Построение комплексной характеристики центробежного насоса 1К20/30-Курсовая работа-Оборудование транспорта и хранения нефти и газа

Построение комплексной характеристики центробежного насоса 1К20/30-Курсовая работа-Оборудование транспорта и хранения нефти и газа
1 НАЗНАЧЕНИЕ, УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ, ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ВЫБРАННОГО НАСОСА

1.1 Назначение насоса
Консольный центробежный насос – самая распространенная разновидность промышленного насосного оборудования.
Консольные насосы (типа К) относятся к центробежным одноступенчатым насосам с односторонним подводом жидкости к рабочему колесу.
Основной рабочий орган консольных насосов – центробежное колесо, поэтому их также называют консольными центробежными.
Центробежные консольные насосы осуществляют свою работу, используя подключенный с помощью соединительной муфты асинхронный электродвигатель.
Они предназначены для перекачивания воды (кроме морской) и других жидкостей, схожих с водой по плотности, вязкости и химической активности, температурой от 0°С до 85°С (по спецзаказу до 105°С), с содержанием твердых включений размером до 1 мм, объемная концентрация которых не превышает 0,1%.
Насосы (агрегаты) предназначены для замены и ремонта аналогичных насосов (агрегатов) выпускаемых ранее и другими предприятиями.
Насосы (агрегаты) относятся к изделиям вида 1 (восстанавливаемые) по ГОСТ 27.003 и выпускаются в климатическом исполнении У3.1 по ГОСТ 15150.
Насосы (агрегаты) не предназначены для эксплуатации во взрывоопасных и пожароопасных помещениях.
Насосы и агрегаты разработаны с учетом поставки на экспорт.

1.2 Описание конструкции и принцип работы насоса
Устройство консольного насоса одностороннего всасывания типа 1К20/30 приведено на рисунке 1.
Насос типа К – центробежный, горизонтальный, консольный, с сальниковым уплотнением вала.

Рисунок 1 − Устройство консольного насоса одностороннего всасывания типа 1К20/30

Корпус (5) представляет собой чугунную фигурную отливку, внутренняя полость которой выполнена в виде спирали с диффузорным каналом, переходящим в напорный патрубок. Корпус насоса крепится к фланцу опорного кронштейна (12) четырьмя болтами.
Корпус насоса включает в себя подводящее и отводящее устройства.
Подводящее устройство (подвод) — участок проточной полости насоса от входного патрубка до входа в рабочее колесо — предназначено для обеспечения подвода жидкости во всасывающую область насоса с наименьшими гидравлическими потерями, а также для равномерного распределения скоростей жидкости по живому сечению всасывающего отверстия.
Конструктивно насосы изготовляют с осевым (рисунок 2, а), боковым в виде колена (рисунок 2, б), боковым кольцевым (рисунок 2, в) и боковым полуспиральным (рисунок 2, г) входом.

