Устройство магистральных и подпорных насосов

- загазованность максимум  до 40 % нижнего концентрационного  предела воспламенения (НКПВ) в  помещениях МН и регуляторов  давления, на установках подогрева  нефти, в помещении маслосистемы  и других производственных помещениях, относящихся к классу взрывоопасных  зон В-1а;                                                                                                                                - пожар в помещениях ПН и МН и регуляторов давления, на установках подогрева нефти, в помещении маслосистемы и в помещении электродвигателей (в насосных с разделительной стенкой);                                        - затопление общего укрытия (или помещения) магистральных насосов, помещений маслосистемы, камеры регуляторов давления, канализационной насосной неочищенных стоков;                                                                                      - достижение максимального уровня нефти в сборнике утечек и сброса ударной волны;                                                                                                               - минимальное давление в камерах беспромвальной установки. 

Магистральные насосные агрегаты должны иметь устройства автоматической защиты, обеспечивающие контроль параметров работы агрегата в соответствии с  технической документацией заводов-изготовителей  агрегата и РД 153-39ТН-008 и отключение этого агрегата при возникновении  неисправности или аварийной  ситуации. Для местного контроля давления на входе и выходе магистральных насосов устанавливаются манометры с погрешностью измерения не выше класса 1,0. У последнего по потоку нефти магистрального агрегата манометр устанавливается только на входе. Для насосов вспомогательных систем устанавливаются манометры класса 2,5. Погрешность датчиков (сигнализаторов), используемых для защит МН по давлениям, не должна превышать 1,5 %. Уставка защит по максимальным давлениям не должна превышать более чем на 10 % рабочее давление в магистральном нефтепроводе, принятое при расчете на прочность нефтепровода по СНиП 2.05.06.

Уставка защиты по минимальному давлению на входе НПС должна быть выше 85 % от величины кавитационного запаса насоса. Срабатывание защит по загазованности, пожару, по затоплению и по максимальному уровню нефти в сборнике утечек и сброса ударной волны должно сопровождаться автоматическим отключением магистральных агрегатов, автоматическим закрытием задвижек подключения МН к нефтепроводу на промежуточных НПС. На НПС с емкостью автоматическое отключение магистральных агрегатов сопровождается автоматическим отключением подпорных агрегатов с автоматическим закрытием задвижек между подпорной насосной и резервуарным парком, между МН и ПН и закрытием выходной задвижки НПС. При пожаре дополнительно автоматически отключаются системы вентиляции в защищаемом помещении. В защищаемых помещениях при пожаре следует предусматривать автоматическое отключение электродвигателей вспомогательных систем и других активных электроприемников (кроме аварийного освещения). Срабатывание защиты по загазованности должно сопровождаться автоматическим включением всех имеющихся систем вентиляции данного помещения. Срабатывание всех защит, должно сопровождаться автоматической световой и звуковой сигнализацией в месте постоянного пребывания дежурного эксплуатационного персонала. Действие защит по пожару и загазованности должно также сопровождаться автоматическим звуковым сигналом оповещения по территории и световыми сигналами в соответствующем помещении. При отсутствии постоянного персонала в этом помещении световые сигналы должны располагаться перед входом в помещение. В помещениях насосных агрегатов световые и звуковые сигналы устанавливаются снаружи и внутри помещения. Вблизи всех эвакуационных выходов из помещения с насосными агрегатами снаружи (в безопасных и доступных местах) должны быть установлены кнопки «Стоп» для аварийного отключения насосной по пожару.

Во всех закрытых помещениях с взрывоопасными зонами должны быть предусмотрены сигнализаторы довзрывоопасных  концентраций горючих газов и  паров (газосигнализаторы). Каждая МН должна иметь автоматические защиты, действующие на отключение всех насосных агрегатов при появлении следующих событий и ситуаций:

- снижение давления на  входе НПС ниже минимального  значения;                     - повышение давления в коллекторе МН перед узлом регулирования (или перед узлом подогрева нефти, узлом учета нефти и т.п.) выше максимального значения;                                                                                                                    - повышение давления на выходе НПС после узла регулирования (другого объекта трубопровода до линейной части) выше максимального значения;                                                                                           - загазованность максимум до 40 % нижнего концентрационного предела воспламенения (НКПВ) в помещениях МН и регуляторов давления, на установках подогрева нефти, в помещении маслосистемы и других производственных помещениях, относящихся к классу взрывоопасных зон В-1а;                                                                                                                                           - пожар в помещениях ПН и МН и регуляторов давления, на установках подогрева нефти, в помещении маслосистемы и в помещении электродвигателей ;                                                                                                         - затопление общего укрытия магистральных насосов, помещений маслосистемы, канализационной насосной неочищенных стоков;                                                                                                       волны;                                                                                                                               - минимальное давление в камерах беспромвальной установки.

