1.3 Насосный цех

Помещения насосного цеха оборудуются основным (магистральные, подпорные насосы, электродвигатели) и вспомогательным (системы смазки, охлаждения, подачи топлива, контроля и защит) оборудованием.

Насосный цех относится к взрывоопасным помещениям класса В - 1а.

Основные помещения насосного цеха оборудуются грузоподъемными механизмами - мостовыми кранами. Грузоподъемность кранов определяется максимальным весом установленного оборудования. Для укладки пути мостовых кранов используются подкрановые балки. Они изготавливаются из металла.

Основное оборудование насосного цеха.

Основное оборудование насосного цеха составляют четыре НМ 1250 - 260 с приводом от синхронного электродвигателя СТД 1250 - 2 во взрывобезопасном исполнении.

Агрегат нефтяной электронасосный центробежный магистральный типа НМ, предназначен для транспортирования по магистральным трубопроводам нефти с температурой от минус 5 до +80 °С, с содержанием механических примесей по объему не более 0,05 % и размером не более 0,2 мм.

Насосы на перекачивающих станциях работают последовательно.

Принцип действия насоса заключается в преобразовании механической энергии в гидравлическую за счет взаимодействия жидкости с рабочими органами.

Принципиальная схема насосной установки на базе центробежного насоса представлена на рисунке 1.2.

Базовой деталью насоса является корпус с горизонтальной плоскостью разъема и лапами, расположенными в нижней части. Верхняя и нижняя части корпуса соединяются шпильками с колпачковыми гайками.

Горизонтальный разъем корпуса уплотняется паронитовой прокладкой толщиной 1,5 - 2 мм и по контуру закрывается щитками. Входной и напорный патрубки расположены в нижней части корпуса и направлены в противоположные стороны.

1 - всасывающий трубопровод; 2 - всасывающий патрубок насоса; 3 - спиральная камера; 4 - нагнетательный патрубок; 5 - напорная задвижка; 6 - напорный трубопровод; 7 - мановакуумметр; 8 - рабочее колесо; 9 - манометр

Рисунок 1.2 - Принципиальная схема насосной установки на базе центробежного насоса

Внешний вид нефтяного насоса НМ 1250-260 показан на рисунке 1.3.

Рисунок 1.3 - Внешний вид нефтяного насоса НМ 1250-260

Ротор насоса состоит из вала с насажанным на нем рабочим колесом, защитными втулками, дистанционными кольцами и крепёжными деталями. Правильная установка ротора в корпус достигается путем подбора дистанционного кольца. Направление вращения ротора по часовой стрелке, если смотреть со стороны привода. Опорами ротора служат подшипники скольжения. Центровка ротора насоса в корпусе производится перемещением корпусов подшипников с помощью регулировочных винтов, после чего корпуса подшипников штифтуются. При перезаливке или замене вкладышей, следует центровку ротора произвести заново [1].

Основные технические данные насосов и электродвигателей приведены в таблицах 1.2, 1.3.

Таблица 1.2 - Технические данные насосов

Таблица 1.3 - Технические данные электродвигателя СТД 1250-2

Смазка подшипников - принудительная. Количество масла, подводимое к подшипникам, регулируется с помощью дроссельных шайб, устанавливаемых на подводе масла к подшипникам. Осевое усилие ротора воспринимают два радиально-упорных подшипника. Концевые уплотнения ротора механические, торцовые, гидравлически разгруженные. Конструкция торцового уплотнения допускает разборку и сборку торцового уплотнения без демонтажа крышки насоса и корпусов подшипников. Герметизация торцовых уплотнений обеспечивается действием пружин, создающих плотный контакт неподвижного и вращающегося колец. В насосе предусмотрена система охлаждения концевых уплотнений за счёт прокачивания жидкости импеллером через камеру торцового уплотнения. Жидкость забирается из подвода через отверстие в корпусе насоса и сбрасывается в подвод в сторону рабочего колеса. Импеллерные втулки имеют различную винтовую нарезку: левую (со стороны двигателя) и правую (со стороны опорно-упорного подшипника).

