ПРЯМОДЕЙСТВУЮЩИЕ ПАРОВЫЕ ПОРШНЕВЫЕ НАСОСЫ

На нефтеперерабатывающих заводах, нефтебазах, на морских судах и котельных установках при перекачке весьма вязких и горячих жидкостей и в качестве резервных насосов применяют паровые прямодействующие насосы.

Насосы этой группы работают непосредственно от паровой машины. Характерная их особенность ~ жесткая связь гидравлического и парового поршней, расположенных на общем штоке.

В этих насосах ( 6.7) поршень 1 гидравлической части общим штоком соединен с поршнем 3 паровой машины. Регулирование поступления пара в паровую часть происходит с помощью золотника 4. Конструктивно прямо- действующие поршневые насосы проще, меньше по габаритам и массе, чем приводные поршневые насосы равной подачи. Они обладают рядом достоинств: простотой конструкции и эксплуатации; возможностью простого регулирования подачи соответственным открытием паровпускного клапана; спокойной, равномерной подачей жидкости (при изменении сопротивления системы насо§ автоматически соответственно меняет число ходоч, нодачу и давление); пожарной безопасностью, что важно при перекачивании легковоспламеняющихся жидкостей.

Отработанный пар насосов можно использовать для различных целей, что несколько повысит к. п. д. установки. Иногда в качестве рабочего агента применяют воздух или жидкость. Однако этот способ привода дороже.

По принципу действия прямодействующие насосы могут быть одноцилиндровыми (симплекс) и двухцилиндровыми (дуплекс). Встречаются горизонтальные и вертикальные насосы. Одиночные прямодействующие насосы выпускаются простого и двойного действия. Насосы простого действия применяются сравнительно редко. Сдвоенные прямодействующие насосы с четырьмя рабочими полостями состоят из двух паровых и двух гидравлических цилиндров. Их поршни соединены попарно общими штоками, парораспределение парового цилиндра происходит с помощью золотника, привод которого осуществляется от поршневого штока другого цилиндра.

После перекрытия поршнем канала 7 между поршнем и крышкой парового цилиндра образуется паровая подушка, препятствующая дальнейшему его продвижению. По этой причине, а также вследствие противодействующей движению силе давления жидкости на поршень насоса он останавливается. Затем происходит ход в обратном направлении. В двухцилиндровых насосах золоток одного цилиндра движется с помощью рычага поршневого штока соседнего цилиндра. Жесткого соединения с золотником тяга не имеет, чем достигается «слабина в золотниковом приводе. По этой причине возникает пауза (остановка поршней на концах хода). Золотник, достигнув крайней точки, начинает движение не сразу, а по прохождении тягой пути у ( 6.9.).Время его прохождения называется паузой. Обычно пауза составляет от 0,1до' 0,3 с. Наличие паузы обеспечивает спокойную посадку клапанов насоса на- место раньше щачала обратного движения поршня, что уменьшает утечки жидкости. Особен- щость парораспределения — впускные окна сделаны отдельно от выпускных, что способствует образованию паровой подушки в конце хода поршня при •закрытии им выпускного клапана. Такая подушка удобна при плавной остановке поршней в конце хода. При работе насоса поршни соседних цилиндров сдвинуты один относительно другого на полхода, чем достигается более равномерная подача жидкости.

В производственных процессах нефтеперерабатывающих заводов осуществляют перекачку нефтепродуктов при высоких температурах (до 400° С) в течение длительного времени без остановки оборудования. Здесь используют шрямодействующие паровые насосы специального исполнения, обеспечивающего возможность свободного расширения корпуса и других деталей без нарушения их взаимного соединения.

Прямодействующие паровые насосы обладают рядом достоинств: готовностью к пуску в любой момент, надежностью в работе, простотой ухода, легкостью регулирования подачи, не требуют специальных двигателей. Они, однако, неэкономичны вследствие высокого расхода пара.

Приводные поршневые насосы, хотя и более экономичны в эксплуатации сравнительно с прямо действующими, но установка с ними дороже, а эксплуатация сложнее, так как кроме насоса имеются двигатель и редуктор. Насосы этой группы способны развивать высокое давление в напорной сети. При работе на вязких жидкостях коэффициент подачи насосов снижается. Результаты испытаний прямо действующих насосов ПНП-4, ПНП-11, ПНП-7 показали существенное различие в изменениях коэффициентов подачи с ростом высоты всасывания при работе на воде и масле. Так, коэффициент подачи при работе насоса на воде мало изменяется, пока высота всасывания не достигнет 7 м. Резкое снижение коэффициента подачи происходит при дальнейшем росте высоты всасывания. При работе насоса на масле вязкостью 2,4 см2/с (температура 61° С) коэффициент подачи резко снижается при достижении высоты всасывания около 4 м, — значительно раньше, чем при работе на воде. Перемена вязкости с v до величины vx при неизменных частоте вращения и давлении нагнетания вызывает изменение подачи и мощности.

