Конструктивное исполнение насосов

Применение и принцип действия центробежных насосов

Анализ конструкций центробежных насосов

Центробежный насос относится к гидродинамическим типу насосов.

Основными особенностями гидродинамических насосов являются:

- основной рабочий орган – нагнетательный аппарат;

- нагнетательный патрубок соединен со всасывающей рабочей

полостью насоса;

- подача перекачиваемой жидкости равномерная.

Количество жидкости, подаваемой насосом, зависит от развиваемого напора. Максимально развиваемый напор ограничен.

Центробежный насос представляет собой простую гидравлическую машину, предназначенную для преобразования механической энергии двигателя, приводящего его в действие, в механическую энергию перекачиваемой жидкости. Она предназначена для подъема и транспортирования по трубопроводу жидкости от одного места к другому.

Принцип действия насоса с некоторым упрощением, можно представить следующим образом: жидкость засасываемая, поступает по трубопроводу на вращающиеся рабочие колеса, под действием которого она приобретает скорость и давление. Кинетическая энергия жидкости преобразуется в давление в спиральном канале и диффузоре. В спиральном канале поток жидкости, выходящий из колеса, собирается и направляется в конический диффузор.

Как правило, все центробежные насосы рассчитаны на большую скорость вращения вала. Перед запуском центробежный насос и всасывающий трубопровод заливают той жидкостью, которую она перекачивает. Делается это вследствие того, что плотность воздуха по сравнению с плотностью жидкости достаточна, чтобы выбросить воздух в нагнетательный трубопровод и создать требуемое разрежение во всасывающем патрубке, способная поднять жидкость до уровня рабочего колеса.

Запуск насоса обычно производят при закрытой задвижке (при этом насос потребляет наименьшую мощность). После пуска насоса задвижку медленно открывают.

Основными параметрами насоса являются: подача, напор, высота всасывания, потребляемая мощность, коэффициент полезного действия.

Основные параметры насоса определяются и указываются при работе его на воде. Под подачей насоса понимают объем перекачиваемой жидкости, проходящий через напорный патрубок насоса в единицу времени. Подача выражается в л/мин, м³/сек. Напором насоса называют разность полной удельной энергии на выходе и входе в насос выраженную в м. Потребляемую насосом мощность выражают в кВт или л.с.

В зависимости от назначения и условий эксплуатации центробежные насосы различаются по исполнению. Прежде всего, по-разному могут быть использованы рабочие органы насосов. Лопасти рабочих колес могут быть цилиндрическими или пространственными, т.е. двойной кривизны. Насосы могут выполняться со спиральными отводами и с направляющими аппаратами (рисунки 1.1 – 1.5).

Конструктивно насосы могут быть выполнены горизонтальными, вертикальными, встроенными т.е. приспособленные к какому-то механизму, полупогружными, погружными.

Для перекачки нефти, воды и других жидкостей применяются встроенные электронасосы, монтируемые непосредственно в трубопроводах. Они удобны тем, что не требуют фундамента, не имеют сальников, малы по габаритам и весу. В таких насосах ротор электродвигателя и рабочее колесо насоса часто совмещены в одной детали.

Центробежные насосы сейчас широко используются в химической и атомной промышленности. Насосы, используемые на перекачке агрессивных жидкостей, изготавливаются из специальных материалов. В большинстве случаев они сконструированы так, что электродвигатель и насос составляют одно целое. Единый вал, заключенный внутри такого агрегата, не требует сальниковых уплотнений. Статор и ротор электродвигателя герметичны.

Обычно они изготавливаются из специальной нержавеющей, немагнитной стали, предохраняющей их от агрессивной жидкости, циркулирующей внутри двигателя. Охлаждение двигателя и смазка подшипников осуществляется перекачиваемой жидкостью.

В последние годы все чаще применяются вертикальные центробежные насосы. Такие насосы созданы для условий, где эксплуатационные и монтажные особенности требуют именно вертикального исполнения насосов, где электродвигатель целесообразно расположен над насосом. Но все же наиболее распространенными являются горизонтальные центробежные насосы.

1.1.3 Центробежные насосы для перекачки нефтепродуктов и воды

В нефтегазодобывающей промышленности для перекачки нефти, нефтепродуктов, органических растворителей и других веществ используются насосы следующих типов:

M – моноблочного;

К – консольного с подшипниковым кронштейном (рис. 1.4);

Т – спирального с торцовым фланцевым разъемом корпуса;

П – с плоским горизонтальным разъемом корпуса;

ТС – спирального секционного с таким же разъемом корпуса.

Рисунок 1.4 – Насос консольного типа

Параметры насосов рассчитаны для перекачки жидкости вязкостью 0,01 м²/с и при частоте вращения вала 2950 мин^-1. Насосы можно эксплуатировать в среде +35 ˚С до -40 ˚С. Насосы приводятся в действие от электродвигателей во взрывобезопасном исполнении.

Радиальными опорами вала насоса являются подшипники качения. Смазка подшипников качения с местной автономной циркуляцией масла. Для охлаждения подшипников подается вода в рубашку их корпуса. Температура масла не должна превышать 60 ˚С. Детали проточной части насоса изготовляют по требованию заказчика из серого чугуна, углеродистой, хромистой или хромоникелевой стали

Таблица 1.1 – Характеристика серийных насосов, применяемых для

перекачки продукции на нефтяных промыслах.

Шифр насоса	Q, м^3/ч	Н, м	Шифр насоса	Q, м^3/ч	Н, м
НК 65/35-40	35-65		НТС 65/35-500	35-65
НМ 65/35-40	35-65		НПС 65/35-500	35-65
НК 200/120-40	120-200		НК 200/125-120	125-200
НМ 200/120-40	120-200		НМ 200/125-120	125-200
НТ 200/120-370	120-200		НТ 560/335-300	335-560
НП 200/120-370	120-200		НП 560/335-300	335-560

В таблице 1.1 приведены параметры некоторых насосов, применяемых для перекачки промысловых жидкостей. В шифре насосов первая буква указывает, что насос предназначен для перекачки нефти, а числа (в порядке их расположения) наибольшую и наименьшую производительность (в зависимости от исполнения ротора) и развиваемого напора в метрах столба жидкости. Насосы имеют подачу от 35 до 560 м³/ч; а напоры от 40 до 750 м. При транспортировке больших количеств нефтепродуктов применяют насосы типа 10 НД102, которые имеют подачу 300 м³/ч, при напоре 280 м. Температура перекачиваемой жидкости может быть достаточно высока.

Рисунок 1.5 – Схема центробежного насоса

В шифрах подобных насосов первая цифра показывает диаметр всасывающего патрубка в миллиметрах, уменьшенный в 10 раз и последняя число ступеней. Буква Д показывает, что первая ступень имеет колесо с двойным входом. В шифре могут быть внесены и другие буквенные обозначения: Г – насос для перекачки горячей нефти, К – насос консольный, Э –рабочее колесо, насаженное на общий вал электродвигателя.

Насосы для перекачки нефти применяются иногда на промыслах и для перекачки воды. Кроме этого, для перекачки воды или чистых агрессивных жидкостей, по вязкости близких к воде, применяются консольные насосы типа К.

По специальному требованию поставляются насосы для перекачки горячих жидкостей до +105˚ С, КПД насосов лежит в пределах 50-83%, а мощность от 14 до 55 кВт в зависимости от типоразмера.

Дата добавления: 2015-07-02