Новое поколение насосов типа НПС

Главными задачами при проектировании нового оборудования являются создание машин с оптимальными массогабаритными характеристиками и минимальной трудоемкостью изготовления при достижении максимального уровня КПД, минимального уровня шума и вибрации, высокой надежности и ремонтопригодности, большого ресурса работы с соблюдением требований экологичности.

Специалисты подразделения НИОКР Группы ГМС провели модернизацию традиционно используемых в нефтегазовой отрасли насосов типа НПС с учетом современных достижений, выше перечисленных задач, а также требований стандартов API 610, API 682, DIN, ANSI, ISO. Результатом явилось создание новой линейки насосного оборудования - 2НПС 65/35-500, 2НПС 120/65-750 и 2НПС 200-750.

Насосы типа НПС предназначены для перекачивания нефти, нефтепродуктов и других жидкостей, сходных с указанными по физико-химическим свойствам, плотностью не более 1050 кг/м3, с температурой от минус 80° С до плюс 200° С, вязкостью не более 8,5х10-4 м2/с, с содержанием твердых взвешенных частиц в количестве не более 0,2 % и размером не более 0,2 мм.

Насосы предназначены для работы на взрывоопасных производствах, на которых возможно образование взрывоопасных смесей газов, паров или пыли с воздухом, относящихся к категории IIA, IIB, IIС и группам взрывоопасности Т1, Т2, Т3, Т4 по ГОСТ 12.1.011. Данный тип насосов также может эксплуатироваться в зонах, сейсмическая активность которых не превышает 9 баллов по шкале Рихтера.

Насосы выпускаются в климатическом исполнении У, УХЛ, Т категории размещения 2, 3 и 4 по ГОСТ 15150.

Основными потребителями насосов и агрегатов являются предприятия нефтехимической промышленности и трубопроводного транспорта нефти. По конструктивному исполнению насосы типа НПС - центробежные горизонтальные, многоступенчатые секционного типа с продольным плоским разъемом (по оси) корпуса, со встречным расположением групп рабочих колес. Входной и напорный патрубки насоса расположены горизонтально на одном уровне. Присоединение патрубков к трубопроводам фланцевое (рис. 1 и 2).

Рис. 1. Разрез насоса 2НПС65/35-500

 

Рис. 2. Общий вид насоса 2НПС65/35-500


Ротор насоса вращается в двух подшипниковых опорах на подшипниках качения. Смазка подшипников – жидкая, картерная. Масло турбинное Тп-22С или Тп-30. Направление вращения ротора насоса – левое (против часовой стрелки, если смотреть со стороны приводного конца вала).

В местах выхода вала из корпуса насоса устанавливаются уплотнения – торцовые одинарные или двойные с подводом или без подвода затворной жидкости.

В качестве привода насоса используются асинхронные или синхронные электродвигатели взрывозащищенного исполнения с частотой вращения 3000 об/мин (уровень взрывозащиты – не ниже 2ExdIIAT3).

По требованию Заказчика агрегат оснащается системой автоматики для обеспечения контроля показателей работоспособности и режимов работы автоматического управления при пуске и остановке.


Технические характеристики модернизированных насосов типа 2НПС

Наименование показателя
Исполнение ротора
Значение показателя
2НПС 200-700
2НПС 120/65-750
2НПС 65/35-500
Подача, м3/ч
1
200
120
65
2
-
65
35
Напор, м
1,2
700
750
500
Частота вращения, (об/мин)
1,2
2950
КПД насоса, не меньше, %
1
74
70
66
2
-
61
54
Допускаемый кавитационный
запас NPSHR, не более, м
1
6
5
4,5
2
-
4,5
4


При модернизации насосов типа НПС в конструкцию были внесены следующие изменения:

  • применена более совершенная геометрия проточных частей (рабочих колес, направляющих аппаратов, подводов, переводных труб), что дало возможность значительно повысить КПД насосов, снизить NPSHR, шум и вибрацию;
  • применены сменные рабочие колеса и направляющие аппараты, что позволяет значительно расширить диапазон работы насосов по подачам и напорам без замены корпуса с обеспечением высоких значений КПД;
  • конструкция всасывающего и нагнетательного патрубков выполнена в соответствии с DIN/ANSI/ISO;
  • применена новая конструкция диафрагмы с целью разгрузки ротора от осевых сил при нормальных и увеличенных зазорах в щелевых уплотнениях;
  • материальное исполнение деталей проточной части выполнено в трех вариантах –углеродистая сталь (вариант С), хромистая сталь (вариант Х), хромникельтитановая сталь (вариант Н), что позволяет использовать насосы для перекачивания различных сред;
  • для увеличения срока службы быстроизнашивающихся деталей насоса применены сменные уплотнительные кольца из твердосплавных материалов на вращающихся и статорных деталях;
  • введена индивидуальная посадка рабочих колес с натягом на ступенчатый вал, что позволит снизить виброактивность ротора и улучшит технологию сборки и разборки ротора;
  • герметизация горизонтального разъема корпуса выполнена «металл по металлу», что обеспечивает высокую надежность уплотнения;
  • камера уплотнения вала выполнена согласно API610, что позволяет использовать торцовые уплотнения, соответствующие API682, различных производителей;
  • изменена конструкция термобарьера, позволяющая более эффективно охлаждать вал, уплотнения и подшипники;
  • применена жесткая посадка подшипниковых опор в корпусе насоса, что обеспечивает центровку ротора со статором при сборках и разборках насоса;
  • в подшипниковых опорах изменены схемы установки подшипников, смазки, охлаждения, применены новые уплотнения, что увеличивает надежность и срок службы подшипников;
  • применены новые масленки постоянного уровня;
  • заменена зубчатая муфта на упругую пластинчатую, как более надежную и долговечную;
  • внедрены требования стандарта API 610, в том числе чугунные корпуса подшипниковых опор заменены на стальные, концы валов со стороны привода выполнены с конической посадкой вместо цилиндрической, штуцерные соединения заменены на фланцевые, предусмотрены площадки для замера вибрации в трех направлениях и др.;
  • изменено крепление насоса к плите, что обеспечивает свободное перемещение корпуса насоса при изменении температуры без расцентровки с двигателем;
  • применена более жесткая общая рама (плита), которая препятствует расцентровке валов «насос-двигатель».

В результате реализации указанных мероприятий была повышена экономичность насосов на 5-7%, что позволяет значительно снизить энергопотребление. Эксплуатация только одного модернизированного насоса 2НПС 200-700 позволит сэкономить в год порядка 300 000 кВт*час электроэнергии.

Значительная экономия при эксплуатации достигнута также за счет увеличенных показателей надежности: средняя наработка на отказ увеличена в 3 раза, средний ресурс до капитального ремонта – в 2,5 раза, средний полный срок службы – в 2 раза.

Производство модернизированных насосов типа НПС успешно налажено на базе
ОАО «Бобруйский машиностроительный завод», входящего в структуру крупного машиностроительного и инжинирингового холдинга ОАО «Группа ГМС».

Головин В.А. - главный инженер проекта, к.т.н., ОАО «Бобруйский машиностроительный завод» (Группа ГМС)
Твердохлеб И.Б. - директор по НИОКР, к.т.н., ООО "УК "Группа ГМС"

Загрузить

Назад в раздел