Поршневые насосы способны развить высокое давление в напорной сети, однако при перекачке на дальние расстояния особо следует обратить внимание на плавность подачи, так как возникновение гидравлического удара может привести к повреждениям узлов трубопровода и другим нежелательным последствиям . Поэтому целесообразно применение трехплунжерных насосов, обладающих наибольшей плавностью подачи.

Широкое применение получили приводные насосы ЭНП-7/1, ЭНП-7/2, ЭН11-7/3, ДПН-1, ДПН-2, Т15/20, ТЗ/250. Буквы и цифры, составляющие марку насоса ЭИП-7: Э— электроприводной; Н—насос; П — поршневой; 7 — подача насоса, м3/ч, уменьшенная в 10 раз; 1, 2, 3 — условное обозначение насоса, поставляемого с электродвигателем переменного тока. ДПН-1, ДПН-2 — насосы с приводом от двигателя (дизеля).

Вертикальный, двухпоршневой, сдвоенный с четырьмя рабочими полостями насос ЭПН-7 может быть применен для тяжелых нефтепродуктов с температурой не выше 100° С, для легких нефтепродуктов — до 28° С.

Поршневой приводной насос Т15/20 — горизонтальный, трехплунжер- ный — предназначен для подачи 7,5 и 15 м3/ч при давлении нагнетания 2 МН/м2 смолы с температурой от 60 до 250° С и вязкости соответственно от 2,2 до 0,01 см2/с.

Поршневой приводной насос ТЗ/250 — горизонтальный, трехплунжерный, : электроприводной, комбинированный, водомазутный — предназначен для питания прямоточного котла высокого давления водой до 3 м3/ч при давлении 25 МН/м2 и мазутом до 0,34 м3/ч при давлении 5 МН/м3.

Насос 4ПГ — прямодействующий горизонтальный с четырьмя рабочими полостями, состоящий из двух цилиндров двойного действия, применяется для перекачки нефтепродуктов с температурой до 220° С.

Насосы НПН-3 и НПН-10 — прямодействующие, двухцилиндровые с цилиндрами двойного действия, применяются для перекачки нефтепродуктов с температурой до 220° С.

Закон движения поршня

Основная особенность работы прямодействующих насосов — отсутствие определенного закона движения поршня, обусловленного конструкцией привода и характерного для приводных поршневых насосов. Изменение скорости движения поршня здесь определяется сопротивлениями, встречаемыми со стороны жидкости. Поршень приводится в движение давлением упругой среды (пара), вследствие чего преодоление инерции жидкости в трубопроводах идет мягко, без заметного изменения давления при работе насоса.

ДОЗИРОВОЧНЫЕ НАСОСЫ

Широкое внедрение непрерывных процессов на предприятиях, производящих химическую переработку сырья, потребовало организовать непрерывное дозирование жидкостей, применяемых в технологических процессах в качестве исходных компонентов или вспомогательных веществ. Это привело к созданию дозировочных установок. Дозировочные установки должны быть по возможности простыми по конструкции и в эксплуатации, обеспечивать большую точность дозирования, непрерывный контроль, быстрое регулирование суммарной подачи и изменение процентного содержания отдельных компонентов в перекачиваемой смеси.

Будучи встроенными в систему автоматического регулирования, они обеспечивают постоянство режима по любому заданному параметру, например по расходу в основной магистрали, по уровню и т. п., изменением подачи в соответствии с регулируемым параметром. Дозаторы непрерывного действия сочетают в себе функции транспортирования, регулирования, объемного измерения жидкости в единицу времени, заменяя комплекс приборов, таких, как регуляторы расхода, счетчики, и сохраняя точность дозирования, не меньшую точности этих приборов.

Всем перечисленным качествам в той или иной степени отвечают выпускаемые насосы-дозаторы, предназначенные для одновременного- дозирования от одного до нескольких десятков различных компонентов. Наиболее распространены в качестве дозировочных установок насосы плунжерного типа, выпускаемые для различных подач и пригодные для дозирования разнообразных жидкостей и газов. Плунжерные насосы получили наибольшее распространение, так как обладают рядом достоинств: жесткой характеристикой, что отвечает требованию точности дозирования; допускают большое разнообразие простых, экономичных схем регулирования подачи; позволяют наиболее просто осуществить изоляцию движущихся элементов прибора от дозируемой жидкости, исключить протечки.

