Насосы - машины для создания напорного потока жидкой среды. При разработке гидравлических систем и сетей правильный выбор и применение насосов позволяет получить заданые параметры движения жидкостей в гидросистемах. При этом конструктору необходимо знать конструктивные особенности насосов , их свойства и характеристики. В данном разделе Вы можете бесплатно и без регистрации скачать книги по центробежным, лопастным, шестеренным насосам и вентиляторам.

	Название: Насосы, вентиляторы, компрессоры: Учебник для теплоэнергетических специальностей вузов.
	Черкасский В. М.
	Описание: Рассмотрены классификации, основы теории, характеристики, методы регулирования, конструкции и вопросы эксплуатации машин для подачи жидкостей и газов, применяющихся в энергетики и других отраслях промышленности.
	Год издания: 1984
	Просмотров: 36579 | Скачиваний: 6834

	Название: Шестеренные насосы для металлорежущих станков.
	Рыбкин Е.А., Усов А. А.
	Описание: Книга содержит анализ теоретических и экспериментальных исследований методов расчета и конструирования шестеренных гидравлических насосов, применяемых в гидрофицированных металлорежущих станках.
	Год издания: 1960
	Просмотров: 35392 | Скачиваний: 893

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Ярославский государственный технический университет» Кафедра «Процессы и аппараты химической технологии»

РАСЧЕТ НАСОСНОЙ УСТАНОВКИ

Учебное пособие

Составители: канд. техн. наук, доцент В. К. Леонтьев, ассистент М. А. Барашева

Ярославль 2013

АННОТАЦИЯ

В учебном пособии рассмотрены краткие теоретические сведения по расчету простых и сложных трубопроводов, расчету основных параметров работы насосов. Приведены примеры расчетов трубопроводов и подбора насосов. Разработаны многовариантные задания для выполнения расчетнографических работ.

Особое внимание в пособии уделено конструкциям динамических насосов и насосов объемного действия.

Учебное пособие предназначено для студентов, выполняющих расчетные работы и курсовые проекты по курсам «Гидравлика», «Механика жидкости и газа» и «Процессы и аппараты химической технологии».

	Название: Насосы, вентиляторы и компрессоры.Учеб пособие для втузов.
	Шерстюк А.Н.
	Описание: В книге излагаются основы теории, расчета и эксплуатации лопастных машин - насосов, вентиляторов и компрессоров.
	Год издания: 1972

ВВЕДЕНИЕ
1. Гидравлический расчет трубопроводов
1.3. Сложные трубопроводы
1.3.1. Последовательное соединение трубопроводов
1.3.2. Параллельное соединение трубопроводов
1.3.3. Сложный разветвленный трубопровод
2. Расчет насосной установки
2.1. Параметры работы насоса
2.1.1. Определение напора насосной установки
2.1.2. Измерение напора насосной установки с помощью
приборов
2.1.3. Определение полезной мощности, мощности на валу,
коэффициента полезного действия насосной установки
3. Классификация насосов
3.1. Динамические насосы
3.1.1. Центробежные насосы
3.1.2. Осевые (пропеллерные) насосы
3.1.3. Вихревые насосы
3.1.4. Струйные насосы
3.1.5 Воздушные (газовые) подъемники
3.2 Объемные насосы
3.2.1 Поршневые насосы
3.2.2 Шестеренные насосы
3.2.3 Винтовые насосы
3.2.4 Пластинчатые насосы
3.2.5 Монтежю
3.3 Достоинства и недостатки насосов различных типов
4. Задание на расчет насосной установки
Задание 1
4.1. Пример расчета простого трубопровода
Задание 2
4.2. Пример расчета сложного трубопровода
Задание 3
4.3. Пример расчета насосной установки
Задание 4
4.4. Пример расчета и подбора насоса для подачи жидкости в ко-
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ А
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
ПРИЛОЖЕНИЕ В

ВВЕДЕНИЕ

В химических производствах большинство технологических процессов осуществляется с участием жидких веществ. Это и сырьё, которое подают со склада на технологическую установку, это и промежуточные продукты, перемещаемые между аппаратами, установками, цехами завода, это и конечные продукты, доставляемые в ёмкости склада готовой продукции.

На все перемещения жидкостей, как по горизонтали, так и по вертикали, необходимо затратить энергию. Наиболее распространённым источником энергии потока жидкости является насос. Другими словами, насос создает напорный поток жидкости.

Насос является составной частью насосной установки, которая включает в себя всасывающий и нагнетательный (напорный) трубопроводы; исходный и приемный резервуары (или технологические аппараты); регулирующую трубопроводную арматуру (краны, вентили, задвижки); измерительные приборы.

Правильно выбранный насос должен обеспечивать заданный расход жидкости в данной насосной установке, при этом работать в экономичном режиме, т.е. в области максимальных КПД.

При выборе насоса необходимо учитывать коррозионные и другие свойства перекачиваемой жидкости.

1. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДОВ

1.1. Классификация трубопроводов

Роль трубопроводных систем в хозяйстве любой страны, отдельной корпорации или просто отдельного хозяйства трудно переоценить. Системы трубопроводов в настоящее время являются самым эффективным, надёжным и экологически чистым транспортом для жидких и газообразных продуктов. Со временем их роль в развитии научно-технического прогресса возрастает. Только с помощью трубопроводов достигается возможность объединения стран производителей углеводородного сырья со странами потребителями. Большая доля в перекачке жидкостей и газов по праву принадлежит системам газопроводов и нефтепроводов. Практически в каждой машине и механизме значительная роль принадлежит трубопроводам.

По своему назначению трубопроводы принято различать по виду транспортируемой по ним продукции:

– газопроводы;

– нефтепроводы;

– водопроводы;

– воздухопроводы;

– продуктопроводы.

По виду движения по ним жидкостей трубопроводы можно разделить на две категории:

– напорные трубопроводы;

– безнапорные (самотёчные) трубопроводы.

В напорном трубопроводе внутреннее абсолютное давление транспортируемой среды более 0,1 МПa. Безнапорные трубопроводы работают без избыточного давления, движение среды в них обеспечивается естественным геодезическим уклоном.

По величине потерь напора на местные сопротивления трубопроводы делятся на короткие и длинные .

В коротких трубопроводах потери напора на местные сопротивления превышают либо равны 10 % от потерь напора по длине. При расчетах таких трубопроводов обязательно учитывают потери напора на местные сопротивления. К ним относят, например, маслопроводы объемных передач.

К длинным трубопроводам относятся трубопроводы, в которых местные потери меньше 10 % от потерь напора по длине. Их расчет ведется без учета потерь на местные сопротивления. К таким трубопроводам относятся, например, магистральные водоводы, нефтепроводы.

По схеме работы трубопроводов их можно разделить также на простые

и сложные.

Простые трубопроводы – это последовательно соединенные трубопроводы одного или различных сечений, не имеющие никаких ответвлений. К сложным трубопроводам относятся системы труб с одним или несколькими ответвлениями, параллельными ветвями и т.д.

По изменению расхода транспортируемой среды трубопроводы бывают:

– транзитные;

– с путевым расходом.

В транзитных трубопроводах отбора жидкости по мере её движения не производится, расход потока остается постоянным, в трубопроводах с путевым расходом расход потока изменяется по длине трубопровода.

Также трубопроводы можно подразделить по виду сечения: на трубопроводы круглого и не круглого сечения (прямоугольные, квадратные и другого профиля). Трубопроводы можно разделить и по материалу, из которого они изготовлены: стальные трубопроводы, бетонные, пластиковые и др.

1.2. Простой трубопровод постоянного сечения

Основным элементом любой трубопроводной системы, какой бы сложной она ни была, является простой трубопровод. Простым трубопроводом, согласно классическому определению, является трубопровод, собранный из труб одинакового диаметра и качества его внутренних стенок, в котором движется транзитный поток жидкости, и на котором нет местных гидравлических сопротивлений. Рассмотрим простой трубопровод постоянного сечения, имеющий общую длину l и диаметр d, а также ряд местных сопротивлений (вентиль, фильтр, обратный клапан).

Рис. 1.1 Схема простого трубопровода

Размер сечения трубопровода (диаметр или размер гидравлического радиуса), а также его протяженность (длина) трубопровода (l , L) являются основными геометрическими характеристиками трубопровода. Основными технологическими характеристиками трубопровода являются расход жидкости в трубопроводе Q и напор Н (на головных сооружениях трубопровода, т.е. в его начале). Большинство других характеристик простого трубопровода являются, не смотря на их важность, производными характеристиками. Поскольку в простом трубопроводе расход жидкости транзитный (одинаковый в начале и конце трубопровода), то средняя скорость движения жидкости в трубопроводе постоянна ν = cons’t.

