Насос магистральный нефтеперекачивающий НМ 10000-210-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа

Пояснительная записка содержит 112 страниц, 16 рисунков, 13 таблиц, 15 источников и 9 листов графического материала формата А1.

НЕФТЕПЕРЕКАЧИВАЮЩАЯ СТАНЦИЯ, МАГИСТРАЛЬНЫЙ НАСОС, ТРУБОПРОВОД, ВИБРАЦИЯ, РОТОР НАСОСА, КОМПЕНСАТОР, ЭКОЛОГИЯ, ИНВЕСТИЦИИ, МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОХРАНЕ ТРУДА.

В пояснительной записке проанализированы существующие конструкции нефтеперекачивающих станций и компенсаторов. Рассмотрены причины отказов оборудования связанные с вибрацией. Предложены мероприятия по снижению вибрации введением в обвязку насоса сильфонных универсальных линзовых компенсаторов. Выполнены необходимые расчеты конструкции.
В экономической части произведен расчет инвестиций, её экономическая эффективность, а также период окупаемости. Рассмотрены мероприятия по охране труда, направленные на обеспечение промышленной безопасности. В экологической части дан анализ загрязнения окружающей среды.
Насосная станция - наиболее сложное и ответственное звено магистрального нефтепровода, на котором сосредоточен основной объём технологического оборудования нефтепровода.
Эффективная эксплуатация насосных станций – один из важнейших вопросов нефтепроводного транспорта. Достаточно лишь выделить вопрос об экономии электроэнергии на перекачку. Ведь насосные агрегаты нефтепроводов – это весьма энергоёмкое, мощное оборудование, в процессе работы которого затрачиваются миллиарды киловатт-часов электроэнергии.
Одним из главных элементов насосной станции являются насосные агрегаты, которые передают энергию перекачиваемой жидкости, благодаря чему осуществляют её движение по трубопроводу.
Насосным агрегатом называется агрегат, состоящий из насоса и приводящего его в движение двигателя, соединённых между собой.
На насосных станциях магистральных нефтепроводов применяются синхронные и асинхронные электродвигатели.
 В связи с этим одна из главных задач эксплуатации насосного оборудования нефтепроводов – получение максимального к.п.д. насосов в любой момент времени.
Агрегат нефтяной электронасосный центробежный магистральный типа «НМ» на подачи 10000 м3/ч (рис.1.1), предназначен для транспортирования по магистральным трубопроводам нефти с температурой до 80oС, кинематической вязкостью не более 3см2/с, с содержанием механических примесей по объёму не более 0,05% и размером не более 0,2мм.

Патент признается новым, если до дачи приоритета заявки сущность этого или тождественного решения не была раскрыта в России или за рубе¬жом для неопределённого круга лиц настолько, что стало возможного его осуществление.
 Объектом изобретения могут являться: новое устройство, способ, веще¬ство, а также применение известных ранее устройств, способов, веществ по новому назначению.
 Автор изобретения может по своему выбору требовать: либо признания за ним только авторства и предоставления ему прав и льгот, предусмотрен¬ных действующим законодательством, с передачей государству исключи¬тельного права на изобретение, либо признать за ним авторство и предостав¬ление ему исключительного права на изобретение.
 В первом случае на изобретение выдаётся авторское свидетельство, во втором – патент, удостоверяющий признание предложения, авторство, при-оритет изобретения.
 Патент выдаётся сроком на 15 лет, считая со дня подачи заявки в Госко¬митет. Патент – документ, удостоверяющий признание предложения изобретением, приоритет изобретения и исключительное право патентообла¬дания на изобретение.
Вибрация от технологического трубопровода в насосном зале (рис 3.1) НПС «Бородаевка», является существенной проблемой при эксплуатации данного объекта. Этот вид воздействия приводит к разрушению оборудования, расцентровки валов насоса с двигателем, разбиению подшипников и подшипников опор. Замеры вибрации снятые на оборудовании (табл.3.1), показали, что необходимо улучшение вибросостояния. Схема замера вибрации на оборудовании показана на рис. 3.2. Для решения сложившейся проблемы предлагаю установить компенсирующие устройства на приемо-раздаточных патрубках насоса. В схему насосной станции перекачки нефти будут вварены гибкие элементы, с жесткостью меньшей, чем у трубопровода, линзовые сильфонные универсальные компенсаторы, которые будут способствовать компенсации вибраций технологического трубопровода, возникающих не только от гидродинамической природы, но и от вибрации других центробежных насосов включенных в схему насосной станции.
Компенсаторы являются оптимальным решением в случаях, когда система трубопроводных линий не способна естественным образом компенсировать воздействие различного рода вибраций и температурных расширений. В этих случаях компенсатор берет на себя функцию гибкого звена в трубопроводной системе, препятствует распространению вибрации на другие объекты. Компенсаторы этого типа не дают утечек и не требуют обслуживания. Они имеют малые габариты. Могут устанавливаться в любом месте трубопровода при любом способе его прокладки. Не требуют строительства специальных камер и обслуживания в течение всего срока эксплуатации. Компенсаторы этого типа применяются для компенсации неточностей, произошедших при монтаже, а также различного рода отклонений между трубопроводом и насосным или иным оборудованием.
Вид вибраций определяется их частотой и коэффициентом колебаний. Вибрации являются важным параметром при расчетах, потому как срок эксплуатации сильфона может быть существенно сокращен, если сильфон не был спроектирован с учетом существующих вибраций. Вид рабочей среды влияет на материал, используемый для производства сильфона, поскольку материал должен быть устойчивым по отношению к среде. В случае, если рабочая среда имеет тенденцию к затвердеванию или сгущению, должны быть приняты необходимые меры по предотвращению этого. Засорение сильфона отрицательно сказывается на его работе. Решением подобной проблемы может быть внутренний патрубок (гильза). Стандартный класс сильфонов изготавливается из нержавеющих сталей марок 12Х18Н10Т, 08Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т, которые применяются для разнообразных условий. Характеристики стали 10Х17Н13М2Т применяемой для изготовления компенсатора в данном проекте приведены в таблице 3.2.

Подобные сильфонные компенсаторы обеспечивают максимальное снижение вибраций и поглощение звука. Это обеспечивается благодаря гибкому сильфону. Компенсаторы являются устойчивыми по отношению к высоким температурам, а их длина отвечает практически всему спектру компенсаторов, что облегчает проектирование и замену компенсаторов. Многослойный сильфон обеспечивает повышенную гибкость компенсатора
Важным моментом в проектировании сильфонов, является использование более одного слоя металла в конструкции. Было сделано открытие, что изготовление сильфонов из тонких слоев металла предпочтительнее, чем из одного толстого листа. Компенсаторы из одного толстого листа более жесткие и имеют высокие напряжения.
В данном проекте произведен анализ существующих конструкций нефтеперекачивающих станций и компенсаторов. Предложен новый способ снижения нагрузок от технологических трубопроводов на насосный агрегат станции магистрального нефтепровода, в результате которого увеличатся межремонтные периоды, не будет происходить расцентровки валов в результате вибрации. В технико-экономической части рассчитан объем капиталовложений, и срок окупаемости предложенного способа борьбы с вибрацией. Произведен усталостный расчет и построена модель компенсатора, в программе «Ансис» для нахождения максимальных и нормальный напряжений в сечении компенсатора. Проект включает в себя экологическую часть и раздел охраны труда.