Экономический расчет установки АВТ-4

    Определение потребного напора насоса

    Потребный напор определяем путём сложения рассчитанных составляющих, а именно,  геометрической разницы уровней в ёмкости и в колонне, потерь на преодоление разницы давлений в ёмкости и в колонне, а также местных суммарных потерь напора во всасывающем и нагнетательном трубопроводах, плюс 5% на неучтённые потери.

,

где: 1,05 – коэффициент запаса на неучтенные потери потребного напора.

 м. 
 
 
 
 

3. Выбор насоса. Обоснование

    На  современных типовых установках нефтеперерабатывающих заводов  применяют в основном центробежные насосы. Они получили широкое распространение в различных отраслях народного хозяйства, в том числе в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Центробежные насосы выпускаются нескольких типов. Наиболее широкое применение нашли насосы горизонтальные консольные одно- и двухступенчатые (тип К), горизонтальные межопорные секционные с осевым разъёмом корпуса (тип С) и горизонтальные межопорные секционные двухкорпусные (тип СД). Основным типом нефтяных насосов по ГОСТ 23447-79 [9] являются насосы типа К, предназначенные для работы при подаче 8-2000 м³/ч, напоре 25-500 м.ст. жидкости и температуре перекачиваемого продукта от 193К до 673К.

    Насосы  этого типа имеют ряд существенных преимуществ по сравнению с другими  насосами: равномерность подачи жидкости; малые габаритные размеры при  большой производительности; удобство непосредственного соединения с двигателями (электромотором или турбиной); простота обслуживания и ремонта.

    Наряду  с перечисленными достоинствами, насосы этого типа обладают   следующими недостатками:

• Отсутствие сухого всасывания. Перед пуском насос необходимо заполнять жидкостью, так как разрежение, создаваемое при вращении рабочего колеса в воздушной среде,  недостаточно для подъёма жидкости во всасывающую полость насоса вследствие большей разности плотностей жидкости и воздуха.
• Зависимость напора от скорости вращения ротора. Невозможность варьировать производительность без изменения напора.
• Сравнительно невысокий КПД (для насосов небольшой производительности).
• Снижение КПД с увеличением вязкости перекачиваемой жидкости.

    Однако  благодаря отмеченным выше значительным достоинствам центробежные насосы продолжают вытеснять поршневые, которые на многих нефтеперерабатывающих заводах уже отсутствуют.

    Поэтому, следуя полученным и заданным параметрам работы:

Н = 186,2576 м, Q = 240 м³/ч. Подбираем  нефтяной консольный насос НК 200/210А. 
 
 
 
 

4. Расчет и построение «рабочей точки»

    Рабочая точка определяется путём пересечения рабочих характеристик насоса и сети.

    Графическое изображение характеристики сети представим выражением:

    

.

    Обозначим через а, а выражение в квадратных скобках через в, получим:

    Н = а + вQ² ,

а = DZ +

м,

    

    Подставляя  данные значения в выражение Н = а + вQ² и значение Q, в разные моменты времени, строим характеристику сети и совмещаем её с характеристикой насоса. На пересечении двух характеристик определим «рабочую точку» насоса и методом дросселирования откорректируем заданные параметры насоса. 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

                                         Рис.2 –характеристика насоса НК 200/210А. 
 

5.  Проверка на бескавитационную работу насоса

    Проверим  величину противокавитационного запаса по формуле:

    

,

где: - потери напора во всасывающем трубопроводе, м;

     - давление насыщенных паров  при температуре t = 40 °С, для керосина,

     = 19 кПа.

      - избыточное давление в ёмкости Е-1, Па;

     - определяем по рисунку 2, м.

    

;

    7,12 >6,9

      Условие выполнено, следовательно, запас выдержан. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

6. Описание конструкции и принципа действия насоса 

    Основные  детали сборочные единицы насоса: корпус 3 спирального типа, крышка 5, ротор 1, представленный валом и рабочим колесом 8, кронштейн подшипниковый 2, торцевые и сальниковые уплотнения вала 4 (см. приложения).

    Корпус  насоса, в котором расположена  проточная часть, отлит заодно с опорными лапами, входными и выходными патрубками. Опорные поверхности лап лежат в горизонтальной плоскости, проходящей через ось вала насоса.

    Со  стороны привода к корпусу  насоса присоединена крышка 6. Стык между фланцами корпуса насоса и крышки, расположенный в вертикальной плоскости, уплотнён спирально навитой прокладкой.