Запишем уравнение Бернулли для сечений 1-1 и 2-2.

h п ,

где z 1 , z 2 – расстояние от плоскости сравнения до центров тяжести выделенных сечений – геометрический напор, м;

		P1 , P2					– давление в центре тяжести выделенных сечений, Па;
		– плотность потока, кг/м3 ;
		g – ускорение свободного падения, м/с2 ;
								– средняя скорость движения потока в соответствующем сече-
	h п – потери напора в трубопроводе, м;
								g – пьезометрический напор, м;
					2 g – скоростной напор, м.

Так как сечение трубопровода постоянно, то скорость движения потока одинакова по всей длине трубопровода, а соответственно и скоростные напоры в сечениях 1-1 и 2-2 равны. Тогда уравнение Бернулли принимает следующий вид:

					h п .

Потери напора в трубопроводе складываются из потерь напора на трение и местные сопротивления, согласно принципу сложения потери напора в трубопроводе могут быть определены как:

где – коэффициент трения; l – длина трубопровода, м;

d – внутренний диаметр трубопровода, м:

– сумма коэффициентов местных сопротивлений.

Размер потерь напора напрямую связан с расходом жидкости в трубопроводе.

Таким образом, потери напора в трубопроводе могут быть определены

				2 g S

Зависимость суммарных потерь напора в трубопроводе от объемного расхода жидкости h п f (Q ) называется характеристикой трубопровода.

В случае турбулентного режима движения, допуская квадратичный закон сопротивления (= cons’t), можно считать постоянной величиной следующее выражение:

Рис. 1.2 Характеристика трубопровода

1 – характеристика трубопровода при ламинарном режиме движения жидкости; 2 – характеристика трубопровода при турбулентном режиме движения

Потребный напор – это пьезометрический напор вначале трубопровода, согласно уравнению Бернулли:

H потр			z 2 z 1		h п .

Таким образом, потребный напор расходуется на подъем жидкости на высоту z z 2 z 1 , преодоления давления на конце трубопровода и на преодоление сопротивлений трубопровода.

Сумма двух первых слагаемых в формуле (1.9) величина постоянная, она носит название статический напор:

Зависимость потребного напора трубопровода от объемного расхода жидкости H потр f (Q ) называется характеристикой сети . При ламинарном течении кривая потребного напора прямая линия, при турбулентном имеет

1.3. Сложные трубопроводы

К сложным трубопроводам следует относить те трубопроводы, которые не подходят к категории простых, т.е. к сложным трубопроводам следует отнести: трубопроводы, собранные из труб разного диаметра (последовательное соединение трубопроводов), трубопроводы, имеющие разветвления: параллельное соединение трубопроводов, сети трубопроводов, трубопроводы

с непрерывной раздачей жидкости.

1.3.1. Последовательное соединение трубопроводов

При последовательном соединении трубопроводов конец предыдущего простого трубопровода одновременно является началом следующего простого трубопровода.

Рассмотрим несколько труб разной длины, разного диаметра и содержащих разные местные сопротивления, которые соединены последовательно (рисунок 1.4).

Рис. 1.4 Схема последовательного трубопровода

В процессе изучения темы «Насосное оборудование» слесарь по ремонту технологического оборудования изучает классификацию, принцип действия, особенности конструкции насосов, основные требования по эксплуатации, диагностике, подготовке к ремонту, проведению ремонта и приёмке насосов в эксплуатацию. На основе полученных знаний он обязан выполнить возложенные на него обязанности по технически грамотном проведении ремонтных работ для обеспечения безаварийной и бесперебойной работы насосного оборудования.

Содержание учебного пособия насосного оборудования:

Содержание
1. Учебная цель
1.1. Концепция, основные термины
2. Содержание учебного элемента
2.1. Классификация насосов по принципу действия
2.2. Классификация насосов по конструктивному исполнению
2.2.1. Динамические насосы
2.3. Классификация насосов по типу приводов
2.4. Классификация центробежных насосов
2.5. Классификация объемных насосов (по назначению)
2.6. Основные виды уплотнений валов и штоков насосов
2.7. Общие требования к устройству насосной установки
2.8 Эксплуатация насосного оборудования
2.8.1. Обязанности обслуживающего персонала при эксплуатации центробежных насосов
2.8.2. Основы ремонта центробежных насосов: структура ремонтного цикла, межремонтный пробег, краткое содержание ремонтных работ по видам ремонта
2.8.3. Обязанности обслуживающего персонала при эксплуатации поршневых и плунжерных насосов
2.8.4. Основы ремонта поршневых насосов
3. Резюме
4. Контрольные вопросы
5. Ситуационные примеры
Приложение 1
Приложение 2
Приложение 3
Приложение 4
Приложение 5
Слайд №1 Принципиальная схема центробежного насоса
Слайд №2 Схемы объемных насосов
Слайд №3 Классификация насосов по конструктивному исполнению
Слайд №4 Схема вихревого насоса
Слайд №5 Схема осевого насоса
Слайд №6 Классификация центробежных насосов
Слайд №7 Консольный динамический насос типа К
Слайд №8 Разрез насоса типа НК
Слайд №9 Разрез насоса типа НКЭ
Слайд №10 Разрез насоса НК 65/35-240
Слайд №11 Разрез двухступенчатого насоса типа Н
Слайд №12 Разрез четырехступенчатого насоса типа Н
Слайд №13 Горизонтальный динамический насос типа Д
Слайд №14 Разрез насоса типа НД
Слайд №15 Разрез насоса типа НПС
Слайд №16 Конденсатный насос типа КсВ
Слайд №17 Питательный насос типа ПЭ
Слайд №18 Электронасосный агрегат типа Х с проточной частью из сталей (исполнений А, К, Е, И, М)
Слайд №19 Разрез электронасоса
Слайд №20 Центробежно-вихревой насос типа ЦВ
Слайд №21 Шестеренный насос типа Ш
Слайд №22 Двухвинтовый насос типа 2ВВ
Слайд №23 Поршневой насос типа ПДГ
Слайд №24 Уплотнения сальниковые с набивкой
Слайд №25 Схема одинарного торцевого уплотнения
Слайд №26 Торцевое уплотнение типа БО
Слайд №27 Конструкция торцевого уплотнения типа УСГ
Слайд №28 Схема установки центробежного насоса

Насосы и компрессоры

Министерством высшего и среднего специального образования СССР в качестве учебного пособия для студентов нефтяных специальностей вузов

В книге изложены основные сведения по теории насосов и компрессоров.

Приведены характеристики и рассмотрены основные конструкции современных машин, а также некоторые особенности их эксплуатации, связанные с применением насосов и компрессоров в нефтяной, газовой и нефтехимической промышленности.

Книга является учебным пособием для студентов нефтяных вузов. Она может быть использована инженерно-техническими работниками, занятыми проектированием и эксплуатацией насосов и компрессоров.

© Издательство «Недра» 1973

1. БердюкВ.В. и др. Строительство и монтаж насосных и компрессорных станций магистральных трубопроводов. М., «Недра», 1968, 283 с. с ил.

2. БибишевА. В., Рабинович 3. Я. Эксплуатация оборудования магистральных газопроводов. М., Гостоптехиздат, 1963, 431 с. с ил.

3. Г а л и м з я н о в Ф. Г. Вентиляторы. Атлас конструкций. М., «Машиностроение», 1968, 186 с. с ил.

4. 3 а х а р е н к о С. Е. и др. Поршневые компрессоры. М.-JI., Машгиз, 1961, 454 с. с ил.

5. Кадыров А. М., С а и о ж н и к о в В. С. Нефтепромысловые компрессоры. Баку, Азнефтеиздат, 1952, 332 с. с ил.

6. К а л и н у ш к и н М. П. Гидравлические машины и холодильные установки М.; Госстройиздат, 1957, 219 с. с ил.

7. Киселев В. И. Насосы, компрессоры, вентиляторы. М., Металлургиздат, 1961, 400 с. с ил.

8. Компрессоры воздушные и газовые. Каталог-справочник. М., Машгиз, 1954, 166 с. с ил.

9. КонторовичБ. В. Насосы и воздуходувные машины. М., Металлургиздат, 1956, 334 с. с ил.

