МАГИСТРАЛЬНЫЕ НЕФТЕПРОВОДЫ

Нефтяные центробежные насосы

Центробежные насосы являются основным напорным оборудованием для перекачки нефти в магистральном трубопроводе и используются на головных и промежуточных станциях.

Использование центробежных насосов на головных и промежуточных станциях с резервуарами имеет некоторые особенности. В частности, магистральные насосы, работающие на высоких скоростях, должны иметь избыточное давление на входе. Это давление должно предотвращать возникновение опасного явления внутри насоса из-за падения давления быстро движущейся жидкости. Это явление известно как кавитация (лат. cavitas = полость) и представляет собой образование заполненных газом пузырьков в перекачиваемой жидкости. Когда эти пузырьки попадают в область высокого давления, они схлопываются и создают огромное точечное давление. Кавитация ускоряет износ компонентов нагнетателя и снижает его эффективность. По этой причине для закачки нефти в магистральный насос обычно используется специальный бустерный насос, основная задача которого - перекачивать нефть из резервуара и подавать ее на вход магистрального насоса, создавая необходимый кавитационный запас.

В то же время промежуточные перекачивающие станции магистральных нефтепроводов, работающие по принципу "насос в насос", оснащаются только магистральными насосами, поскольку напор, необходимый для их нормальной работы, создается на вышележащей перекачивающей станции.

Общие технические требования к насосам магистральных трубопроводов изложены в ГОСТ 12124-87 "Насосы центробежные нефтяные для магистральных трубопроводов", который распространяется как на магистральные, так и на бустерные насосы. Настоящий стандарт распространяется на магистральные и бустерные насосы и определяет основные типы и параметры этих насосов.

Если учитывать сменные роторы (рабочие колеса), то существует 20 различных типов.

Перечисленные в ГОСТе насосы расположены в порядке убывания расхода нагнетания от 125 до 12500 м³/час. Насос с наибольшим расходом - HM 10000-210: насос магистральный с расходом 10 000 м³/час и напором 210 м.

На перекачивающей станции насосы магистральные соединены последовательно, поэтому при одинаковом расходе напоры насосов суммируется. Это позволяет увеличить напор на выходе станции: в диапазоне от HM 125-550 до HM 360-460 два насоса и резервный насос в принципе соединены последовательно. Для насосов с расходом 500 м3/ч и выше три насоса и один резервный насос соединяются последовательно.

В зависимости от конструкции основные насосы ГОСТ 12124-87 подразделяются на секционные многоступенчатые с одинарным рабочим колесом (подача 125-710 м³/ч) и одноступенчатые с двойным рабочим колесом (подача >1250 м³/ч).

Последний насос может заменить рабочие колеса 0,5·Q_о.н, 0,7·Q_о.н и 1,25·Q_о.н, где Q_о.н - напор насоса от основного рабочего колеса при номинальном режиме работы. В насосах с двойным входом перекачиваемая жидкость подается на рабочие колеса с двух сторон, а в насосах с одинарным входом - с одной стороны.

На рисунке выше показано сечение магистрального насоса типа НМ. Корпус насоса, или, точнее, нагнетатель, определяется всасывающей крышкой 1 на линии всасывания и нагнетательной крышкой 6 на линии нагнетания. Между этими крышками находится нагнетательная часть, где расположены основные рабочие колеса насоса (в данном случае три). Рабочие колеса 5 и 12, а также винтовое колесо 2 предварительного нагнетания, используемое для увеличения всасывающей способности, установлены на общем валу 13 и соединены с электродвигателем посредством зубчатой тяги 14. Нефть подается в насос через входной патрубок (расположенный под крышкой 1) и поступает в первую ступень 12 нагнетателя с помощью предварительно нагнетающего винтового колеса 2, где его высота увеличивается на определенную величину. Затем нефть поступает в рабочее колесо 5, где происходит дальнейшее повышение напора за счет его хода, и, наконец, через выходной патрубок (расположенный под крышкой 6), где нефть выходит из насоса.