    Ротор насоса вращается в двух шарикоподшипниковых  опорах, установленных в подшипниковом  кронштейне, который фланцем присоединяется непосредственно к крышке насоса, а опорной лапой к фундаментной плите. Подшипники – радиально-упорные. Смазка подшипников циркуляционная, осуществляемая масляным туманом, создаваемым брызговиком 7, вращающимся вместе с валом. Охлаждение подшипников – водяное. Температура масла при работе насоса не должна превышать 333 К.

    Рабочее колесо диаметром D_к =     мм установлено на цилиндрической шейке консольной части вала и закрепляется гайкой.

    Уплотнение  вала в местах выхода его из корпуса  насоса торцевое или сальниковое.

    Используются  уплотнения следующих типов:

    ОП  – одинарное с проточной циркуляцией  перекачиваемой жидкости;

    ОК  – одинарное с самостоятельным  контуром циркуляции перекачиваемой насосом  жидкости и теплообменным устройством  вала насоса;

    ДК  – двойное с контуром циркуляции затворной жидкости;

    ДТ - двойное с контуром циркуляции затворной жидкости и теплообменным устройством вала насоса.

    Сальниковые уплотнения применяются двух типов:

    СО  – сальниковое охлаждаемое;

    СГ - сальниковое охлаждение с подачей  затворной жидкости.

    Для выбранного насоса наиболее подходящим является сальниковое охлаждение с подачей затворной жидкости, так как оно оказывает наибольший положительный эффект на работу насоса, по сравнению со всеми другими.

    Уплотнения  валов (как торцевые, так и сальниковые) взаимозаменяемы по присоединительным и посадочным размерам для каждой марки насоса.

    Для снижения давления перед уплотнением  в насосах с колесами одностороннего входа жидкости предусмотрено разгрузочное устройство, которое представляет собой  каналы во вращающихся частях целевого уплотнения, сообщающиеся через отверстия в валу с всасывающим пространством насоса.

    Разгрузка осевых усилий осуществляется сверлением в ступице рабочего колеса, либо установкой рабочих колёс входной  частью в противоположные стороны.

    Валы  насоса и электродвигателя соединены зубчатой муфтой с промежуточным валом типа МЗП.

    Насос изготавливается с общей для  насоса и электродвигателя фундаментной плитой. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

    В ходе проведённых расчётов была изучена  заданная технологическая схема. После установления всех гидравлических сопротивлений был определён потребный напор. На основании этого подобран нефтяной консольный насос типа НК 200/210А с одним рабочим колесом. Выбранный насос был проверен гидравлически и механически. Гидравлический расчёт заключался в определении бескавитационного запаса. Расчёт показал, что насос обладает необходимым запасом. Определены основные параметры работы насоса, а именно:

Q = 240 м³/ч – подача;

Н = 190 м – развиваемый напор;

- КПД.

N = 183 кВт – мощность.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

СПИСОК  ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Абдурашитов С.А., Тупиченков А.А., Вершинин И.М., Тененгольц С.М. Насосы и компрессоры. М.: Недра, 1974. – 296 с.
2. Дытнерский Ю.И.  Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию/Г.С. Борисов, В.П. Брыков и др. 2-е изд., перераб. и дополн. М.: Химия, 1991. – 496 с.
3. Идельчик И.Е.  Справочник по гидравлическим сопротивлениям / Под ред. Штейнберга, М.: Машиностроение, 1992. – 672 с.
4. Плановский А.Н., Рамм В.М., Каган С.З.Процессы и аппараты химической технологии: Учебник для вузов. – 5-е изд., стереотипное – М.: Химия, 1968. – 848 с.
5. Чекмарёв А.А., Осипов В.К.  Справочник по машиностроительному  черчению – 2-е изд., перераб.  М.: Высш. шк., 2001. – 493 с.
6. Черкасский В.М.  Насосы, вентиляторы, компрессоры. М.: энергоатомиздат, 1984. – 416 с., ил.
7. Чернавский С.А., Боков К.Н., Чернин И.М. и др. курсовое проектирование деталей машин. М.: Машиностроение, 1988. – 416 с.:ил.
8. Методическое руководство к выполнению расчётно-графической работы по курсу «Гидравлика и гидромашины»./ Сост. Аверкиева В.И., Стариков В.П., Игнатенков Ю.И.  Куйбышев: КПтИ, 1983. – 24 с.
9. Каталог ВНИИ НЕФТЕМАШ. Нефтяные центробежные насосы.