (С)

-Капитальный ремонт (К)

В текущий ремонт входят все работы, предусмотренные межремонтным обслуживанием, а также:

-Очистка и промывка фильтров на всасе и отводе охлаждающей жидкости с нагнетания насоса

-Проверка плотности крепления и стыковки фланцевых соединений.

-Замер осевого хода ротора и износа упорных и графитовых колец при необходимости смена упорных колец пяты.

-Проверка крепления насоса к фундаменту

-Испытание насоса в работе

В средний ремонт входят все работы, предусмотренные текущим ремонтом, а также:

-Замена диаметрального зазора в подшипниковой паре.

-Замена подшипников (при необходимости), у насосов с магнитным приводом полная замена подшипников качения.

-Смена шрифтов, шпонок в шпоночных соединениях

-Проверка вала и рабочего колеса на биение, замер зазоров в уплотнение ротора в корпусе насоса, балансировка при необходимости.

-Осмотр и восстановление резьбовых соединений насоса.

-При необходимости восстановление зазоров в уплотнительных поясах рабочих

колец, корпуса до проектных значений.

-Проверка целостности сварки торцевых шайб пакета ротора к валу и к роторной гильзе визуально, а также гидроиспытанием или пневомиспытанием инертным газом и обмыливанием при давлении 2кгс/см2

-Испытание насоса под рабочей нагрузкой в течении4-ч часов, проверка вибрации.

1.5 Капитальный ремонт аппарата согласно дефектной ведомости

Капитальный ремонт насосов и вентиляторов проводят через 32 тыс. ч эксплуатации. Кроме среднего ремонта производят замену рабочих колес и роторов, вала, более 50 % конструкций кожуха вентилятора, ременного привода и муфтовых соединений.

Капитальный ремонт предусматривает: полную ревизию насоса с разборкой, чисткой, регулировкой и заменой частей; балансировку рабочего колеса; смену вала; правку вала обточкой; шлифовку шеек вала и уплотняющих колец; замену рабочих колес и уплотнений; перезаливку или смену вкладышей подшипников: срезку или наращивание рабочих колес насоса. Периодичность работ по капитальному ремонту центробежных насосов насосных станций составляет 1.5…3 года.

Столкнувшись с выходом из строя центробежного насоса, вы должны оценить, во сколько может обойтись его ремонт. В отдельных случаях, когда поломка насоса слишком серьезная, его ремонт будет стоить значительно дороже, чем приобретение нового оборудования. В любом случае принимать решение о целесообразности и возможности ремонта центробежного насоса следует лишь после проведения полной диагностики оборудования и выявления причин его выхода из строя.

Из анализа ценообразования на капитальный ремонт насосов следует, что затраты на первый капитальный ремонт составляют в среднем около 60 % первоначальной стоимости техники, на второй ремонт - 85 %, на третий и четвертый ремонты - 100 - 120 % Это объясняется различной степенью износа основных деталей машины в зависимости от срока ее эксплуатации. Признано целесообразным ввести дифференцированные коэффициенты увеличения затрат на ремонт в зависимости от номера ремонта к затратам на первый капитальный (текущий) ремонт.

После разборки произвести контроль вала на наличие трещин, наружных трещин - магнитопорошковым методом и внутренних трещин -ультразвуковой дефектоскопией. При обнаружении трещины на валу его дальнейшая эксплуатация не допускается. Проверить вал на прогиб, для этого вал устанавливают в центр токарного станка, и промеряется прогиб в нескольких сечениях, с помощью индикатора часового типа. Шейку вала промеряют в трех сечениях (середина, края) и двух взаимно перпендикулярных плоскостях, с помощью микрометрической скобы. Биение валов допускают не выше предусмотренных чертежами, а при отсутствии этих данных - не выше величин, приведенных в таблице 2

Таблица 2 - Величины биений вала

Защитная гильза служит для защиты вала от износа в местах работы сальниковых уплотнений, не допускается конусность гильз более 0,1 мм, волнистость и овальность более 0,03 мм. Биение торцов гильз относительно внутреннего и наружного диаметров и биение рабочих поверхностей относительно посадочных мест внутреннего диметра гильзы не должно превышать 0,03 мм.

Максимальная разность между диаметром шейки вала и внутренним диаметром защитной гильзы не должна быть более 0,044 мм.

Дефектация подшипника каченя. Не допускаются к эксплуатации подшипники, имеющие следующие дефекты:

-трещины, выкрашивание металла на кольцах и телах качения;

-выбоины и отпечатки (лунки) на беговых дорожках колец;

-шелушение металла, чешуйчатые отслоения;

-коррозионные раковины, забоины и вмятины на поверхностях качения, видимые невооруженным взглядом;

-трещины на сепараторе, отсутствие или ослабление заклепок сепаратора;

-заметная визуально ступенчатая выработка рабочих поверхностей колец.

При дефектации подшипников качения проверяют радиальные и осевые зазоры. Радиальный зазор определяют на приспособлении индикатором. Внутреннее кольцо подшипника закрепляют на плите конусной шайбой и по разнице показаний индикатора, при перемещении наружного кольца к индикатору и от него, определяют радиальный зазор. За величину радиального зазора принимают среднее арифметическое значение четырех измерений с поворотом одного кольца относительно другого на 90.

Подшипники заменяют, если радиальный зазор превышает 0,1 мм - для подшипников с внутренним диаметром до 50 мм; 0,15 мм - с диаметром 50-100 мм; 0,2 мм - с диаметром свыше 100 мм.

Осевой зазор подшипников качения определяют по индикатору на приспособлениях. Одно из колец подшипника, внутренне или наружное, закрепляют на приспособлении и по разнице показаний индикатора при перемещении свободного кольца из нижнего в верхнее положение определяют величину осевого зазора подшипника.

Дефектация рабочего колеса с уплотняющими кольцами. Рабочие колеса не должны иметь трещин любого размера и расположения. Посадочные места и торцовые поверхности рабочих колес не должны иметь забоин, заусенцев и т.д.

Рабочие колеса не должны иметь износа лопаток и дисков от коррозии и эрозии более 25% от их номинальной толщины. Изгиб лопаток не допускается.

Ведомость дефектов на ремонт центробежного насоса

Таблица 3 - Ведомость дефектов на ремонт насоса

2. Расчетная часть проекта