4.1. Насосы, назначение и классификация. Поршневые насосы. Предельная высота всасывания. Центробежные насосы. Законы пропорциональности.

Перекачка жидких продуктов является одной из основных операций, осуществляемых в технологических процессах нефтеперерабатывающей промышленности. Перекачка производится при помощи насосов, подразделяемых по принципу действия на лопастные, у которых перемещение жидкости производится непрерывным потоком за счет энергии лопасти вращающего колеса, и объемные, у которых подача жидкости осуществляется за счет перемещения ее отдельных объемов в нагнетательный трубопровод.

Основные типы лопастных насосов – центробежные, осевые, диагональные; объемных – поршневые, плунжерные, винтовые, шестеренные, пластинчатые и другие. Из числа лопастных насосов на НПЗ наибольшее применение имеют центробежные, из числа объемных – поршневые (плунжерные), шестеренные, вихревые.

Центробежные насосы, преимуществами которых является непрерывность потока, небольшая занимаемая площадь и относительная простота конструкции, составляет основную часть насосного хозяйства НПЗ. По роду перекачиваемой жидкости центробежные насосы на НПЗ подразделяются на:

 Насосы – это гидравлические машины, предназначенные для перемещения жидкостей и сообщения им энергии.

Характеристики насосов: производительность или подача, напор, КПД, расход мощности, коэффициент быстроходности.

Коэффициент быстроходности – удельное число оборотов модельного насоса. Определяется по формуле

n_б = (3,65n√Q) / ⁴√H₃

n – число оборотов одного насоса, об/мин

Q – производительность насоса, м³/сек

Н – полный напор, м.

Высота всасывания определяется как разность давления (в метрах столба перекачивающей жидкости) на уровне засасываемой жидкости и на уровне горизонтальной оси насоса. Допустимая высота всасывания обуславливается как величиной атмосферного давления, так и возможностью возникновений в некоторых зонах всасывающей линии явления кавитации

Н_вс ≤ Н_б – h_н.п. – h_сопр – h_кав

Н_б – атмосферное давление в данной местности, пересчет в метры столба

h_н.п. – давление насыщенного пара, м.ст.

h_сопр – гидравлическое сопротивление всасывающей линии, включая затрату энергии на сообщение скорости

h_кав – кавитационная поправка h_кав = 0,00123 (Qn²)^2/3

Кавитация — образование в жидкости полостей (кавитационных пузырьков, или каверн), заполненных паром.

Центробежные насосы не работают на самовсасывание, поэтому при пуске необходимо удалять воздух из насоса и всасывающего т/п. Для этого в верхней точке конуса насоса имеется штуцер, к которому можно присоединить вакуум-насос, откачивающий воздух.

Одноступенчатый насос предназначен для небольших напоров – до 50 м. Для высоких давлений применяют многоступенчатые насосы.

В химической промышленности насосы применяются для перекачивания щелочей, рассолов и других вязкий жидкостей, часто содержащий твердые взвеси.

Достоинства центробежных насосов: равномерность подачи, быстроходность, простота устройства, возможность перекачивания загрязненных жидкостей, так как имеются большие зазоры между кожухом и колесом и отсутствуют клапаны.

Недостатки: меньший КПД, чем у поршневых, необходимость заливки насоса и всасывающей трубы жидкостью перед пуском насоса, уменьшение производительности с увеличением напора, резкое уменьшение КПД при малой производительности.

Поршневые насосы по характеру действия делятся на насосы простого, двойного, тройного и четвертного действия, а по виду привода – на приводные и прямодействующие.

В поршневом насосе жидкость безотрывно следует за поршнем, занимая освобождающийся объем. Поэтому производительность поршневого насоса равна объему, описываемому поршнем.

В насосе простого действия за один ход поршня (вправо или вверх) засасывается объем жидкости, равный площади сечения поршня F м², умноженной на длину хода поршня S м, но подачи не происходит. При обратном ходе поршня теоретически вся засосанная жидкость в количестве F S м³ подается в нагнетательный т/п. Таким образом, за два хода поршня или за один оборот вала объем подаваемой жидкости равен F S м³. При n оборотах вала в минуту теоретическая производительность равна

Q_т = FSn/60    м³/сек

Источник неизвестен

Законы пропорциональности

При необходимости существенного изменения производительности центробежного насоса идут на изменение скорости вращения рабочего колеса путем замены электродвигателя или передачи (редуктора). При этом изменяется не только производительность насоса, но и его напор, а также потребляемая мощность.

1. Производительность центробежного насоса прямопропорциональна частоте вращения.
2. Напор, развиваемый насосом, примерно прямо пропорционален квадрату частоты вращения.
3. Мощность на валу насоса пропорциональна кубу частоты вращения.