Для обеспечения нормальной эксплуатации перекачивающих агрегатов НПС ней устанавливают следующие вспомогательные системы:

- система маслоснабжения;

- система сбора утечек;

• - система разгрузки торцовых уплотнений;
• - система контроля и защиты насосного агрегата.
• Для подачи и отвода масла к подшипникам нефтяных магистральных насосных агрегатов установлена централизованная циркуляционная принудительная замкнутого типа система маслоснабжения.
• В состав маслосистемы входят:
• 1) два маслобака, представляющих собой сварные ёмкости объёмом 2,1 м³ каждая. На баках смонтирован указатель уровня масла и фланцы для присоединения трубопроводов;
• 2) два маслонасоса НМШ 32-10-18/6 производительностью 18 м³/ч с приводом от электродвигателя ВАО-51-6 мощностью 5,5 кВт во взрывобезопасном исполнении. Один насос - рабочий, второй находится в режиме автоматически включаемого резерва. Один насос для откачки и закачки масла в маслобаки марки Ш-5 производительностью 3,6 м/ч с приводом от электродвигателя АО-2-31-4, мощностью 2,2 кВт;
• 3) два фильтра очистки масла. Поверхность фильтрации одного патрона
• 0,3 м², расход масла через один фильтрующий патрон 16 м³/ч. Фильтры рассчитаны на давление 1 МПа;
• 4) три аппарата воздушного охлаждения масла АВМ В-9-Ж-0, 6-Б1-В. Они представляют собой блок теплообменника с центробежным вентилятором Ц4-70, который прогоняет воздух через теплообменник и, обдувая трубный пучок, охлаждает циркулирующее в нем масло;
• 5) аккумулирующий маслобак сварной конструкции емкостью 1 м³;
• 6) система маслопроводов, подающие и обратные магистрали которых проложены в технологических каналах.
• Основные технические данные маслосистемы приведены в таблице 1.4.
• Таблица 1.4 - Основные технические данные маслосистемы

Параметры	Значения
Марка масла, применяемая для смазки подшипников	Т-22, Т-30
Температура масла на входе в подшипник, °С	35
Давление масла в конце маслопроводов, МПа, не менее	0,1
Расход масла, м3/ч	18

Масло из маслобаков рабочим насосом через фильтр и маслоохладитель закачивается в аккумулирующий бак, установленный на высоте 6 м от уровня пола насосной и уже из него самотеком, через дроссельные шайбы поступает к подшипникам и далее по сливным маслопроводам в маслобак. Маслоохладители выполнены со 100 %-ным резервом, так как в системах использующих их предусматривается и последовательная, и параллельная работа двух маслоохладителей. Регулирование температуры масла осуществляется путем автоматического открывания термоклапана и перепуска масла по байпасной линии мимо маслоохладителя.

Система нефтеутечек служит для сбора утечек нефти с магистральных насосных агрегатов. В состав системы откачек утечки нефти входит:

- емкость объемом 29,1 м³ изготовлена из трубы диаметром 1020 мм, которая служит для сбора нефти от основных насосов;

- два полупогружных насоса 12НА-9*4 предназначенных для откачки нефти с емкости утечек на прием станции. Насос установлен на крышке бака из которого перекачивается жидкость. Насос имеет подачу 80 м³/ч, напор 43 м, мощность электродвигателя 17 кВт, число оборотов 1400 об/мин;

- емкость разгрузки объемом 128 м³ для сбора нефти с торцевых уплотнений основных насосов;

- два насоса НЦСН 60-330 производительностью 60 м³/ч и напором 330 м. Мощность на валу электродвигателя 100 кВт, число оборотов 3000 об/мин.