10. П л е в а к о Н. А. Основы гидравлики и гидравлические машины. М., Ростех- издат, 1960, 428 с. с ил.

11. Раков А. А., Виноградов Ю. А. Компрессоры. М., «Машиностроение», 1965, 280 с. с ил.

12. Рис В. Ф. Центробежные компрессорные машины. М. - JI. «Машиностроение», 1964, 336 с. с ил.

13. Селезнев К. П., П о д о б а е в Ю. С., А н и с и м о в С. А. Теория и расчет турбокомпрессоров. М., «Машиностроение», 1968, 406 с. с ил.

14. Степанов А. И. Центробежные и осевые компрессоры, воздуходувки и вентиляторы. М., Машгиз, 1960, 347 с. с ил.

15. С т р а х о в и ч К. И. и др. Компрессорные машины. Мм Госторгиздат, 1961, ъОО с. с ил.

16. X л у м с к и й В. Поршневые компрессоры. М., Машгиз, 1962, 403 с. с ил.

17. Ч е р к а с с к и й В. М., Р о м а н о в а Т. М., К а у л ь Р. А. Насосы, компрессоры, вентиляторы. М., «Энергия», 1968, 304 с. с ил.

Техническая библиотека

Книги о насосах, насосном оборудовании, водоснабжении и канализации

Здесь представлена небольшая подборка технической литературы посвященная насосному оборудованию, водоснабжению и канализации в формате djvu для свободного скачивания.

Название: Насосы, вентиляторы, компрессоры
В.М. Черкасский
Издание: «Энергоатомиздат», 1983
В книге дана классификация, теория, характеристики и методы регулирования насосов применяемых в энергетике и других отраслях промышленности. Второе издание дополнено информацией о современных насосах. Рекомендуется для студентов вузов теплоэнергетических специальностей.
Подробнее >>>

Название: Механические вакуумные насосы
Е.С. Фролов, И.В. Автономова, В.И. Васильев и др.
Издание: «Машиностроение»,1989
В книге изложены теория, методы расчета и проектирования насосов низкого, среднего, высокого и сверхвысокого вакуума. Описаны рабочие процессы и типы вакуумных насосов различного назначения, приведены рекомендации по конструированию и технические характеристики. Даны примеры расчета для основных типов насосов. Книга предназначена для инженерно-технических работников, занимающихся разработкой и эксплуатацией вакуумных насосове в различных отраслях народного хозяйства.
Подробнее >>>

Название: Водоснабжение. Учебник для вузов.
Н.Н. Абрамов
Издание: «Стройиздат»,1974
В учебнике представлены основные сведения о системах водоснабжения, назначении, условиях работы, конструкции основных водопроводных сооружений и насосов. Рассмотрены особенности систем производственного и сельскохозяйственного водоснабжения. Учебник предназначен для студентов вузов, обучающихся по специальности «Водоснабжение и канализация».
Подробнее >>>

Название: Пластинчатые насосы и гидромоторы
И.З. Зайченко и Л.М. Мышлевский
Издание: «Машиностроение»,1970
Книга содержит основы теории и расчета, обзор современных конструкций, а также методику испытаний и указания по применению, монтажу и эксплуатации пластинчатых насосов и гидромоторов, широко применяемых в станках и других машинах. Книга предназначена для конструкторов, научных работников и инженеров, занимающихся проектированием, изготовлением и эксплуатацией гидроприводов и насосов.
Подробнее >>>

Название: Шестеренные насосы. Основные параметры и их расчет
Е.М. Юдин
Издание: «Машиностроение»,1964
В книге рассмотрены основные методы гидравлического и прочностного расчета шестеренного насоса, теория гидравлического двигателя и теория насоса с некруглыми колесами. Дополнительно приведены расчеты авиационных насосов. Книга предназначена для инженерно-технических работников, занимающихся разработкой, производством и эксплуатацией шестеренных насосов.
Подробнее >>>

Название: Эксплуатация водозаборов подземных вод
Суреньянц С.Я. Иванов А.П.
Издание: «Стройиздат», 1989
В книге рассматриваются основные методы надежной эксплуатации водяных скважин, основные методы их ремонта и профилактики. Уделено внимание подбору и особенностям эксплуатации погружных насосов для скважин и методам увеличения подъема воды без увеличения мощности насосов. Для технических специалистов, занимающихся эксплуатацией и наладкой систем подъема воды.
Подробнее >>>

Название: Очистка и использование сточных вод в промышленном водоснабжении
Когановский А. М., Клименко Н. А и др.
Издание: «Энергия», 1970
В книге изложены основные методы использования сточных вод для промышленного водоснабжения. Описаны способы удаление малодисперсных, коллоидных и полуколлоидных примесей из промышленных сточных вод. Приведены технологические схемы подготовки сточных вод для использования в промышленности.
Подробнее >>>

Название: Насосы и насосные станции
Якубчик П.П.
Издание: «СПб: ПГУПС», 1997
В учебном пособии даны определение параметров и характеристик центробежных насосов и режима работы насосной установки. Рассмотрена методика расчета параметров параллельной и последовательной работы центробежных насосов. Описаны способы регулирования работы центробежных насосов. В приложении имеются сводные характеристики центробежных и скважинных насосов.
Подробнее >>>

Название: Автоматизированные системы управления технологическими процессами подачи и распределения воды.
Эгильский И. С.
Издание: «Л.: Стройиздат, Ленингр. отд-ние, 1988»
Книга направлена на обобщение имеющегося отечественного и зарубежного опыта создания АСУТП водоснабжения и рассмотрение основных аспектов проектирования этих систем, методологии оптимального управления сооружениями подачи и распределения воды, а также вопросов подготовки к внедрению АСУ и организации этих работ.
Подробнее >>>

Название: Водоснабжение и водоотведение. Наружные сети и сооружения
Репин Б. Н., Запорожец С. С., Ереснов В. Н., Трегубенко Н. С., Мялкин С. М.
Издание: «М.: Высш. шк., 1995»
При составлении справочника авторы исходили из того, что в книге должны быть приведены основные материалы по расчету, проектированию, конструированию сетей и сооружений, оптимизации внешних систем водоснабжения и водоотведения, исключающие необходимость нспользования дополнительной справочно-нормативной литературы.
Подробнее >>>

www.agrovodcom.ru

учебное пособие.Основное оборудование НПЗ. И. Р. Кузеев, Р. Б. Тукаева

2.4 Центробежные насосы

2.4.1. Общие сведения о насосах

Насос – машина, предназначенная для преобразования механической энергии привода в гидравлическую энергию потока перекачиваемой жидкой среды с целью ее подъема и перемещения (рисунок 2.87) .

Рисунок 2.87 – Центробежный консольный горизонтальный насос

с осевым входом жидкости с внутренними опорами

Рисунок 2.88 – Насосный агрегат типа К
Насос и приводной двигатель (рисунок 2.88), соединенные между собой, контрольно-измерительные приборы и аппаратура автоматического регулирования в совокупности представляют собой насосный агрегат . Насосный агрегат и комплектующее оборудование с подводящим и напорным трубопроводами и арматурой называется насосной установкой (рисунок 2.89).

Рисунок 2.89 – Общий вид насосной установки (насос центробежный, с осевым разъемом корпуса, однопролетный с выносными опорами)
Насосы – один из наиболее сложных видов оборудования нефтеперерабатывающих заводов в отношении ремонта и эксплуатации. Известно, что нормальная, безаварийная работа любого оборудования в оптимальных режимах в значительной степени зависит не только от правильного выбора и обеспечения основных конструктивных решений при проектировании и изготовлении машин и аппаратов, но и от условий и выполнения правил их эксплуатации.

На нефтеперерабатывающих заводах насосы служат для перекачивания нефти, нефтепродуктов, сжиженных газов, воды, щелочей, кислот и работают в широких диапазонах производительности, напора и температуры.

Поэтому обычные требования, предъявляемые к насосам (надежность и долговечность в эксплуатации, герметичность соединений и безупречная работа сальниковых или торцовых уплотнений), в условиях указанных предприятий приобретают чрезвычайно важное значение, поскольку неисправности в насосах и их узлах приводят к нарушениям технологического режима установок, а иногда и к авариям.

Требования надежности и долговечности насосов повышаются, особенно сейчас, когда в проектах новых технологических установок резко сокращается количество резервного насосного оборудования.

2.4.2 Классификация насосов

Из-за большого разнообразия конструкций, сфер использования, свойств перекачиваемой жидкости разработать единую классификацию для насосов до сих пор не представлялось возможным. Поэтому классификация осуществляется по отдельным признакам. Причем в различной литературе классификация насосов не всегда идентична друг другу .