Рисунок 2 – Схемы входа жидкости в рабочие колеса центробежных насосов
В насосе 1К20/30 подвод с осевым входом.
Отводящее устройство (отвод) — это участок, предназначенный для отвода жидкости от рабочего колеса в напорный патрубок насоса. Жидкость выходит из рабочего колеса с большой скоростью. При этом поток обладает высокой кинетической энергией, а движение жидкости сопровождается большими гидравлическими потерями. Для уменьшения скорости движения жидкости, выходящей из рабочего колеса, преобразования кинетической энергии в потенциальную (увеличения давления) и уменьшения гидравлических сопротивлений применяют отводящие устройства, а также направляющие аппараты.
К кронштейну с двух сторон крепятся крышки подшипников (11 и 16).
В корпусе насоса выполнен спиральный отвод.
Рабочее колесо (4) – одностороннего входа, закрытого типа. Оно предназначено для передачи энергии от вращающегося вала насоса жидкости.
Закрытое рабочее колесо с односторонним входом воды состоит из двух дисков: переднего (наружного) и заднего (внутреннего), между которыми расположены лопасти.
Рабочее колесо с помощью обтекателя (3) крепится на вал (14).
Обычно рабочее колесо отливается целиком (диски и лопасти) из чугуна, бронзы или других металлов. Но в некоторых насосах применяют сборные конструкции рабочих колес, в которых лопасти вварены или вклепаны между двумя дисками. Закрытые колеса является самыми экономичными, поэтому они получили широкое применение.
Напорный патрубок выполнен в корпусе насоса и расположен в одной плоскости с осью вращения и входным патрубком.
На валу установлена защитная втулка (8) с крышкой сальника (7) и сальниковой набивкой, а также отбойное кольцо (10). Ротор насоса приводится во вращение электродвигателем через соединительную муфту. Опорами ротора служат два радиальных шарикоподшипника (13 и 15).
Подшипники смазываются консистентной смазкой Литол 24 ГОСТ 21150-87.
Направление вращения ротора – против часовой стрелке, если смотреть со стороны привода.
В верхней части корпуса имеется отверстие, закрытое пробкой, для выпуска воздуха.
В нижней части корпуса насоса имеется отверстие (17), закрытое пробкой, для слива остатков жидкости при остановке насоса на длительное время. В кронштейне имеется отверстие, предназначенное для отвода утечки жидкости через сальник.
Присоединительные размеры фланцев – по ГОСТ 12815-80.
Принцип работы: если при наполненных жидкостью корпусе и всасывающем трубопроводе привести во вращение рабочее колесо, то жидкость, находящаяся в каналах рабочего колеса (между его лопастями), под действием центробежной силы будет отбрасываться от центра колеса к периферии. В результате этого в центральной части колеса создается разрежение, а на периферии — повышенное давление. Под действием этого давления жидкость из насоса поступает в напорный трубопровод, одновременно через всасывающий трубопровод под действием разрежения жидкость поступает в насос. Таким образом осуществляется непрерывная подача жидкости центробежным насосом.

1.3 ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ И ХАРАКТЕРИСТИКИ
Основные технические данные насоса приведены в таблице 1.
Таблица 1 – Технические данные насоса
Параметр 1К20/30
Число ступеней насоса 1
Тип двигателя АИР100S2
Мощность, кВт 1,5
Масса агрегата, кг, не более  76,5
Основные технические характеристики качества насосов (агрегатов) приведены в таблице 2.
Таблица 2 – Технические характеристики насоса
Параметр 1К20/30
Подача, м3/ч 20
Напор, м 30
Давление на входе, МПа, не более 0,25
Частота вращения, с-1 48
Допускаемый кавитационный запас, м, не более 4,0
Утечка через сальниковое уплотнение, м3/ч (0,3...1,5) 10-3 (0,3...1,5)
КПД насоса 0,64
Максимальная мощность насоса, кВт 3,5
Параметры энергопитания:
род тока переменный
напряжение, В 220; 380
частота тока, Гц 50
Масса насоса, кг, не более  30

Примечания:
1. Значение основных параметров указаны при работе насосов на воде с температурой 293 К и плотностью 1000 .
2. Производственное допустимое отклонение напора +7%....-5% при эксплуатации отклонение напора минус 10%.
3. КПД указан для оптимального режима в рабочем интервале характеристики. Для насосов с уменьшенными диаметрами рабочих колес допускается снижение КПД на 0,05-0,08.
4. Максимальная мощность насоса - величина справочная и указана для максимальной подачи в рабочем интервале характеристики с учетом допустимых отклонений по напору и КПД.
5. Отклонение по массе +5%

АКЛЮЧЕНИЕ

В процессе выполнения курсового проекта 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), а также КПД насоса, при этом значительно увеличивается мощность на валу насоса.
Так же в данном проекте были рассмотрены режимы работы при параллельном и последовательном соединении насосов с одинаковыми характеристиками. При параллельном подключении насосов, подача увеличивается в два раза, а напор останется неизменным. При последовательном подключении насосов, напор увеличивается в два раза, а подача останется неизменной.