Вопрос № 2. Насосы, назначение и классификация

Насосы, назначение и классификация. Поршневые насосы. Предельная высота всасывания. Центробежные насосы. Законы пропорциональности.

Перекачка жидких продуктов является одной из основных операций, осуществляемых в технологических процессах нефтеперерабатывающей промышленности. Перекачка производится при помощи насосов, подразделяемых по принципу действия на лопастные, у которых перемещение жидкости производится непрерывным потоком за счет энергии лопасти вращающего колеса, и объемные, у которых подача жидкости осуществляется за счет перемещения ее отдельных объемов в нагнетательный трубопровод.

Основные типы лопастных насосов – центробежные, осевые, диагональные; объемных – поршневые, плунжерные, винтовые, шестеренные, пластинчатые и другие. Из числа лопастных насосов на НПЗ наибольшее применение имеют центробежные, из числа объемных – поршневые (плунжерные), шестеренные, вихревые.

Центробежные насосы, преимуществами которых является непрерывность потока, небольшая занимаемая площадь и относительная простота конструкции, составляет основную часть насосного хозяйства НПЗ. По роду перекачиваемой жидкости центробежные насосы на НПЗ подразделяются на:

· нефтяные – для перекачки нефти и нефтепродуктов, сжиженных углеводородных газов;

· химические – для перекачки химически активных жидкостей;

· насосы общего назначения – для перекачки воды и других жидкостей (главным образом в общезаводском хозяйстве).

Справочник нефтепереработчика. Под ред. Ластовкина Г.А., Ленинград «Химия» 1986.

Насосы – это гидравлические машины, предназначенные для перемещения жидкостей и сообщения им энергии.

Характеристики насосов: производительность или подача, напор, КПД, расход мощности, коэффициент быстроходности.

Коэффициент быстроходности – удельное число оборотов модельного насоса. Определяется по формуле

n_б = (3,65n√Q) / ⁴√H₃

n – число оборотов одного насоса, об/мин

Q – производительность насоса, м³/сек

Н – полный напор, м.

Высота всасывания определяется как разность давления (в метрах столба перекачивающей жидкости) на уровне засасываемой жидкости и на уровне горизонтальной оси насоса. Допустимая высота всасывания обуславливается как величиной атмосферного давления, так и возможностью возникновений в некоторых зонах всасывающей линии явления кавитации

Н_вс ≤ Н_б – h_н.п. – h_сопр – h_кав

Н_б – атмосферное давление в данной местности, пересчет в метры столба

h_н.п. – давление насыщенного пара, м.ст.

h_сопр – гидравлическое сопротивление всасывающей линии, включая затрату энергии на сообщение скорости

h_кав – кавитационная поправка h_кав = 0,00123 (Qn²)^2/3

Центробежные насосы не работают на самовсасывание, поэтому при пуске необходимо удалять воздух из насоса и всасывающего т/п. Для этого в верхней точке конуса насоса имеется штуцер, к которому можно присоединить вакуум-насос, откачивающий воздух.

Одноступенчатый насос предназначен для небольших напоров – до 50 м. Для высоких давлений применяют многоступенчатые насосы.

В химической промышленности насосы применяются для перекачивания щелочей, рассолов и других вязкий жидкостей, часто содержащий твердые взвеси.

Достоинства центробежных насосов: равномерность подачи, быстроходность, простота устройства, возможность перекачивания загрязненных жидкостей, так как имеются большие зазоры между кожухом и колесом и отсутствуют клапаны.

Недостатки: меньший КПД, чем у поршневых, необходимость заливки насоса и всасывающей трубы жидкостью перед пуском насоса, уменьшение производительности с увеличением напора, резкое уменьшение КПД при малой производительности.

Поршневые насосы по характеру действия делятся на насосы простого, двойного, тройного и четвертного действия, а по виду привода – на приводные и прямодействующие.

В поршневом насосе жидкость безотрывно следует за поршнем, занимая освобождающийся объем. Поэтому производительность поршневого насоса равна объему, описываемому поршнем.

В насосе простого действия за один ход поршня (вправо или вверх) засасывается объем жидкости, равный площади сечения поршня F м², умноженной на длину хода поршня S м, но подачи не происходит. При обратном ходе поршня теоретически вся засосанная жидкость в количестве F S м³ подается в нагнетательный т/п. Таким образом, за два хода поршня или за один оборот вала объем подаваемой жидкости равен F S м³. При n оборотах вала в минуту теоретическая производительность равна

Q_т = FSn/60 м³/сек

Источник неизвестен