Проект замены насосов Н-6, 6а типа НКВ-210/200 на НКВ-360/200 в связи с увеличением производительности установки АВТ-6-Курсовая работа-Машины и аппараты нефтехимических производств

Проект замены насосов Н-6, 6а типа НКВ-210/200 на НКВ-360/200 в связи с увеличением производительности установки АВТ-6-Курсовая работа-Машины и аппараты нефтехимических производств

2.1 Исходные данные
Марка насоса – НКВ 360/200 – С в 70УТТ У2 ТУ 26-02-766-84
Перекачиваемая среда – фракция НК-85o С
Температура среды – 80o С
Упругость паров фракции, pn – 0,105 МПа
Плотность среды, ρ – 720 кг/м3
Кинематическая вязкость, ν – 1,3*10-6 м2/с
Давление на свободную поверхность в питательной емкости, P1 – 0,16 МПа
Давление на свободную поверхность в колонне, P2 – 0,8 МПа
Давление гидроиспытания корпуса насоса, Pпр. – 7,5 МПа
Масса агрегата, m – 2235 кг
Подпор, h1– 10 м
Геометрическая высота нагнетания, h2 – 28 м

Таблица 2– Характеристика трубопроводов насоса Н-14,14аа

Показатель Всасывающий Нагнетательный
Диаметр трубопровода, м 0,3 0,2
Длина трубопровода, м 30 30
Количество резких поворотов на 90o 3 3
Количество полностью открытых задвижек 1 1
Количество переходов 1 1
Подача, м3/ч 315 (Q) 315 (Q)
Тип труб бесшовные бесшовные
Состояние труб новые новые
Дополнительное сопротивление  - обратный клапан

1.1 Обзор насосов установки АВТ-6
На установке АВТ-6 используются следующие насосы:
 одноступенчатые насосы типа НД с рабочим колесом двустороннего входа и горизонтальным разъемом корпуса типа НД;
 горизонтальные одноколесные центробежные насосы с рабочим колесом одностороннего входа типа НК;
 горизонтальные центробежные насосы с рабочим колесом одностороннего входа, работающие в паре с предвключенным винтовым колесом (шнеком) типа НКВ;
 центробежные герметичные насосы типа ЦГ – одноступенчатые насосы со спиральным отводом и осевым подводом жидкости на колесо;
 специальные герметичные электронасосы типа БЭН;
 шламовые насосы типа НШ;
 вихревые насосы типа ВК;
 шестеренчатые насосы типа Ш;
 вакуум-насосы типа НВ;
 дозировочные насосы типа НДВ;
 плунжерные насосы типа ДП;
 трехплунжерные насосы типа 3ДП;
 насосы типа НТ;
 насосы типа РГ;
 консольные насосы типа НКУ.
Как видно, на установке широко используются центробежные насосы, которые почти полностью вытеснили объемные насосы. Это объясняется рядом существенных преимуществ динамического насоса перед объемным:
 отсутствие кривошипно-шатунного механизма, громоздких приводов, поэтому насосы конструктивно просты и компактны, имеют небольшую массу и сравнительно малые габаритные размеры при большой подаче;
 отсутствие клапанов, часто нарушающих нормальную работу насоса;
 равномерная и непрерывная подача жидкости, поэтому не требуется устанавливать газовые колпаки на трубопроводах;
 более точное регулирование количества подаваемой жидкости в широком диапазоне, возможен быстрый пуск и остановка насоса;
 надежность и долговечность в работе, простота в ремонте и эксплуатации.
Основной недостаток центробежного насоса – это отсутствие сухого всасывания. Но эта проблема решается путем установки насоса на более низкую высотную отметку, чем питательная емкость. В результате этого насос находится все время залитым (при условии открытия задвижки на всасывающем трубопроводе) и готовым к пуску.
Центробежные насосы используются для перекачивания взрывопожароопасных сред на установке – в связи с чем, большинство работают

     ДП 150411. 00.00.00 ПЗ Лист
      
      10
Изм. Лит. Noдокумента Подпись Дата  

в паре с торцовыми уплотнениями, т.к. любая объемная потеря перекачиваемой среды из агрегата может привести к пожару и аварии на установке.
Торцовое уплотнение представляет собой конструкцию, в которой плоские уплотняющие поверхности (торцовые поверхности втулок) расположены перпендикулярно оси вращения, а усилия, удерживающие эти поверхности в контакте, направлены параллельно оси вала. На АВТ-6 используются торцовые уплотнения различной конструкции, но работают все они по одной и той же схеме.
В качестве опорных узлов используются как подшипники качения, так и подшипники скольжения.
Плунжерные насосы используются для перекачивания и дозировки реагентов.
Приводом для насосов служат асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором различной мощности, выполненные во взрывозащищенном корпусе.
Центробежные насосы вместе с электродвигателями монтируются на единой литой плите и раме, закрепленной на бетонном постаменте.

     ДП. 150411. 00.00.00 ПЗ Лист
      
      11
Изм. Лит. Noдокумента Подпись Дата  

1.2 Описание конструктивных особенностей насосов типа НКВ
Насосы марки НКВ – это центробежные насосы, предназначенные для перекачки нефти и нефтепродуктов, имеющие одно консольно расположенное рабочее колесо с односторонним входом жидкости и одно предвключенное винтовое колесо (шнек). Насосы марки НКВ выпускаются с производительностью от 16 до 1800 м3/ч и напором от 80 до 320 м.ст.ж.