Регулирование дозировочных установок плунжерного типа производят обычно бесступенчатым изменением длины хода плунжеров и частоты вращения вала насоса с помощью бесступенчатого вариатора или электродвигателя с регулируемой частотой вращения. Изменением хода плунжеров регулируют процентное содержание компонентов смеси, а изменением частоты вращения — общую величину подачи.

В последнее время в зависимости от назначения дозировочных насосов определилась их дифференциация на многоцилиндровые поршневые насосы для транспортирования жидкостей под высоким давлением, дозировочные насосы и дозировочные агрегаты точной дозировки химических компонентов. Распространение получили насосы с полным разделением приводной и гидравлической частей, что позволяет комплектовать их из нескольких унифицированных узлов на различные условия эксплуатации.

Дозировочные агрегаты серии НД, предназначенные для дозирования известкового молока, растворов коагулянта, чистых, нейтральных и агрессивных жидкостей, применяются на тепловых электростанциях, в химической, пищевой и других отраслях промышленности. Область их применения определяется стойкостью стали, из которой выполнена гидравлическая часть насосов, и материалов сальникового уплотнения плунжера.

Подача регулируется от нуля до максимума изменением длины хода плунжера вручную при остановленном электродвигателе. Насосы-дозаторы серии НД — электроприводные, одноплунжерные, горизонтальные, простого действия.

Основные узлы дозировочных насосов: электродвигатель, редуктор и гидроцилиндр. Насосы этого типа могут иметь подачу от 10 до 2500 л/ч, диапазон рабочих давлений от 1 до 40 МН/м2.

Определенный интерес представляет конструкция плунжерного дозировочного насоса НДП2/25 ( 6.11). Насос применяется для точного дозирования небольших количеств жидких компонентов в различных процессах. Электродвигатель (на чертеже не показан) через муфту 14 приводит во вращение червяк 1, который связан с симметрично расположенными относительно него двумя червячными колесами 2. Эти червячные колеса надеты на специальный пустотелый вал, состоящий из двух половинок, Которые|скрепляются между собой направляющими В. Внутри вала по направляющим перемещается параллелограмм 13. На параллелограмм, между двумя половинками вала, надет эксцентрик 12, на котором крепится нижняя головка^гпатуна 4. Другой конец шатуна пальцем 5 соединен с ползуном 6. Гидроблок состоит из плунжера 7, цилиндра 10, всасывающего 9 и нагнетательного 8 клапанов и уплотнения плунжера 11.

Вращение вала при помощи эксцентрика, шатуна и ползуна передается плунжеру в виде возвратно-поступательного движения. Предусмотрено регулирование хода плунжера.

На базе двухкомпонентного насоса собирались четырех- и шестикомпонент- ные дозировочные установки.

Насос-дозатор заключен в герметичный корпус и залит маслом. Насос- дозатор может быть использован для дозирования различных компонентов,, для этого достаточно подобрать устойчивый к коррозии материал только для плунжерной пары. С целью варьирования такими величинами, как подача и напор, предусмотрены сменные гидроблоки с различными диаметрами плунжеров (от 3 до 20 мм).

При необходимости два насоса-дозатора той или^другой марки можно этажно соединить, получив дозировочную установку для одновременного дозирования трех и четырех компонентов при одном электродвигателе.

Четырехкомпонентная дозировочная установка Ч ДУ 6/25 предназначена для дозирования различных жидких компонентов в нефтехимических процессах; может также применяться в комплекте с приборами автоматического контроля.

Дозировочные агрегаты серии ДА предназначены для одновременного дозирования различных чистых нейтральных и агрессивных жидкостей в технологических процессах, где требуется особо.точное соотношение дозируемых компонентов. Дозировочный агрегат представляет собой машину, состоящую из нескольких дозировочных насосов, объединенных общим приводным валом. Соотношение подач отдельных насосов (цилиндров) регулируется изменением хода плунжера на ходу или при остановленном агрегате. Предусмотрена возможность плавного регулирования подач всех насосов агрегата одновременно. Дозировочные агрегаты изготовляются двухцилиндровыми типа 2ДА, четырехцилиндровыми типа 4ДА, шестицилиндровыми типа 6ДА.

Агрегаты производятся с разными диаметрами цилиндров (от 20 до 100 мм), расчетные подачи находятся в диапазоне т>т 170 до 4240 л/ч соответственно, давления нагнетания от 0,4 до 1 МН/м2.

В нефтяной промышленности применяются одно- .или двухцилиндровые вертикальные плунжерные насосы с регулированием хода поршня (РПН), приводимые в действие электродвигателями через червячные редукторы. Эта группа машин рассчитана на подачу до 50 тыс. л/ч и напор от 1 до 50 МН/м2.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: