Центробежный консольный насос К 65-50-160-Курсовая работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа

Центробежный консольный насос К 65-50-160-Курсовая работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа
Насос — гидравлическая машина, преобразующая механическую энергию приводного двигателя в энергию потока жидкости, служащая для перемещения и создания напора жидкостей всех видов, механической смеси жидкости с твёрдыми и коллоидными веществами или сжиженных газов. Следует заметить, что машины для перекачки и создания напора газов выделены в отдельные группы и получили название вентиляторов и компрессоров. Разность давлений жидкости в насосе и трубопроводе обусловливает её перемещение. По принципу действия насосы подразделены на динамические, в которых передача энергии жидкости происходит в рабочей камере, постоянно сообщающейся с входом и выходом насоса, и объемные, в которых перемещение жидкой среды осуществляется в результате периодического изменения объема рабочей камеры, но переменно сообщающейся с входом и выходом насоса.
В нефтяной промышленности широко используется лопастные насосы -разновидность динамических. В этих насосах перемещение жидкой среды происходит путем обтекания лопасти или под воздействием сил трения.
По направлению движения потока жидкости лопастные насосы подразделены на центробежные и осевые.
Наиболее распространенным типом гидравлической машины для подъема или перекачивания жидкости является центробежный насос. В зависимости от способа подвода жидкости к колесу центробежные машины могут быть с односторонним (насосы типа К и ЦНС) и с двухсторонним всасыванием (насосы типа Д).
К основным элементам насосов можно отнести следующие детали:
Рабочее колесо (рисунок 1) является наиболее важной частью машины, выполняется с односторонним или двухсторонним входом среды ( бывает открытого или закрытого типа);


Рисунок 1-Рабочее колесо.
Рабочее колесо состоит из двух дисков, между которыми располагаются лопатки. Функция рабочего колеса заключается в создании потока жидкости, проходящего через насос. За счет вращения колеса жидкость, находящаяся в нем, тоже вращается. На вращающуюся жидкость действует центробежная сила (отсюда название насоса), которая заставляет жидкость разлетаться от центра рабочего колеса к его краям. В центре рабочего колеса при этом создается разрежение, которое обуславливает всасывание жидкости центральным кольцевым отверстием рабочего колеса через всасывающий патрубок насоса. Достигая внешнего края рабочего колеса, жидкость под давлением выбрасывается в нагнетательный патрубок.
Рабочие колеса. В центробежных насосах применяются открытые, полуоткрытые и закрытые колеса. Закрытые колеса является самыми экономичными, поэтому они получили широкое применение. С точки зрения прочности более надежными колесами являются полузакрытые колеса. В насосах типа Д применяются рабочие колеса с двухсторонним всасыванием.

а-открытое, б-полузакрытое, в-закрытое, г- с двухсторонним всасыванием
Рисунок 2- Типы рабочих колес

Рабочие колеса могут иметь различную форму, определяемую значением коэффициента быстроходности насоса (рисунок 2). Коэффициент быстроходности является характеристикой для определения конструкционного типа проточной части насосов, а также критерием подобия различных типов лопастных колес.









Рисунок 3- Влияние коэффициента быстроходности на форму рабочего колеса насоса

При малых значениях коэффициента быстроходности напор в насосах будет высоким при сравнительно небольших подачах, и наоборот, с увеличением коэффициента быстроходности будут большие подачи при низких напорах.
Центробежные лопастные машины различают по числу ступеней:
- одноступенчатые, с одним рабочим колесом;
- многоступенчатые, в которых жидкость проходит последовательно через все ступени, напор создаваемый машиной в целом, будет равен сумме напоров, создаваемых каждым из рабочих колес в отдельности.
Отводящее устройство насоса предназначено для отвода среды от рабочего колеса в напорную линию, к которой подключена лопастная машина. Отводы позволяют уменьшить скорость движения среды, выходящей из рабочего колеса, преобразовать кинетическую энергию потока в потенциальную (увеличить давление) и уменьшить гидравлическое сопротивление. Отводы бывают спиральные, полуспиральные, завитковые и кольцевые;
Вал машины (рисунок 3) служит для передачи вращения от двигателя рабочему колесу; установки на нем подшипников.

Рисунок 4-Вал насоса.
Подшипники, в которых вращается вал, бывают шариковые (роликовые) или скользящего трения с вкладышами. У мощных насосов и ТДМ, применяемых на ТЭС, предусматриваются устройства для охлаждения подшипников и принудительной циркуляции масла;
Направляющий аппарат устанавливается для изменения характеристик лопастной машины (напора и расхода) с целью регулирования выходных параметров среды.
Спиральная камера (рисунок 5). В насосах спирального типа преобразование скоростной энергии происходит в отводе, называемой спиральной камерой. Из последнего рабочего колеса жидкость с большой скоростью поступает в спиральную камеру и затем направляется через трубный расширитель (диффузор) в напорный трубопровод. Очертание стенок спиральной камеры способствует плавному уменьшению скорости жидкости по направлению к выходу и минимуму потерь на гидравлические сопротивления.
Опытами установлено, что объемные потери – это утечки жидкости через зазоры в насосе, больше в гладких и прямых зазорах; поэтому в насосах всегда стремятся делать зазоры с поворотами и кольцевыми проточками или детали уплотнения лабиринтного типа (рисунок 6). Так, для центробежных насосов с подачей Q = 50 - 100 м3/час при увеличенных против нормы зазорах в уплотнениях нелабиринтного типа утечки.


Концевые уплотнения вала в местах выхода его из корпуса могут обеспечивать полную герметичность. Наиболее распространены уплотнения двух видов: сальники и торцовые уплотнения.
Сальник состоит из эластичной набивки и нажимной втулки. Если давление всасывания ниже атмосферного, в сальнике устанавливают кольцо, к
которому подводится заградительный поток жидкости из нагнетательной полости насоса, а если жидкость загрязнена – от постороннего источника. Этим исключается подсасывание воздуха, а также контакт набивки с абразивными частицами.
Чтобы предотвратить утечки огнеопасных и токсичных жидкостей, к фонарному кольцу сальника вспомогательным насосом подается заградительная жидкость под давлением, несколько превышающим давление в насосе. Эта жидкость возвращается обратно через фильтр и холодильник или не возвращается, вытекая через набивку. Кроме того, нажимная втулка сальника имеет водяной затвор.
В ряде случаев предусматривают разгрузку сальника. Жидкость в этом случае поступает через цилиндрическую дросселирующую щель в полость с низким давлением. В щели иногда устраивают гидродинамическое уплотнение, представляющее собой винтовую нарезку, которая при вращении отгоняет жидкость от сальника.



2. ОПИСАНИЕ И РАБОТА ВЫБРАННОГО НАСОСА
2.1. Назначение насоса
Внешне конструкция консольного насоса очень похожа на многие другие, не специалист легко может ошибиться по внешнему признаку, особенно если опираться на название "консольный" и искать консоль в конструкции. В любом справочнике машиностроителя о консольном насосе написано буквально следующее: "Консольный насос соединен с электродвигателем через упругую муфту. В насосах типа КМ рабочее колесо установлено на конце удлиненного вала электродвигателя..." Разумно было бы предполагать, что консольным он называется потому что у него рабочая часть расположена консольно относительно станины. И это действительно так у некоторых небольших консольных насосов. Однако в большинстве случаев рабочая часть консольного насоса в своей самой дальней от привода точке жестко закреплена к корпусу насоса, и ни о какой консоли с виду речи быть не должно.
Область применения
-Системы водоснабжения и водоподготовки
-Системы кондиционирования и отопления
-Перекачивание в системах водяного охлаждения и циркуляции
-Перекачивание производственно-хозяйственной воды
-Противопожарное оборудование
-Дождевальные и ирригационные системы
-Технологические процессы

2.2. Основные технические данные и характеристики насоса
Основные технические данные:
Тип насоса – К 65-50-160;
Число ступеней насоса – 1;
Масса насоса, кг, не более –48;
Тип двигателя – АИР71В4;
Мощность, кВт – 3,4;
Масса агрегата, кг, не более – 110;
Основные технические характеристики:
Подача, м3/с, (л/с)-8 (2,2);
Напор, м – 32;
Частота вращения электродвигателя синхронная, с-1 (об/мин) – 48 (2900);
Мощность, потребляемая насосом, кВт, не более – 5,5;
Коэффициент полезного действия агрегата (насоса), не менее – 0,58;
Примечания:
-Значение основных параметров указаны при работе насосов на воде с температурой 293 К и плотностью 1000 .
-Производственное допустимое отклонение напора +7%....-5% при эксплуатации отклонение напора минус 10%.
-КПД указан для оптимального режима в рабочем интервале характеристики. Для насосов с уменьшенными диаметрами рабочих колес допускается снижение КПД на 0,05-0,08.
-Максимальная мощность насоса - величина справочная и указана для максимальной подачи в рабочем интервале характеристики с учетом допустимых отклонений по напору и КПД.
-Отклонение по массе +5%

В процессе выполнения курсовой работы были закреплены знания полученные при изучении теоретического курса, изучена конструкция насосного агрегата и основных его узлов, принцип работы и назначение насосного агрегата, его достоинства и недостатки. Для эффективной работы насосного агрегата необходимо четко следовать инструкциям по его эксплуатации и подбирать оптимальные режимы работы, своевременно проводить техническое обслуживание и капитальный ремонт.
Практика показывает, что при перерасчете работы насоса с воды на нефть значительно понижаются оптимальные характеристики агрегата (напор и производительность), при этом значительно увеличивается мощность на валу насоса.