Магистральные насосные агрегаты должны иметь устройства автоматической защиты, обеспечивающие контроль параметров работы агрегата в соответствии с  технической документацией заводов-изготовителей  агрегата и РД 153-39ТН-008 и отключение этого агрегата при возникновении  неисправности или аварийной  ситуации. Для местного контроля давления на входе и выходе магистральных насосов устанавливаются манометры с погрешностью измерения не выше класса 1,0. У последнего по потоку нефти магистрального агрегата манометр устанавливается только на входе. Для насосов вспомогательных систем устанавливаются манометры класса 2,5.

Погрешность датчиков (сигнализаторов), используемых для защит МН по давлениям, не должна превышать 1,5 %.Уставка защит по максимальным давлениям не должна превышать более чем на 10 % рабочее давление в магистральном нефтепроводе, принятое при расчете на прочность нефтепровода по СНиП 2.05.06.Уставка защиты по минимальному давлению на входе НПС должна быть выше 85 % от величины кавитационного запаса насоса. Срабатывание защит по загазованности, пожару, по затоплению и по максимальному уровню нефти в сборнике утечек и сброса ударной волны должно сопровождаться автоматическим отключением магистральных агрегатов, автоматическим закрытием задвижек подключения МН к нефтепроводу на промежуточных НПС. На НПС с емкостью автоматическое отключение магистральных агрегатов сопровождается автоматическим отключением подпорных агрегатов с автоматическим закрытием задвижек между подпорной насосной и резервуарным парком, между МН и ПН и закрытием выходной задвижки НПС. При пожаре дополнительно автоматически отключаются системы вентиляции в защищаемом помещении.

В защищаемых помещениях при  пожаре следует предусматривать  автоматическое отключение электродвигателей  вспомогательных систем и других активных электроприемников (кроме  аварийного освещения).

Срабатывание защиты по загазованности должно сопровождаться автоматическим включением всех имеющихся систем вентиляции данного помещения.Срабатывание всех защит, перечисленных в п. 8.2.1.1, должно сопровождаться автоматической световой и звуковой сигнализацией в месте  постоянного пребывания дежурного  эксплуатационного персонала.

Действие защит по пожару и загазованности должно также сопровождаться автоматическим звуковым сигналом оповещения по территории и световыми сигналами в соответствующем помещении. При отсутствии постоянного персонала в этом помещении световые сигналы должны располагаться перед входом в помещение. В помещениях насосных агрегатов световые и звуковые сигналы устанавливаются снаружи и внутри помещения. Вблизи всех эвакуационных выходов из помещения с насосными агрегатами снаружи (в безопасных и доступных местах) должны быть установлены кнопки «Стоп» для аварийного отключения насосной по пожару. Во всех закрытых помещениях с взрывоопасными зонами должны быть предусмотрены сигнализаторы до взрывоопасных концентраций горючих газов и паров (газосигнализаторы).Установку газосигнализаторов следует выполнять в соответствии с РД БТ 39-07191-003.

3.Подпорная насосная

Перед основным насосом чаще всего на производстве ставят подпорный  насос. Его назначение - создавать  необходимое давление на входе в  основной насос. Чтоб обеспечить ему  нормальные условия всасывания.              Допускаемый кавитационный запас получают на основе снятия кавитационных характеристик и приводят в паспортах или каталогах. Пределы изменения ? для основных насосов от 18 до 80 м, для подпорных насосов от 2- х до 6 м. Такой малый кавитационный запас насосов позволяет им осуществлять нормальное всасывание из резервуарных парков НПС. На входе эти насосы дают давления, больше допускаемого давления основных насосов. Обороты подпорных насосов 1000 или 1500 об/мин.

Агрегаты электронасосные  нефтяные подпорные вертикальные типа НПВ (НПВ 150-60, НПВ 300-60, НПВ 600-60) предназначены  для перекачивания нефти. Агрегаты электронасосные нефтяные подпорные вертикальные типа НПВ-М (НПВ1250-М, НПВ2500-М, НПВ3600-М, НПВ5000-М) предназначены для перекачивания нефти и нефтепродуктов. Применяются для подачи нефти к магистральным насосам для обеспечения их бескавитационной работы, а также для оснащения баз смешения нефти.                                                                                                Нефтяные магистральные насосы – это оборудование большой мощности, что приводит к значительной экономии энергии при даже незначительном увеличении КПД насоса на 1-2%. Высокие требования к надежности объясняются большими экономическими потерями при простое оборудования. Потребность увеличивать периоды межремонтного обслуживания оборудования, а также срок службы в целом приводит к необходимости по возможности уменьшать нагрузки на элементы конструкции, в том числе и нагрузки гидромеханического характера.

