|
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.
|