А) По основным параметрам включает в себя такие показатели, как номинальная полезная мощность насоса, номинальная подача и напор.

По мощности и подаче насосы условно делятся по крупности (таблица 2.1).

Таблица 2.1 – Показатели крупности насоса

По развиваемому напору различают насосы с низким (до 10 м), средним (до 70 м) и высоким (более 70 м) напором при соответствующих давлениях до 0,1; 0,7 и более 0,7 МПа.

Б) По назначению.

Насосы общего назначения – предназначены для перекачивания холодной, чистой, неагрессивной воды или сходных с ней по физико-химическим свойствам жидкостей. Насосы применяются в различных отраслях народного хозяйства.

Насосы для транспортирования взвесей – предназначены для перекачивания нейтральных или малоагрессивных жидкостей с твердыми частицами. Они применяются в горнодобывающей промышленности, строительстве, коммунальном хозяйстве и др. К этой группе относятся грунтовые, шламовые, фекальные, массные и другие насосы.

Энергетические насосы – предназначены для работы в схемах тепловых атомных электростанций. К ним относятся питательные, конденсатные, сетевые и специальные насосы.

Химические насосы – предназначены для перекачивания чистых и загрязненных агрессивных жидкостей в химической промышленности.

Насосы для нефтяной и нефтехимической промышленности – предназначены для сырой нефти и продуктов ее переработки в широком диапазоне температур. Это насосы для магистральных нефтепродуктов, законтурного заводнения нефтяных пластов, бензина, сжиженных газов и др.

В) По принципу действия подающего элемента насосы по одним источникам подразделяются на динамические, объемные и специальные , по другим – на динамические и объемные. Схематично одна из возможных классификаций насосов по принципу действия приведена на рисунке 2.90.

Рисунок 2.90 – Классификация насосов по принципу действия
Динамические насосы, их классификация

В динамических насосах жидкость под воздействием гидродинамических сил перемещается в камере (незамкнутом объеме), постоянно сообщающейся с входом и выходом насоса .

По виду сил, действующих на жидкую среду , динамические насосы подразделяются на лопастные, насосы трения и электромагнитные . В этом же литературном источнике динамические насосы подразделяют на лопастные и вихревые.

Лопастными называют насосы, в которых жидкость перемещается за счет энергии, передаваемой ей при обтекании лопастей рабочего колеса. Лопастные насосы в зависимости от характера силового взаимодействия и направления потока в рабочем колесе подразделяются на: центробежные (радиальные и диагональные) и осевые .

В центробежных насосах поток жидкости в области лопастного колеса имеет радиальное направление и перемещается главным образом под воздействием центробежных сил.

В осевых насосах поток жидкости движется через рабочее колесо в направлении его оси, т.е. параллелен оси вращения и перемещается в поле действия гидродинамических сил, возникающих при взаимодействии потока и лопастного колеса (рисунок 2.91).

В насосах трения жидкость перемещается под воздействием сил трения. К этой группе относятся вихревые, дисковые, черпаковые, вибрационные, лабиринтные, шнековые и струйные насосы.

Самыми распространенными среди этой группы насосов являются вихревые насосы. В некоторых работах дисковые, черпаковые, вибрационные, лабиринтные, шнековые и струйные насосы выделяют в отдельную группу и относят к специальным насосам.

В вихревых насосах использование центробежной силы для нагнетания жидкости и применение лопастного колеса создают впечатление большой схожести вихревого насоса с центробежным. Однако в вихревом насосе приращение энергии перекачиваемой жидкости происходит в результате турбулентного обмена энергией основного потока на входе насоса и вторичного потока в рабочем колесе, т.е. при работе насоса жидкость, заполняющая рабочее колесо, в результате трения увлекает жидкость из всасывающего патрубка в кольцевой канал и перемещает ее до нагнетательного штуцера (рисунок 2.92).

1 – корпус; 2 – ротор

Рисунок 2.91 – Схема осевого насоса

1 – корпус; 2 – канал; 3 – рабочее колесо; 4 и 6 – отверстия для подвода и отвода жидкости; 5 – воздухоотделитель

Рисунок 2.92 – Вихревой насос

В электромагнитных насосах жидкость перемещается под действием электромагнитных сил. Данные насосы предназначены главным образом для перекачивания жидкого металла в магнитном поле.

В объемном насосе жидкая среда перемещается вследствие периодического изменения объема занимаемой ею камеры, попеременно сообщающейся с входом и выходом, т.е. жидкость в нем перемещается отдельными порциями.

Принцип действия объемного насоса состоит в вытеснении (перемещении) некоторого рабочего объема жидкости, поэтому их называют также насосами вытеснения (например, поршневой насос, в котором поршень постепенно вытесняет всю жидкость, заключенную в рабочем объеме цилиндра).

Объемные насосы – самовсасывающие, они перекачивают маловязкие и высоковязкие жидкости, пасты, смолы и т.д., а также жидкости с большим содержанием газов и криогенные.

Насосы объемного типа обычно подразделяют на две группы – возвратно-поступательного действия и роторные. В возвратно- поступательных насосах жидкость перемещается под действием поршня или диафрагмы. С помощью клапанов цилиндр соединяется попеременно то с подводящим, то с напорным трубопроводом.

В роторных насосах один или несколько вращающихся роторов образуют в корпусе насоса полости, которые захватывают перекачиваемую жидкость и перемещают ее от входного патрубка насоса к напорному.

К роторным насосам относятся шестеренные (рисунок 2.93), винтовые, пластинчатые.

1 – разгрузочные канавки; 2 – всасывающее отверстие; 3 – напорный патрубок; 4 – ведущая шестерня

Рисунок 2.93 – Шестеренный насос
Г) По роду перекачиваемой жидкости.

Выбор материалов, конструкция и принцип работы насосов зависят от физических и химических свойств перекачиваемых жидкостей. Можно рекомендовать подразделять насосы для перекачивания:

• чистых и слегка загрязненных нейтральных жидкостей;
• загрязненных жидкостей и взвесей;
• легко загазованных жидкостей;
• газожидкостных смесей;
• агрессивных жидкостей;
• жидких металлов и т.д.

Д) В зависимости от температуры перекачиваемой жидкости насосы подразделяются на холодные (Т≤373 К) и горячие (Т>373 К).

Наиболее распространенную группу из всех указанных типов насосов составляют центробежные насосы. Поэтому далее основное внимание уделено данной группе насосов.

2.4.3 Центробежные насосы

В настоящее время на нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятиях используется большое количество насосно-компрессорного оборудования (НКО). Так, например, на ОАО «Сызранский НПЗ» в ведении технадзора находится следующее поднадзорное оборудование: компрессоры – 64 шт., насосы – 872 шт., сосуды и аппараты – 1097 шт., общая протяженность трубопроводов – 386,5 км. Такое распределение характерно для многих нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводов.

Необходимо отметить, что из всего парка насосных агрегатов лидирующую роль занимают центробежные насосы.

Для осуществления технологических процессов нефтепереработки только на одном НПЗ может применяться более 2000 насосных агрегатов различных типов и конструкций, около 80% из которых могут составлять центробежные насосы,

Основная группа центробежных насосов для нефтеперерабатывающей промышленности характеризуется следующими параметрами: подача до 360 м 3 /ч, напор до 320 м, установленная мощность до 500 кВт. Более мощные насосы (мощностью до 1250 кВт) применяются редко.

Примерно около 50–55% работающих в нефтепереработке центробежных насосов имеют приводную мощность, не превышающую 100–110 кВт.

Центробежные насосы могут применяться в широких диапазонах температур и давлений. Распределение центробежных насосов для одного из Уфимских НПЗ по рабочей температуре и давлению показало, что насосы используются от минусовых температур до температур составляющих 300–400 ○ С, причем в данном диапазоне эксплуатируется около 40% от общего количества насосов. Диапазон давлений, при которых используются центробежные насосы, составляет от 0,04 до 15 МПа.

Такое широкое распространение центробежных насосов обусловлено рядом их преимуществ по сравнению с другими типами.

Весьма существенным преимуществом центробежных насосов являются малые габариты, большие скорости вращения, с которыми работают движущиеся части насосов и перемещается жидкость.

Отсутствие в центробежных насосах возвратно-поступательного движения и вызываемых им сил инерции допускает возможность работы при минимальных размерах фундаментов. В связи с этим стоимость самого насоса, помещения, первоначальной установки, дальнейшего ухода и ремонта значительно меньше, чем для поршневого насоса.