Подпорные насосные агрегаты должны иметь устройства автоматической защиты, обеспечивающие контроль работы агрегатов и их отключение в соответствии с технической документацией  заводов-изготовителей агрегатов (насосов  и электродвигателей) и РД 153-39ТН-008.       ПН при размещении в помещении должна иметь автоматические защиты, действующие на отключение насосных агрегатов по пожару, загазованности и затоплению аналогично МН.

3.1 Насосы нефтяные подпорные

          Подпорный горизонтальный насос

Рисунок 3

Центробежные нефтяные подпорные  насосы типа НПВ с производительностью 150-600 куб.м/ч предназначены для  подачи нефти (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) к магистральным насосам  и обеспечения их бескавитационной работы. Могут также применяться  для оснащения баз смешения нефти, ремонта и достройки перекачивающих станций. Эти насосы - вертикальные, одноступенчатые с предвключенным колесом. Концевое уплотнение ротора - торцового типа. Опорами ротора служат сдвоенный шарикоподшипник и  подшипник скольжения. Материалы  основных деталей насосов - углеродистые и нержавеющие стали. Подпорный вертикальный насос: Насос с вертикальным расположением оси вращения ротора, предназначенный для обеспечения бескавитационной работы установленного за ним по потоку НМПП или НМПН и других целей.  Подпорный горизонтальный насос: Насос с горизонтальным расположением оси вращения ротора, предназначенный для обеспечения бескавитационной работы установленного за ним по потоку НМПП или НМПН и других целей.

Структура условного обозначения  насоса должна отражать его принадлежность по выполняемым функциям согласно 4.1, а для подпорных насосов - конструктивный признак в соответствии с 4.3. Магистральные  насосы обозначают аббревиатурами НМПП и НМПН1, НМПН2 (1 и 2 - указание на одно- или двухкорпусную конструкцию  соответственно), подпорные насосы - НПГ и НПВ.

3.2 Назначение

Подпорный насосы типа НГПН-М  предназначен для эксплуатации на нефтяных перекачивающих станциях для обеспечения  бескавитационной работы нефтяных магистральных насосов типа НМ. На НПС они соединяются по параллельной схеме. Четыре типа насоса рассчитаны на номинальные подачи 1250, 2500, 3600 и 5000 м³/ч. Также может применяться как магистральный насос. Агрегаты эксплуатируются во взрывоопасных зонах класса 2(В-1г) для транспортировки нефти и нефтепродуктов (с температурой от -10 до +50 °С), пары которой образуют с воздухом взрывоопасные смеси категории IIА, группы Т3 (ГОСТ Р 51330.9-99, ПУЭ, Издание 6).

Материальное и конструктивное исполнение насосов НГПН-М позволяет  эксплуатировать их при температуре  окружающего воздуха от -45 до + 45°С. Агрегаты могут изготавливаться  в как в обычном, так и в  сейсмостойком исполнении (для районов  с сейсмичностью свыше 6 до 9 баллов по шкале МКК-64).

3.3 Конструкция

Подпорный насос содержит корпус , в котором на валу установлено  рабочее колесо , имеющее верхнюю  поверхность и нижнюю поверхность , между которыми расположены лопатки. Между корпусом  насоса и верхней  поверхностью  рабочего колеса  расположено  уплотнительное кольцо , а между  корпусом  насоса и нижней поверхностью  рабочего колеса расположено уплотнительное кольцо . Уплотнительное кольцо  выполнено  с кольцевым буртом . В верхней  поверхности рабочего колеса выполнена  проточка , которая гидравлически  связана с областью высокого давления . Кольцевой бурт  уплотнительного  кольца , перекрывая с зазором проточку , отделяет часть верхней поверхности  рабочего колеса  от области высокого давления. Между уплотнительным кольцом  и частью верхней поверхности рабочего колеса образуется камера низкого давления. Зазор между проточкой  и кольцевым буртом предусмотрен для прохождения рабочей жидкости из области высокого давления в камеру низкого давления  и обеспечивает снижение гидравлических перетоков между рабочим колесом и уплотнительным кольцом . На напорном фланце стакана установлена крышка с горизонтальным напорным патрубком. К верхнему фланцу крышки крепится фонарь для монтажа электродвигателя. Проточная часть насоса имеет двухзавитковый спиральный отвод. На роторе насоса, помимо рабочего колеса, устанавливаются предвключенные колеса.