Нефтяные насосные установки

Особенность производства насосов для предприятий нефтяной отрасли заключается в разнообразии продуктов добычи. У каждого из них свои физические характеристики. В связи с этим, насосное оборудование, используемое для перекачки и транспортировки нефтепродуктов, должно быть адаптировано к решению конкретной задачи. При разработке конструкции также учитываются физические и химические свойства жидкостей.

Нефтяные насосы могут использоваться для перекачивания нефти, нефтегазовых эмульсий, нефтепродуктов, сжиженных газов, осадков, неагрессивных жидких сред и других веществ с аналогичными характеристиками. Если для решения конкретной задачи используется специализированные насосы, можно гарантировать, что заявленный срок службы будет соответствовать реальному, а технологические условия будут на оптимальном уровне.

Основные требования к нефтяным насосам

Специфические условия эксплуатации, которые характерны предприятиям нефтяной индустрии, стимулировали развитие производителей специального насосного оборудования для этого сектора. Сегодня существуют общепринятые требования к устройствам и системам этого типа, что упрощает процесс выбора конечному потребителю. Отталкиваясь от указанных производителем условий эксплуатации и перечня выполняемых работ, можно быстро подобрать оптимальную по мощности, производительности и безопасности модель.

Особенность насосов для перекачивания нефти заключается в том, что всегда существует риск воспламенения рабочей жидкости. Именно поэтому производители уделяют особое внимание противопожарной безопасности своих устройств, а также химической стойкости к различным агрессивным химическим средам. Чтобы обеспечить это, для изготовления каждой детали используется строго предписанный материал. Ещё одним, особенно актуальным требованием, является отсутствие вредных воздействий на окружающую среду и экологическая безопасность.

В отличие от аналогичных агрегатов, нефтяные установки могут стабильно работать при специфических условиях. Например, при нефтепереработке на рабочие узлы насосного оборудования могут воздействовать различные давления, температуры и сами углеводороды. При этом перекачиваемое вещество отличается высокой вязкостью (для нефти показатель доходит до 2000 сСт), что повышает уровень нагрузок, которые регулярно испытывает устройство.

Нефтяные насосные установки используются на всех континентах и работают в разных погодных условиях. Чтобы обеспечить их стабильную работу в области Северного моря, в ОАЭ и пустынях США, производители предлагают различные климатические исполнения своих устройств.

Мощность — важный параметр насоса, ведь при перекачке и транспортировке приходится поднимать жидкостную среду со значительной глубины, свойственной скважинам. К слову, их эксплуатационные характеристики во многом определяются тем видом энергии, который необходим для работы комплекса нефтяного оборудования. Это говорит о необходимости учитывать условия использования при выборе типа привода насосных установок.

Нефтяные насосы могут оснащаться приводами следующих типов:

  • гидравлический;
  • механический;
  • пневматический;
  • термический;
  • электрический.

Если в месте использования оборудования имеется источник электроэнергии, последний вариант оказывается наиболее выгодным и удобным решением, так как обладает широким диапазоном характеристик. Когда же питание от электричества невозможно, насосы оснащают газотурбинными двигателями, а также двигателями внутреннего сгорания. Пневматический привод станет оптимальным решением, если имеется возможность использования природного или попутного газа для получения энергии, что увеличивает рентабельность применения насосной установки.

Типы и особенности конструкции нефтяных насосов

Приведем основные конструктивные особенности насосных установок, предназначенных для нефтяной промышленности:

  • торцевое уплотнение;
  • взрывозащищенное исполнение электродвигателя;
  • гидравлические узлы насосного оборудования;
  • материалы, позволяющие выполнять монтаж и эксплуатацию оборудования вне помещений, на открытых площадках.

Привод и насос устанавливаются на единый фундамент. Между валом и корпусом оборудования размещается торцевое уплотнение с системами жидкости и промывки. Для изготовления проточной части используется никельсодержащая, хромистая или углеродистая сталь.

Выделяют два основных вида нефтяного насосного оборудования: винтовое и центробежное.

Винтовые насосы рассчитаны на использование в более сложных условиях эксплуатации, чем центробежные. Так как внутри такого устройства при перекачивании жидкости не происходит контакта винтов, они могут работать с веществами с высокими показателями плотностями, а также с теми средами, в которых содержатся различные примеси: рассол, шлам, пульпа, сырая нефть и т. д.

Встречаются одно- и двухвинтовые насосы для нефтяных предприятий. Для обоих видов характерна отличная самовсасывающая способность, высокое давление (более 10 атмосфер) и уровень напора (более 100 метров).

Двухвинтовые нефтяные насосы способны перекачивать жидкости с повышенной вязкостью даже при изменении температуры окружающей среды. Это, например, может быть нефтешлам, гудрон, битум или мазут. Такие установки могут справляться с веществами температурой 450 градусов при температуре до —60 градусов по Цельсию. Если говорить о мультифазных двухвинтовых насосах, то они способны перекачивать жидкости с содержанием газов до 90%.