Следующее преимущество центробежных насосов заключается в отсутствии клапанов и прочих деталей, которые часто являются причиной неполадок в работе поршневых насосов.

Также положительным фактором является наличие вращательного движения одного лишь вала, притом с большим числом оборотов без возвратно-поступательных движений каких-либо частей, что значительно упрощает соединение с двигателем, устраняет сложные передаточные механизмы, особенно при непосредственном присоединении центробежного насоса к двигателю на одном валу.

Типов центробежных насосов много. Несмотря на принципиальное сходство конструкции, центробежные насосы разных типов имеют ряд особенностей, позволяющих эксплуатировать их в различных условиях.

2.4.3.1 Классификация и маркировка центробежных насосов

Центробежные насосы могут быть проклассифицированы по многим из указанных выше признаков. Кроме этого они могут быть подразделены (как и насосы других типов) по конструктивным признакам.

По конструктивным признакам центробежные насосы делятся на несколько групп (рисунок 2.94).

Рисунок 2.94 – Классификация центробежных насосов

по конструктивным признакам

1. По расположению оси вала в пространстве они делятся на горизонтальные (рисунок 2.95) и вертикальные (рисунок 2.96). Основная масса центробежных насосов имеет горизонтальный вал. Насосы с вертикальными валами в основном предназначены для работы с особо вредными выделяющими газ жидкостями, так как обеспечивают надежную герметичность. Применяются они также при перекачке очень вязких продуктов, для которых необходимо свести к минимуму сопротивления на всасывающей линии. Насосы вертикального исполнения отличаются от горизонтальных незначительными размерами площади для установки; поэтому их целесообразно использовать на насосных станциях с заглубленным машинным залом.

Рисунок 2.95 – Центробежный насос консольный горизонтальный с внутренними опорами

Рисунок 2.96 – Центробежный насос вертикального типа

По способу подвода жидкости к колесу – с односторонним и двусторонним всасыванием (рисунок 2.97). В условиях химического производства насосы второго типа применяются очень редко вследствие их конструктивной сложности (значительная длина, наличие двух сальников и т. д.). Преимущества насосов с двухсторонним всасыванием не искупают этих недостатков.

1 – колеса одностороннего всасывания

2 – колесо двухстороннего всасывания

По расположению рабочих органов и конструкции опор (подшипников) – консольные (см. рисунок 2.95); моноблочные; с выносными (см. рисунок 2.97)и внутренними опорами (см. рисунок 2.95). У консольных насосов рабочее колесо закреплено на конце вала, как на консоли.

По числу ступеней (рабочих колес) – одно-, двух- и многоступенчатые (см. рисунок 2.97). Одноступенчатые насосы могут развивать напор до 40–50 м. Дальнейшее повышение напора за счет увеличения числа оборотов ограничивается прочностью колеса. Для получения более высоких напоров применяются многоступенчатые насосы, имеющие два или более (до 10) рабочих колес, расположенных в корпусе таким образом, что жидкость последовательно поступают от одного колеса к другому. На химических заводах, особенно для перекачивания химических сред, в основном используются одноступенчатые насосы. В тех случаях, когда напора, развиваемого одним насосом, оказывается недостаточно, устанавливают последовательно два насоса.

Многоступенчатые насосы применяются для водоснабжения, гидромеханизации, откачки шахтных вод, питания котлов и в других областях техники, где требуются большие напоры. В этих насосах вода проходит последовательно через несколько рабочих колес, смонтированных в одном корпусе.

1. По способу разъема корпуса – с торцовым (см. рисунок 2.95), осевым (горизонтальным ) разъемами (см. рисунок 2.97) и секционные . Осевой разъем корпуса лучше удовлетворяет требованиям строительно-эксплуатационной практики, так как обеспечивает уменьшение размеров машинного зала станций и позволяет выполнять разборку центробежного насоса без отсоединения его от всасывающего трубопровода.
2. По расположению входа в насос – с боковым, осевым и двусторонним входом.
3. По конструкции рабочего колеса – насосы с открытым рабочим колесом , состоящим только из втулки с лопатками; с закрытым колесом , у которого лопатки с боков ограничены дисками; с полузакрытым колесом , имеющим диск со стороны, противоположной входу жидкости в колесо. На заводах химической промышленности устанавливаются насосы с колесами всех перечисленных типов.

В таблице 2.2 приведены наиболее характерные конструктивные признаки для динамических насосов – лопастных (центробежных и осевых) и вихревых, как наиболее распространенных.

2.4.3.2 Маркировка центробежных насосов

Насосостроительная промышленность нашей страны выпускает сотни самых разнообразных центробежных насосов различного назначения. В целях быстрого и правильного выбора центробежного насоса для конкретных производственных нужд разработаны несколько систем их обозначения.

Маркировка насосов нормального ряда выполняется по форме: первая цифра – диаметр всасывающего патрубка в мм, уменьшенный в 25 раз и округленный; далее следуют буквы, которые обозначают: Н – нефтяной, Г – горячий; Д – первое колесо двустороннего входа; В – вертикальный; К – консольный; КЭ – консольный, смонтированный в одном блоке с электродвигателем; М – многоступенчатый. Вторая цифра – коэффициент быстроходности или удельная быстроходность, уменьшенная в 10 раз и округленная. Третья цифра – число ступеней; буквы в конце маркировки: К – кислотный; С – для сжиженных газов.

Примеры обозначения и маркировки насосов:

8НГ-10х2 – центробежный насос, диаметр всасывающего патрубка 200 мм, нефтяной, горячий (для жидкости с температурой 220–400 °С), коэффициент быстроходности 100, число ступеней 2.

8НГК-10х1 – центробежный насос, диаметр всасывающего патрубка 200 мм, нефтяной, горячий, консольный, коэффициент быстроходности 100, число ступеней 1.

14НГД-10х3 – центробежный насос, диаметр всасывающего патрубка 350 мм, нефтяной, горячий, первое колесо двустороннего входа.

8НД-10х5 – центробежный насос, диаметр всасывающего патрубка 200 мм, нефтяной (температура 3 /ч, и номинальный напор, м столба жидкости.

Примеры условных обозначений: консольный насос с подачей 125 м 3 /ч и напором 30 м обозначается так: К 125 – 30 или К 125/30, а горизонтальный фекальный насос с такими же показателями – ФГ 125 – 30 или ФГ 125/30.

Насос марки К 20/18-5-У3: 20 – подача, м3/ч; 18 – напор, м.

Многоступенчатые секционные насосы имеют обозначения ЦНС. Например, марка ЦНС 180-212: ЦНС – центробежный секционный насос; подача Q=180 м 3 /ч; напор H =212 м.

Насос центробежный К65-50-160/2 Условное обозначение насоса означает: К – консольный; 65-50 – подача в м 3 /ч при обточке рабочего колеса; 160 – напор в м; 2 – индекс модернизации.

Также применяется следующая маркировка: Насос марки КМ 65-50-160а/2-5-У3:

КМ – насос горизонтальный консольный моноблочный; 65 – диаметр входного патрубка, мм; 50 – диаметр выходного патрубка, мм; 160 – номинальный диаметр рабочего колеса, мм; а – условное обозначение рабочего колеса с обточкой, обеспечивающей работу агрегата в средней части поля “Q-H”; 2 – условное обозначение числа оборотов электродвигателя:

• 2 при n=2900 об/мин;
• 4 при n=1450 об/мин;

5 – одинарное торцовое уплотнение; У3 – климатическое исполнение и категория размещения при эксплуатации по ГОСТ 15150-69; П – пожарный вариант с мягким набивным сальником.

Насос марки КМ 50-32-200:

50 – диаметр входного патрубка, мм; 32 – диаметр выходного патрубка, мм; 200 – номинальный диаметр рабочего колеса, мм.

На сегодняшний день принято следующее буквенное обозначение марок насосов общего назначения:

К – насос одноступенчатый консольный;

В – насос, одноступенчатый, вертикальный, консольный;

Д – насос одноступенчатый с рабочим колесом двустороннего типа;

ЦНС – насос секционный многоступенчатый;

ЦН – насос многоступенчатый;

ВК – насос вихревой, консольный;

ЦВ – насос центробежно-вихревой;

СВН – насос, самовсасывающий вихревой.

