Модернизация гидравлической части электроприводного химического трехплунжерного регулируемого насоса ХТР 4/100-Курсовая работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа

Модернизация гидравлической части электроприводного химического трехплунжерного регулируемого насоса ХТР 4/100-Курсовая работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа

1. НАЗНАЧЕНИЕ НАСОСА ХТР 4/100


Электроприводной химический трехплунжерный регулируемый насос
предназначен для перекачивания жидкостей, в том числе химически активных (нейтральных к материалам гидравлической части), с температурой от 258К (минус 150С) до 373К (плюс 1000С) кинематической вязкостью не более 8 см2/сек., с содержанием твердых неабразивных частиц не более 0,2% по массе и не более 0,2мм по размерам. Остальные показатели назначения по Ту26-06-1608-90.
Электронасосный агрегат представляет собой насос в комплекте с двигателем, рамой и муфтой.
Агрегат выполнен в общепромышленном исполнении с двигателем взры-возащищенном исполнение по взрывозащите не допускает перекачивание жид-костей на взрывоопасных или пожароопасных производствах или установках и должен устанавливаться и эксплуатироваться в помещениях или установках соответствующего класса в соответствии с действующими ПуЗ ("Правила устройства
электроустановок" Госэнергоиздат).
Насосы изготавливаются в следующих исполнениях:
1) по материалу гидравлической части насоса:
Д - из хромистых сталей марок 20Х13, 30Х13, 12Х13, 08Х13 по
ГОСТ 5632-72;
К — из хромоникелевых сталей марок 12Х18Н10Т, 12Х18Н9Т, 14Х17Н2
по ГОСТ 5632-72:
Е — из хромоникелемолибденовой стали 10Х17Н13М2Т по ГОСТ 5632-72;
2) по конструкции гидравлической части насоса:
1 — без охлаждения или обогрева гидравлического корпуса, без гидрозатвора, с подводом смазывающей жидкости к уплотнениям, для перекачивания жидко-стей с температурой от 258К (минус 150С) до 373К (плюс 1000С);
2 — без охлаждения или обогрева гидравлического корпуса, с подводом сма-зывавшей жидкости к уплотнениям, с коллектором запоршневой зоны, с ком-бинированным подвижно-неподвижным уплотнением, для перекачивания жид-костей от 258К (минус 15 C) до 373K (плюс 100'С).
Агрегаты изготавливаются в следующих исполнениях:
1) по степени взрывозащищенности электрооборудования:
А — с двигателем в общепромышленном исполнении;
В — с двигателем во взрывозащищенном исполнении;
2) по виду соединения насоса и двигателя:
Пример условного обозначения насоса Т габарита 2,5 с диаметром плунжеров 55 мм, передаточным отношением встроенной передачи 5,0, гид-равлической частью из стали 20Х13, без охлаждения или обогрева, без гидро-затвора, с подводом смазывающей жидкости к уплотнениям, в климатическом исполнении УХЛ, категории размещения 4: Насос 2,5Т-55-5,0Д1-УХЛ4
Пример условного обозначения агрегата на базе вышеуказанного насоса с подачей 10 м3/ч, давлением на выходе 20 МПа, двигателем в общепромыш-ленном исполнении, с непосредственным соединением насоса и двигателя,




в климатическом исполнении УXJI, категории размещения 4:
Агрегат 2,5Т-10/20Д1-АЗ-УХЛ4.
ХТР 4/100 используется для подачи регенерированного ДЭГа в абсор-бер, где и происходит процесс осушки газа.
Регенерация абсорбента осуществляется по следующей схеме: Насыщен-ный диэтиленгликоль (НДЭГ) концентрации 95,0-97,5% масс. из тарельчатых абсорберов технологических линий очистки и осушки газа поступает в вывет-риватель В-1 (или емкость насыщенного ДЭГ Е 1), где происходит выделение углеводородных газов на счет снижения давления. Из выветривателя через фильтры часть НДЭГ направляется в трубное пространство теплообменника Т-3, нагревается встречным потоком регенерированного диэтиленгликоля, иду-щего по межтрубному пространству Т-3 до 110-140оС, и подается на десятую тарелку десорбера Д 1 для разделения жидкой смеси (ДЭГ - вода) на отдель-ные компоненты. Другая часть потока НДЭГ, минуя теплообменник направля-ется на 14 (или 12-ю) тарелку, с целью уменьшения температуры верха десор-бера.
В результате противоточного движения неравновесных паров и жидко-стей на контактных тарелках жидкость обогащается диэтиленгликолем, а пары водой.
Для создания потока паров низ десорбера подогревается с помощью ко-жухотрубчатого испарителя И-1, где в качестве теплоносителя используется водяной пар давлением до 13 кгс/см2 и температурой до 190оС.
Пары воды, углеводородного конденсата, диэтиленгликоля (дистиллят) и газ, выделившийся из ДЭГ при его регенерации из верхней части десорбера с температурой 60-80оС отводятся в конденсатор с воздушным охлаждением Х-1, откуда откачиваются вакуумным насосом. Давление (вакуум) в пределах -0,6 ÷ - 0,85 кгс/см3 в системе (Д-1, И 1, Р-1) поддерживается вакуум-насосом Н-6.
По данной схеме регенерации абсорбента абсорбер работает в абсорбци-онно-отпарном режиме, что позволяет снизить поток водяных паров, вслед-ствие исключения орошения колонны рефлюксом.
Регенерированный диэтиленгликоль, концентрации не ниже 99,0% масс., из испарителя И-1 забирается насосом подачи горячего ДЭГ Н-4 в теплооб-менник Т-3 и охлажденный встречным потоком НДЭГ до температуры 45-60оС, направляется в конденсатор Х-1 резервной установки для дополнитель-ного охлаждения и далее в емкость регенерированного ДЭГ Е-4 или Е-4а.
Характеристика абсорбента. В качестве абсорбента на установке комплексной подготовки газа применяется диэтиленгликоль (ДЭГ). ДЭГ представляет собой бесцветную жидкость, не имеющую запаха, со следующими физико-химическими свойствами:

химическая формула.......................................С4Н10О3 (СН2ОН-СН2-О-СН2-СН2ОН)
молекулярная масса........................................106,2
плотность при 20оС,кг/м3...............................1116-1117
температура замерзания, оС...........................-9
температура кипения, оС................................245
температура начала разложения, оС..............164,5

2. ПАТЕНТНАЯ ПРОРАБОТКА


По данной теме курсового проекта мной была проведена патентная проработка глубиной 10 лет. Найдено семь патентов и авторских свидетель-ств. Наиболее близкого к теме моего курсового проекта авторского свидетель-ства найдено не было.

2.1 Формула изобретения

Насос, содержащий корпус с размещен¬ным в нем штоком, плунжер, вса-сывающий и нагнетательные клапаны, уплотнения плунжера в виде сальника или манжет.
Отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности насоса при работе с абразивосодержащими жидкостями, консольная часть плунжера по-мещена в полость перфорированного стакана, концентрично установленного с зазором относительно плунжера и корпуса, причем на наружной поверхности перфорированного стакана закреплена сетка с размерами ячеек 40-60 мкм.

2.2 Обоснование выбора прототипа

Изобретение относится к области насосостроения и может быть исполь-зова¬но в насосах, предназначенных, преиму¬щественно, для перекачивания абразивосодержащих жидкостей.
Известен насос, содержащий корпус с размешенным в нем штоком, плунжером. Недостатком известного насоса явля¬ется недостаточно высокая долговечность при работе с абразивосодержащими жид¬костями.
Что обусловлено тем, что абразивные частицы из перекачиваемой жид-кости попадают в зону трения между плунжером и уплотнительным элемен-том, шаржируют последний, и при циклическом повторении «следа» каждой такой частицы плунжера образуют глубокие риски, причем глубина этих ри-сок может быть такой тогда, когда эластичности уплотнительного элемента недостаточно для герметизации плунжера.
Целью изобретения является повыше¬ние долговечности насоса при ра-боте с абразивосодержащими жидкостями.
Это достигается тем, что консольная часть плунжера помещена в по-лость перфорированного стакана, концентрично установленного с зазором относительно плунжера и корпуса, причем на наружной поверхности перфо-рированного стакана закреплена сетка с размерами ячеек 40-60 мкм.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на рис. 2.1 - изобра-жен описываемый насос, продольный разрез;





Насос содержит корпус 1, с размещен¬ным в нем плунжером 2. Гидрав-лическая часть насоса имеет всасывающий 4 и нагнетательный клапан 5. Ци-линдровая втулка 6, прижимается фланцем 7. Перфорированный стакан 3, установлен в корпусе насоса и прижат цилиндровой втулкой.



Рисунок 2.1 – Плунжерный насос с перфорированным стаканом.

Насос работает следующим образом:
При такте всасывания плунжер 2 перемещается влево, открывается всасы-вающий клапан 4, происходит процесс всасывания жидкости. Попаданию аб-разивных частиц находящихся в перекачиваемой жидкости препятствует уста-новленный перфорированный стакан 3, играющий роль фильтра. Таким об-разом находящиеся в перекачиваемой жидкости абразивные частицы не попа-дают на площадь контакта между уплотнением плунжера и цилиндровой втулки 6.
При такте нагнетания плунжер перемещается вправо, закрывая всасыва-ющий клапан 4 и открывая нагнетательный клапан 5. Перекачиваемая жид-кость содержащая абразивные частицы под давлением выталкивается вместе с ними в открывшийся нагнетательный клапан, что существенно повышает дол-говечность насоса при работе на абразивосодержащих жидкостях.






3. УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ НАСОСА
ХТР 4/100


Гидравлические параметры насосов и возможность перекачивания раз-личных по характеру и температуре жидкостей обеспечиваются соответствую-щими по диаметру плунжерами, применением соответствующей конструкции, материала гидравлической части и уплотнений (сальников). При работе агре-гата вращение вала двигателя передается через муфту и встроенный червячный редуктор на коленчатый вал насоса. Вращательное движение коленчатого вала при помощи
кривошипно-шатунного механизма преобразуется в возвратно-поступательное движение плунжеров. Плунжер, перемещаясь в рабочих камерах гидроблока, при ходе назад (в сторону коленвала) засасывает жидкость через всасывающий клапан, а при ходе вперед вытесняет ее через нагнетательный клапан. Рабочие камеры герметизированы со стороны всасывающего и нагнетательного; клапа-нов кольцами, а со стороны плунжеров уплотнительными коробками (сальни-ками).
Насос состоит из двух основных частей: приводной и гидравлической.