Винтовые насосы также могут быть полезны для решения задач по разгрузке железнодорожных, автомобильных цистерн и контейнеров с кислотами. Используя общепромышленное оборудование, данные операции выполнить просто невозможно.

Центробежные, консольные насосные установки могут комплектоваться жесткой или упругой муфтой, а также поставляться без этого элемента. Оборудование последнего типа монтируется по центральной оси либо вертикально или горизонтально на лапах. Температура перекачиваемой жидкостной среды здесь не может составлять более 400 градусов по Цельсию.

Одноступенчатый консольный насос оснащается рабочими колесами с односторонним ходом. Такое оборудование применяется для перемещения нефти и прочих жидкостей, которым свойственна высокая температура (до 200 градусов).

Насосные двухопорные установки бывают:

  • одно-, двух- и многоступенчатыми;
  • одно- и двухкорпусными;
  • с односторонним и двухсторонним всасыванием.

Температура перекачиваемой среды здесь не должна превышать 200 градусов.

Также существуют подвесные (полупогружные) вертикальные насосы, которые исполняются в однокорпусном или двухкорпусном виде. Слив может быть раздельным или осуществляться через колонну. В список дополнительного оснащения данного оборудования может также входить спиральный отвод или направляющий аппарат.

По максимальной температуре перекачиваемой жидкостной среды, все существующие разновидности нефтяных насосных установок можно условно разделить на несколько групп:

  • 80 градусов — полупогружные, горизонтальные одноступенчатые стальные, горизонтальные магистральные многоступенчатые секционные чугунные, комплектующиеся рабочими колесами одностороннего хода;
  • 200 градусов — консольные чугунные, горизонтальные многоступенчатые чугунные;
  • 400 градусов — консольные стальные с рабочими колесами одностороннего или двухстороннего действия.

Учитывая уровень температуры перекачиваемой жидкостной среды, насос комплектуется одинарным или двойным торцевым уплотнением. Первый вариант подходит для работы с веществами температурой до 200 градусов, второй — до 400 градусов по Цельсию.

По области применения, агрегаты можно разделить на устройства, применяемые при добыче и транспортировке нефти, а также при ещё подготовке и переработке в нефтепродукты. Первая группа включает насосные установки, отвечающие за подачу жидкостной среды на центральные пункты сбора, на групповые автоматизированные замерные установки, в резервуары товарной нефти, на головные станции нефтяной магистрали, агрегаты дожимной станции, а также оборудование для перемещения вещества по участкам нефтеперерабатывающего завода. Во вторую группу входят установки, предназначенные для передачи нефти на центрифуги, сепараторы, теплообменники, в колонны и печи.

Конструкция герметичного нефтяного центробежного насоса

Конструкция насоса для перекачки нефти

1. Корпус.

2. Закрытое рабочее колесо.

3. Подшипник.

4. Уплотнительный стакан.

5. Внутренний магнит.

6. Внешний магнит.

7. Защитный кожух.

8. Вторичный кожух.

9. Рама.

10. Масляный уплотнитель.

11. Температурный датчик.

Конструкция насоса для перекачки нефти

Конструкция насоса для перекачки нефти

1. Корпус.

2. Сменное кольцо.

3. Опора.

4. Рабочее колесо.

5. Уплотняющий блок.

6. Уплотнение масляной камеры.

7. Рабочий вал.

8. Подшипники рабочего вала.

9. Оребрение.

10. Корпус подшипников.

Сфера применения насосных установок

Описываемые насосные установки применяются, прежде всего, на нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятиях. Однако они также востребованы любыми другими предприятиями, у которых регулярно возникают задачи по перекачке сжиженного газа, нефти, нефтепродуктов и других, сходных по весу, вязкости, уровню коррозийного воздействия на материалы изготовления деталей насоса и другим физическим качествам веществ.

В зависимости от климатического исполнения, оборудование может применяться как вне, так и внутри различных категорий помещений, если условия работы допускают присутствие там смеси пыли с воздухом, взрывоопасных паров или газов.

Это позволяет ТЭЦ, предприятиям по добыче и переработке нефти, котельным и газонаполнительным станциям, а также прочим организациям использовать насосные установки для перекачивания:

  • различных нефтепродуктов;
  • различных химических сред;
  • сырой нефти;
  • товарной нефти;
  • сжиженных газов;
  • газового конденсата;
  • кислот и растворов солей;
  • химических реагентов;
  • горячей воды;
  • питательной воды для систем парового отопления.

Также нефтяные насосы применяются для закачки в пласт воды (необходимо для систем ПДД),а также химических реагентов (используется для повышения отдачи нефти). Их также используют в бустерных и нагнетательных системах.