2.4.3.3 Принцип действия и устройство центробежных насосов

Схематично центробежный насос показан на рисунке 2.98. В чугунном спиралевидном корпусе 1 вращается вал 8, приводимый в движение от электродвигателя, паровой турбины, двигателя внутреннего сгорания (непосредственно или через клиноременную передачу). На валу закреплено рабочее колесо 3 с лопатками, пространства между которыми образуют каналы для прохода жидкости.

1 – корпус; 2 – всасывающий штуцер; 3 – рабочее колесо; 4 – нагнетательный штуцер;

5 – задвижка; 6 – обратный клапан; 7 – манометр; 8 – вал; 9 – вакуумметр;

10 – приемный клапан с сеткой

Рисунок 2.98 – Центробежный насос
В корпусе имеются два штуцера – 2 и 4. один из них расположен по горизонтальной оси корпуса (ось его лежит на продолжении оси вала), а другой – касательно к спирали корпуса, в месте ее наибольшего удаления от центра. Первый штуцер служит для ввода жидкости в насос (к нему присоединен всасывающий трубопровод), второй нагнетательный.

На нагнетательном трубопроводе установлена задвижка 5, служащая для перекрытия трубопровода и регулирования производительности насоса. Над ней расположен обратный клапан 6. При внезапной остановке насоса он предотвращает обратный ток жидкости и тем самым защищает насос от гидравлического удара, который может вызвать поломку насоса. На конце всасывающего трубопровода, погруженного в жидкость, установлен приемный клапан 10, препятствующий вытеканию жидкости из всасывающего трубопровода и насоса при остановке последнего.

Если внутреннее пространство насоса и его всасывающий трубопровод заполнены жидкостью, то при вращении рабочего колеса лопатки увлекают жидкость, а возникающая при этом центробежная сила отбрасывает ее в спиральный канал (так называемую «улитку») корпуса. Двигаясь по каналу, жидкость попадает в нагнетательный штуцер и из него – в нагнетательный трубопровод. В результате выхода транспортируемой жидкости в нагнетательный трубопровод во всасывающей полости создается разрежение, и жидкость из опорожняемого резервуара или аппарата начинает подниматься во всасывающей трубе в насос. Таким образом, устанавливается процесс равномерного перекачивания жидкости.

Давление (напор), развиваемое центробежной силой, в действующем насосе прямо пропорционально квадрату числа оборотов рабочего колеса.

Схематически центробежный насос состоит из рабочего колеса 4 (рисунок 2.99), снабженного лопастями и установленного на валу 1 в спиральном корпусе 5. Схема перетока жидкости в корпусе насоса показана на рисунке 2.100.

1 – вал; 2 – нагнетательный патрубок; 3 – лопасть; 4 – рабочее колесо; 5 – корпус

Несмотря на большое разнообразие конструкций центробежные насосы (рисунок 2.101) состоят из следующих основных узлов и деталей: корпус, ротор с рабочим колесом, подшипники, концевые уплотнения вала, уплотнения рабочих колес, соединительные муфты.

Рисунок 2.101 – Центробежный однопролетный горизонтальный многоступенчатый насос с осевым разъемом и боковым входом жидкости со спиральным корпусом
Основные элементы центробежных насосов.

В основном применяются спиральные и секционные корпуса.

Спиральные корпуса применяются для одноступенчатых (с одним рабочим колесом) и многоступенчатых насосов. Корпус насоса спирального типа представляет собой сложную деталь, состоящую из оболочек различной формы, целого ряда различным образом нагруженных и закрепленных пластин произвольной формы и т.д. Такой корпус для консольного насоса может быть выполнен либо в виде отдельной отливки, либо с крышкой и патрубком (рисунок 2.102). Насосы с проходным валом, т.е. однопролетные, когда рабочее колесо или колеса расположены между подшипниками (опорами) имеют спиральный корпус, состоящий из двух частей: нижней части и крышки, соединяемых между собой шпильками (рисунки 2.103).

Рисунок 2.102 – Спиральный корпус консольного насоса
.

Рисунок 2.103 – Спиральный корпус однопролетного насоса
Наличие плоскости разъема и расположение входного и выходного патрубков в нижней части корпуса создает определенные удобства для разборки и сборки насоса. Корпуса насосов спирального типа можно выполнять с различным расположением входного и выходного патрубков.

Спиральные корпуса многоступенчатых насосов (см. рисунок 2.101, 2.103, 2.104) имеют много общих решений с корпусами одноступенчатых насосов. Они представляют отливки сложной формы. Ступени соединяют переводными каналами, выполненных в отливке или при помощи переводных труб. Спиральные корпуса крупных и средних насосов имеют горизонтальный разъем в плоскости, проходящей через ось насоса, что дает возможность разбирать, собирать и контролировать состояние внутренних водопроводящих каналов насоса без демонтажа трубопроводов на месте эксплуатации.

Рисунок 2.104 – Горизонтальный разъем центробежного

При наличии разъема входной и выходной патрубки насоса отливают в нижней части корпуса. К ней приливают также опорные лапы и кронштейны для крепления корпуса подшипников. Чаще всего патрубки располагают горизонтально и направляют в противоположные стороны. В нижней части корпуса предусматривают отверстия для полного опорожнения насоса.

В крышке корпуса должны быть аналогичные отверстия для выпуска воздуха. При работе насоса эти отверстия закрывают пробками.

Для транспортировки насосов в корпусе делают специальные приливы в виде крюков, проушин в ребрах жесткости или бобышек для рым-болтов.

Секционный корпус представляет набор секций, имеющих разъемы в плоскостях, перпендикулярных оси насоса, входной и выходной крышек, соединенных между собой стяжным шпильками. Входная и выходная крышки являются базовыми деталями насоса. В крышках выполнены соответственно входной и выходной патрубки. Разрез секционного насоса приведен на рисунке 2.105.

Рисунок 2.105 – Разрез секционного насоса
Ротор насоса.

Ротор (рисунок 2.106) лопастного насоса представляет собой отдельную сборочную единицу, которая в значительной мере определяет экономичность, надежность и долговечность работы насоса.

Рисунок 2.106 – Ротор многоступенчатого насоса

Базовой деталью ротора является обычно двухопорный вал, на котором устанавливают рабочие колеса, защитные втулки, полумуфту и другие мелкие детали, закрепленные на валу. При консольной конструкции ротора (рисунок 2.107,а) рабочее колесо располагают на конце вала и фиксируют на нем в осевом направлении гайкой, которая одновременно является обтекателем.

В одноступенчатых насосах с проходным валом (рисунок 2.107,б) рабочее колесо обычно устанавливают на равном расстоянии от опор. В многоступенчатых насосах (рисунок 2.107,в,г) расположение комплекта колес зависит от конструктивной схемы насоса. Рабочие колеса ступеней упираются в буртик вала и через втулки круглыми гайками фиксируются в осевом направлении.

В насосах, перекачивающих горячие жидкости, между комплектом рабочих колес и упорной втулкой предусматривают зазор 0,5–1,0 мм для компенсации тепловых расширений деталей ротора.

а – ротор консольного насоса; в – ротор однопролетного одноступенчатого насоса;

в, г – роторы многоступенчатых однопролетных насосов

Рисунок 2.107 – Роторы насосов
Защитные втулки либо навинчивают на вал, либо поджимают в осевом направлении круглыми гайками.

На приводном конце вала, имеющем цилиндрическую или коническую форму, устанавливают полумуфту, которая в осевом направлении может фиксироваться круглой гайкой. Большинство деталей ротора посажены на вал на шпонках. Детали, устанавливаемые без шпоночного соединения, должны быть надежно закреплены от проворачивания.

В зависимости от конструктивной схемы насоса роторы бывают с односторонним (входные воронки рабочих колес направлены в одну сторону) и симметричным расположением рабочих колес.

В последнем случае рабочие колеса попарно раздвинуты входными воронками в противоположные стороны.

В рабочем колесе происходит преобразование механической энергии привода в гидравлическую энергию перекачиваемой жидкости.

Рабочие колеса выполняют радиального, диагонального и осевого типов. Рабочее колесо закрытого типа (рисунок 2.108,а, 2.109) состоит из ведущего 3 и ведомого 1 дисков с расположенными между ними лопастями 2. Рабочее колесо полуоткрытого типа (рисунок 2.108,б) не имеет покрывающего диска, а лопасти выполнены заодно с основным (ведущим) диском. Рабочее колесо открытого типа (рисунок 2.108,в) не имеет дисков, а лопасти крепятся к втулке, аналогично рабочему колесу осевого насоса.