Рисунок 1 – Центробежный насос марки НКВ-360/200

Основными частями насоса являются: корпус насоса 1, крышка насоса 2, гайка 3, вал 4, корпус подшипников 5, колесо рабочее 6, подшипники: радиально-упорные (шариковые) 7, радиальные (роликовые) 8, уплотнение вала 9, колесо винтовое 15.
Корпус насоса выполняется совместно с опорными лапками и входным и выходным патрубками.
Крышка насоса присоединяется к корпусу насоса с помощью шпилек 10 с гайками 11 и шайбами 12.
Стык корпуса и крышки уплотняется спирально-навитой прокладкой 13.
Крышка корпуса в месте выхода вала имеет сальниковую камеру, в которую могут устанавливаться либо сальниковая набивка и фонарь сальника (при изготовлении насоса с уплотнением вала типа СГ), либо сальниковая набивка
     ДП. 150411. 00.00.00 ПЗ Лист
      
      12
Изм. Лит. Noдокумента Подпись Дата  

(при изготовлении насоса с уплотнением вала типа СО). Также возможна установка холодильника торцового уплотнения при условии изготовления насоса с некоторыми типами уплотнений, применяемых при высоких температурах. В монтируемом насосе используется торцовое уплотнение 70УТТ5.
Рубашка охлаждения камеры сальников выполняется закрытой.
В корпусе насоса, крышке насоса и корпусе подшипников имеется система
отверстий: подвода и отвода уплотнительной и охлаждающей жидкости из насоса и т.д.
На валу насоса устанавливаются колесо рабочие с уплотняющим кольцом, детали сальникового или торцового уплотнения, кольцо 14, колесо винтовое 15.
Вал насоса вращается на двух подшипниковых опорах. Опора, расположенная у муфты, состоит из двух радиально-упорных подшипников, смонтированных по типу сдвоенных, обращенных друг к другу широкими бортами наружных колец.
Вторая опора состоит из одного радиального роликового подшипника.
Внутренние кольца радиально-упорных подшипников от осевого перемещения закрепляются с помощью шайбы 21 и гайки 20, которые одновременно крепят полумуфту 16 зубчатой муфты и распорную втулку 17.
Рабочее и винтовое колеса посажены на цилиндрическую шейку консольной части вала и закрепляются с помощью специальной гайки с левой резьбой 3.
Смазка подшипников циркуляционная. Кольцо 14, вращаясь вместе с валом, забрасывает масло в лоток крышки, откуда оно стекает в маслопроводящий лоток, отлитый на внутренней стенке корпуса подшипников.
Из лотка масло по сверленным каналам в корпусе подшипников и каналам в комплектовочных шайбах, установленных между подшипниками, поступает равномерно к подшипникам, а затем по предусмотренным стокам попадает в масляную ванну.
Работа насоса состоит в следующем. При вращении рабочего колеса жидкость, залитая в насос перед его пуском, увлекается лопатками шнека и рабочего колеса, под действием центробежной силы движется от центра к периферии вдоль лопаток и подается через спиральную камеру в нагнетательную трубу. Поэтому на выходе в колесо в том месте, где всасывающая труба примыкает к корпусу, создается разрежение, под действием которого рабочая жидкость всасывается в насос. Таким образом, устанавливается непрерывное движение жидкости в насосе.
Главное отличие насосов типа НКВ от нормального ряда центробежных насосов – это наличие винтового колеса (шнека). Шнек обеспечивает равномерную, прямолинейную подачу жидкости на вход рабочего колеса, что уменьшает риск возникновения кавитации.

     ДП. 150411. 00.00.00 ПЗ Лист
      
      13
Изм. Лит. Noдокумента Подпись Дата  

1.3 Обоснование выбора конструкционных материалов
При выборе материального исполнения следует учитывать механические, физико-химические и технологические свойства, стоимость и дефицитность определенных материалов. Использование без нужды дорогих материалов влечет за собой убытки и экономическую нецелесообразность. Свойства материалов должны удовлетворять рабочим условиям агрегата.
К изготовлению валов, их сборке и установке предъявляют высокие требования. Валы, работая при большой частоте вращения, подвергаются действию поперечных сил, поэтому они должны быть прочными, обладать гибкостью и хорошо обрабатываться.
Сложные фасонные детали насоса (корпус, колесо и др.) возможно изготовить только литьем, поэтому материал должен обладать хорошими литейными свойствами, быть прочным и изностойким.
Материалы для изготовления деталей торцовых уплотнений выбирают главным образом в зависимости от температуры и свойств перекачиваемой среды.
В насосе Н-6, 6а используется материальное исполнение “С”.
Выбранное материальное исполнение предлагает изготовление вала из легированной стали 40Х , которая имеет хорошие прочностные характеристики. Сталь 40Х хорошо обрабатывается резанием и имеет высокую коррозионную стойкость. Уплотняющие кольца лабиринтных уплотнений также изготавливают из этой стали.
Корпус и колесо насоса изготавливается из литейной стали 25Л. Эта сталь способна работать при высоких давлениях и температуре до 450o С. Она имеет хорошие литейные свойства и хорошо сопротивляется коррозионному и эрозионному износу.
Для крепления и соединения узлов насоса используются различные виды крепежа: шпильки, винты, отжимные болты, штифты и др. Крепеж насоса выполняется из углеродистой стали 35. Углеродистая сталь 35 обладает хорошими прочностными характеристиками и хорошо обрабатывается резанием.
Втулки торцового уплотнения изготавливаем из графита ПК-О, пропитанного феноло-формальдегидной смолой. Данный материал хорошо обрабатывается, что обеспечивает быструю приработку трущихся поверхностей.
Подшипники изготавливаются из специальной подшипниковой стали ШХ15. Она имеет высокую твердость и износостойкость.
Насос Н-6,6а перекачивает фракцию НК-85oС при температуре 79o С. Механические и физико-химические свойства выбранных материалов соответствуют рабочим условиям агрегата. Материалы недефицитны и имеют хорошие технологические свойства.