Утечка нефти с торцовых уплотнителей насосов поступает в емкости сбора утечек 29,1 м³. Система утечек оснащена защитой по максимальным утечкам. Для контроля утечек магистральных насосных агрегатов установлен бачок сигнализации особой конструкции. При превышении уровня нефти в бачке срабатывает защита на отключение насосного агрегата.

Откачка нефти из емкости сбора утечек производится автоматически, включением вертикального насоса типа 12НА-9*4 в резервуар сброса ударной волны объемом 128 м³ или на прием насоса откачки утечек НЦСН 60-330 и далее на прием насосной станции.

Источником повышения давления в магистральном нефтепроводе при переходном режиме является внезапное отключение всех насосов станции. При этом давление на приеме НПС быстро нарастает, что вызывает образование крутой волны повышения давления, распространяющейся со скоростью звука в направлении к предыдущей НПС. Движение нефти мимо отключенной станции начинается спустя 30 - 40 секунд при выравнивании давления на приеме и нагнетании. В результате в магистральном трубопроводе возникают временные гидродинамические перегрузки по давлению, которые могут превышать эпюру максимальных рабочих давлений при установившемся режиме перекачки. Повышение давления при переходном режиме над эпюрой максимальных рабочих давлений при установившемся режиме перекачки частично учитывается коэффициентом перегрузки рабочего давления 1,15, предусмотренного при расчете труб на прочность.

На всех промежуточных станциях без емкости предусмотрена система защиты нефтепровода, обеспечивающая сглаживание крутых волн давления при переходных режимах. Фронт сглаживания волны подбирается так, чтобы превышение давления в любой точке участка не выходило за пределы допустимой перегрузки рабочего давления. Защита нефтепровода осуществляется посредством отвода нефти в безнапорную ёмкость через автоматический регулятор, обеспечивающий заданный график расхода.

Система защиты нефтепровода подключается непосредственно к нефтепроводу после фильтров-грязеуловителей для обеспечения более надежной работы регулятора. На НПС «Мраково» установлена система управления поворотным затвором для регулирования давления СУ-93, которая предназначена для автоматического поддержания давления на приеме насосной станции не ниже заданного значения и на выходе не выше заданного значения.

Система включает в себя электрические исполнительные механизмы, смонтированные на поворотных затворах четыре датчика давления (два в насосном зале, два в регуляторе) и устройство регулирующее УР-94, расположенное в операторной. Для обеспечения нормальной работы насосных агрегатов применяются средства КИП и А, которые обеспечивают дистанционный пуск, остановку, контроль параметров, предупредительную аварийную сигнализацию и блокировку (пуск-отключение) при аварийных режимах.

Контроль насосного агрегата осуществляется за следующими параметрами:

- давление жидкости на всасывающей линии насоса;

- давление жидкости на нагнетательной линии насоса;

- электрические параметры работы электродвигателя (напряжение, сила тока);

- тепловой контроль корпуса насоса и электродвигателя и т.д.

На каждый насос предусматривается:

- централизация контроля и управления всеми системами насосной;

- автоматическое регулирование давления для обеспечения давления нагнетания не выше заданного и давления всасывания не ниже заданного (регулирование давлений осуществляется методом дросселирования потока нагнетания);

- автоматическое отключение перекачивающей насосной при пожаре и загазованности;

- автоматическая защита от возникновения крутых волн давления на всасывании насосной станции, вследствие внезапной остановки насоса.

Содержание
• ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
• ВВЕДЕНИЕ
• 1. Характеристика нефтеперекачивающей станции
• 1.1 Характеристика перекачиваемой нефти
• 1.2 Технологическая схема нефтеперекачивающей станции
• 1.3 Насосный цех
• 2. Патентная проработка
• 2.1 Выбор и обоснование предмета поиска
• 2.2 Регламент поиска
• 2.3 Результаты поиска
• 2.4 Анализ результатов поиска
• 3. Автоматизация нефтеперекачивающей станции
• 3.1 Основные функции автоматизации
• 3.2 Автоматизированная система управления технологическими процессами НПС
• 3.3 Контрольно-измерительная аппаратура