а, б, в – центробежных (а – закрытого типа; б – полуоткрытого типа; в – открытого типа); г – вихревого насоса; д – осевого насоса;

1 – ведомый диск; 2 – лопасть; 3 – ведущий диск

Рисунок 2.108 – Схемы рабочих колес динамических насосов

Рисунок 2.109 – Рабочие колеса закрытого типа
Количество лопастей обычно от шести до восьми, но для насосов, предназначенных для перекачки загрязненных жидкостей, число их уменьшают до двух или четырех. Этим увеличивают сечение каналов для прохода взвешенных частиц. Форму и размеры проточной части колеса определяют расчетом. При этом учитывают его механическую прочность и технологичность изготовления.

Зазор между колесом и крышкой должен быть минимальным, но обеспечивающим свободное (без трения) вращение колеса. Обычно его выбирают в пределах 0,4–0,6 мм. С увеличением зазора возрастает количество жидкости, перетекающей из напорной полости во всасывающую под влиянием разности давлений.

Передний диск колеса имеет обточенную цилиндрическую поверхность, которой он входит в крышку корпуса насоса. В крышке, в свою очередь, запрессовано уплотнительное кольцо.

Основное назначение втулок – предохранять вал от коррозии, эрозии и износа. Существует большое разнообразие втулок по назначению и конструктивным признакам. Наиболее ответственными являются втулки вала в зоне концевых уплотнений вала. В зависимости от типа уплотнения меняется и назначение втулок.

В насосах наибольшее распространение получили три типа соединительных муфт: упругие, упруго-пальцевые и зубчатые. Все центробежные насосы, предусмотренные стандартом, рассчитаны на привод от электродвигателей при непосредственном соединении упругой муфтой (рисунок 2.110). Однако насосы типа К могут поставляться и со шкивом для ременной передачи.

A – упругие мембраны из нержавеющей стали; B – защитные втулки, защита от перегрузки; C – антикоррозионная обработка; D – мембранные узлы для облегчения монтажа; E – тугая посадка болтов для сохранения балансировочных свойств

Рисунок 2.110 – Упругие пластинчатые муфты для соединения валов фирмы «Джон Крейн» (Англия )

Благодаря применению упругих элементов новых конструкций, муфты допускают увеличенный по сравнению с известными стандартными элементами перекос осей валов, радиальные и осевые смещения. Конструкция муфт позволяет легко их устанавливать и сократить время монтажа.

Концевые уплотнения вала.

Для уплотнения вала насоса в местах выхода его из корпуса предусматриваются концевые уплотнения, которые:

• предотвращают утечки перекачиваемой жидкости из насоса;
• не допускают попадания воздуха в насос при работе последнего с разряжением на входе;
• обеспечивают охлаждение вала при перекачивании горячих жидкостей для предупреждения нагрева шеек вала в подшипниках;
• обеспечивают полную герметизацию вала при перекачивании токсичных или взрывоопасных жидкостей.

Концевые уплотнения являются одним из важнейших узлов насоса, характеризующих надежность его работы.

При всем многообразии конструктивных исполнений концевые уплотнения могут быть разделены на три группы:

• контактные;
• бесконтактные;
• комбинированные.

Контактные уплотнения разделяют на сальниковые, торцовые и уплотнения с плавающими кольцами.

Наибольшее распространение в настоящее время получили торцовые уплотнения, так обеспечивают практически полную герметичность.

Торцовые уплотнения имеют многочисленные конструктивные разновидности. Торцовые уплотнения бывают одинарными (рисунок 2.110, 2.111), двойными (рисунок 2.112), одноступенчатыми, двухступенчатыми и т.д.



1 − стационарная пара трения; 2 − вращающаяся пара трения; 3 − хомут; 4 − кольцо; 5 − пружина; 8 − нажимное кольцо; 7, 9 − V-кольцо; 10 − нажимное кольцо; 6, 11, 12 − винт

Рисунок 2.110 − Схема одинарного торцевого уплотнения









Рисунок 2.112 − Схема двойного торцового уплотнения типа тандем
Уплотнение осуществляется между не вращающейся 1 и вращающейся 2 деталями, которые прижимаются одна к другой пружиной 3 (сильфоном 4). Вращающееся кольцо закрепляется на валу насоса, а не вращающееся – может перемещаться в осевом направлении. Существуют и другие конструктивные исполнения закрепления колец на валу. Уплотнение неподвижных одна относительно другой деталей осуществляется кольцами из резины или пластмассы.

Подвижный в осевом направлении элемент центрируют в корпусе по резиновому кольцу круглого сечения, благодаря чему он может перемещаться по поверхности жесткого элемента.

Уплотнения рабочего колеса.

Уплотнение рабочего колеса центробежного насоса служит для уменьшения объемных потерь и увеличения КПД путем снижения протечек воды из напорной части во всасывающую через зазор между ротором и статором. В качестве уплотнения рабочего колеса обычно применяются бесконтактные уплотнения щелевого типа.

Их уплотняющий эффект основан на использовании гидравлического сопротивления кольцевых дросселей с малым радиальным зазором. Радиальный зазор принимают минимальным при условии обеспечения надежной сборки и работы без металлического контакта вращающихся и неподвижных элементов насоса.

На рисунке 2.113 показаны схемы щелевых уплотнений, применяемых в центробежных насосах. Щелевое уплотнение состоит из уплотнительного и защитного колец, закрепленных соответственно в корпусе насоса и на рабочем колесе. Кольца запрессовываются или крепятся винтами таким образом, что между их уплотнительными поверхностями образуется щель с зазором.


а – прямое; б – угловое;

1 – корпус насоса; 2 – уплотнительное кольцо; 3 – рабочее колесо; 4 – защитное кольцо

Рисунок 2.113 – Щелевые уплотнения рабочего колеса
Материал уплотнительных и защитных колец должен обладать хорошей износостойкостью, эрозионной и коррозионной стойкостью, а также стойкостью против задирания при возможном соприкосновении вращающихся и неподвижных поверхностей или попадания в щель металлических включение.

В преобладающем большинстве насосов применяют выносные подшипниковые опоры.

Все подшипники подразделяют на две группы: радиальные – воспринимающие радиальные усилия, и упорные – воспринимающие осевые усилия, действующие на ротор.

Для малых и средних насосов в качестве радиальных опор применяют шарико- и роликоподшипники (рисунок 2.114). Основным их преимуществом являются минимальные потери на трение, небольшие размеры, легкая смена и способность многих подшипников качения воспринимать не только радиальные, но и осевые усилия.



Рисунок 2.114 − Шариковый подшипник

При больших окружных скоростях работоспособность шарикоподшипников резко снижается. Кроме того, при разрушении подшипника, как правило, происходит разрушение ротора. Поэтому для ответственных насосов в качестве радиальных опор часто применяют подшипники скольжения, которые при правильной установке и эксплуатации имеют практически неограниченное время эксплуатации.

В большинстве конструкций много ступенчатых насосов для восприятия неуравновешенного осевого усилия применяют два радиально-упорных шарикоподшипника, воспринимающих усилие в двух направлениях.

Упорный подшипник, как правило, располагают со стороны свободного конца вала насоса в общем корпусе с радиальным подшипником.

В настоящее время продолжаются работы по разработке новых конструкций насосов.

Библиографический список

1. Технология и оборудование процессов переработки нефти и газа: учебное пособие / С.А. Ахметов [и др.]; ред. С.А. Ахметов. – М.: Недра, 2006. – 868 с.
2. Справочник нефтепереработчика: справочное издание / ред.: Г.А. Ластовкин, Е.Д. Радченко, М.Г. Рудин. – Л.: Химия, 1986. – 648 с.
3. Касаткин, А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии: учебник для вузов / А.Г. Касаткин. – 14-е изд., стер. – М.: Альянс, 2008. – 753 с.
4. Лащинский, А.А. Конструирование сварных химических аппаратов: справочник / А.А. Лащинский; ред. А.Р. Толчинский. – 3-е изд., стер. – М.: Альянс, 2011. – 384 с.
5. Расчеты основных процессов и аппаратов нефтепереработки: справочник / Г.Г. Рабинович, П.М. Рябых, П.А. Хохряков; ред. Е.Н. Судаков. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Химия, 1979. – 566 с.
6. Фарамазов, С.А. Оборудование нефтеперерабатывающих заводов и его эксплуатация: учебное пособие для техникумов / С.А. Фарамазов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Химия, 1984. — 328 с.
7. Дытнерский, Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии: в 2 кн.: учебник для втузов / Ю.И. Дытнерский. – М.: Химия,1995.
8. Машины и аппараты химических производств: учебное для вузов / И.И. Поникаров [и др.]. – М.: Машиностроение, 1989. — 368 с.
9. Поникаров, И.И. Машины и аппараты химических производств и нефтегазопереработки: учебник для вузов / И.И. Поникаров, М.Г. Гайнуллин. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Альфа-М, 2006. – 608 с.
10. Кожухотрубчатые теплообменные аппараты общего и специального назначения: каталог / ВНИИнефтемаш. – М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1991 – 106 с.
11. Промышленная кожухотрубчатая теплообменная аппаратура: справочник-каталог / Б.Л. Голавачев, Г.А. Маргашин, В.В. Пугач; под ред. А.Ю. Сучкова; ВНИИнефтемаш. – М.: Иитек ЛТД, 1992.-265с.
12. Ентус, Н.Р. Трубчатые печи в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности: научное издание / Н.Р. Ентус, В.В. Шарихин. – М.: Химия, 1987. – 304 с.
13. Трубчатые печи: каталог / ВНИИнефтемаш. – М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1998 – 27 с.
14. Кузеев, И.Р. Конструирование центробежного насоса: учебное пособие / И.Р. Кузеев, Р.Б. Тукаева, У.П. Гайдукевич; УГНТУ. – Уфа, 2001. – 79 с.
15. Ахметов, С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа: учебное пособие для вузов / С.А. Ахметов. – Уфа: Гилем, 2002. – 672 с.
16. Рахмилевич, З.З. Насосы в химической промышленности: справочное издание / З.З. Рахмилевич. – М.: Химия, 1990.– 240 с.
17. Берлин, М.А. Ремонт и эксплуатация насосов нефтеперерабатывающих заводов: научное издание / М.А. Берлин. – М.: Химия, 1970. – 280 с.
18. Малюшенко, В.В. Энергетические насосы: справочное пособие / В.В. Малюшенко, А.К. Михайлов. – М.: Энергоиздат, 1981. – 200 с.
19. Насосы: справночное пособие / ред. В.В. Малюшенко; пер. с нем. В.В. Малюшенко. – М.: Машиностроение, 1979. – 502 с.
20. Нефтяные центробежные насосы: каталог / ВНИИНефтемаш, ЦИНТИхимнефтемаш. – 2-е изд., испр. и доп. – М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1980. – 52 с.
21. Малюшенко, В.В. Динамические насосы: атлас / В.В. Малюшенко. – М.: Машиностроение, 1984. – 84 с.
22. Михайлов, А. К. Лопастные насосы: Теория, расчет и конструирование: научное издание / А.К. Михайлов, В.В. Матюшенко. – М.: Машиностроение, 1977. – 288 с.
23. Рахмилевич, З.З. Справочник механика химических и нефтехимических производств: справочное издание / З.З. Рахмилевич, И.М. Радзин, С.А. Фарамазов. – М.: Химия, 1985. – 592 с.

• Оформление концов гладкого жгута. Часть 2. Лучший вариант оформления концов жгута для того, чтобы приделать к ним замочек или подвески - колпачки, именно они придают жгуту законченный, качественный вид. Есть несколько способов оформления концов жгута: 1. С помощью штифтов - это наиболее оптимальный способ, […]
• Закон 183-з Статья 1. Основные термины, используемые в настоящем Законе, и их определения Статья 2. Законодательство Республики Беларусь о гражданской обороне Статья 3. Организация и ведение гражданской обороны Статья 4. Основные задачи гражданской обороны Глава 2. Полномочия Президента Республики […]
• Банк заблокировал счет. Что делать? На практике нередко возникают ситуации, когда банк блокирует счет компании. Как не допустить блокировку счета и как разблокировать расчетный счет? Как показывает практика, в последнее время участились ситуации, когда банк по собственной инициативе блокирует счет […]
• Бесспорное взыскание долгов по исполнительной надписи нотариуса Федеральным законом № 360-ФЗ от 03.07.2016 года «О внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» внесены поправки в некоторые положения Основ законодательства Российской Федерации о нотариате № 4462-1 от 11 февраля […]
• УВОЛЬНЕНИЕ ПЕНСИОНЕРОВ. Правомерны ли действия работодателя? Достижение работником пенсионного возраста подразумевает под собой окончание трудовой деятельности и выход на пенсию, иначе увольнение. Однако все больше пенсионеров в современной жизни продолжают свою трудовую деятельность. Обращаем ваше […]
• Тема 3. Облигации. Государственные долговые обязательства 3.5. Корпоративные облигации Как и другие виды ценных бумаг с фиксированным доходом, облигации корпораций представляют собой обязательства о выплате в установленные сроки суммы долга и процентов. Средства, привлеченные с помощью выпуска облигаций, […]
• Приказ Минэкономразвития РФ от 28.01.2011 N 30 "Об утверждении Порядка проведения плановых проверок при размещении заказов на поставки товаров, выполнение работ, оказание услуг для нужд заказчиков" (Зарегистрировано в Минюсте РФ 17.03.2011 N 20162) Зарегистрировано в Минюсте РФ 17 марта 2011 г. N 20162 […]
• Переломы, первая медицинская помощь при переломах Все травматические переломы можно разделить на 3 типа: закрытый перелом, открытый перелом (если повреждаются наружные покровы тела) и внутрисуставный перелом (если линия перелома проходит через суставную поверхность, и кровь собирается в капсуле сустава, […]

Раздел первый. Насосы

Глава I. Назначение, принцип действия и области применения насосов различных видов
§ 1. Основные параметры и классификация насосов
§ 2. Схемы устройства и принцип действия лопастных насосов
§ 3. Схемы устройства и принцип действия насосов трения
§ 4. Схемы устройства и принцип действия объемных насосов
§ 5. Достоинства и недостатки насосов различных типов

Глава 2. Рабочий процесс лопастных насосов
§ 6. Напор, развиваемый насосом
§ 7. Мощность насоса и его коэффициент полезного действия
§ 8. Кинематика движения жидкости в рабочих органах насосов
§ 9. Основное уравнение насоса. Теоретический напор
§ 10. Влияние действительного характера движении жидкости в рабочем колесе насоса на значение теоретического напора
§ 11. Подобие насосов. Формулы пересчета и коэффициент быстроходности
§ 12. Высота всасывания насосов
§ 13. Кавитация в насосах. Допустимое значение высоты всасывания

Глава 3. Характеристики и режим работы лопастных насосов
§ 14. Теоретические. Характеристики насосов
§ 15. Способы получения характеристик насосов
§ 16. Изменение характеристик насосов при изменении частоты вращения и геометрических размеров рабочего колеса
§ 17. Неустановившиеся и переходные режимы работы насосов

Глава 4. Совместная работа насосов и сети
§ 18. Характеристика трубопровода и фактическая подача насоса
§ 19. Регулирование работы насосов
§ 20. Влияние гидрологических характеристик водоисточника и конструктивных особенностей сети на режим работы насосов
§ 21. Параллельная работа насосов
§ 22. Последовательная работа насосов
§ 23. Параллельная работа скважинных насосов

Глава 5. Конструкция насосов, применяемых для водоснабжения и канализации
§ 24. Центробежные консольные насосы
§ 25. Центробежные насосы двустороннего входа
§ 26. Центробежные вертикальные насосы
§ 27. Многоступенчатые центробежные насосы
§ 28. Скважинные насосы
§ 29. Осевые насосы
§ 30. Динамические насосы для сточных вод
§ 31. Водокольцевые насосы
§ 32. Воздуходувки
§ 33. Насосы-дозаторы
§ 34. Водоструйные насосы
§ 35. Специальные насосы

Глава 6. Насосы, применяемые при производстве строительных работ
§ 36. Грунтовые насосы
§ 37. Насосы центробежные песковые
§ 38. Растворонасосы
§ 39. Бетононасосы
§ 40. Винтовые пневматические насосы для цемента

Раздел второй. Насосные станции

Глава 7. Типы насосных станций систем водоснабжения и канализации
§ 41. Назначение насосных станций. Основные требования, предъявляемые к их сооружениям и оборудованию
§ 42. Принципиальные схемы насосных станций
§ 43. Типы насосных станций

Глава 8. Основное энергетическое и вспомогательное оборудование насосных станций
§ 44. Состав оборудования насосных станций
§ 45. Приводные двигатели насосов различных типов
§ 46. Сороудерживающие устройства
§ 47. Затворы, задвижки, клапаны
§ 48. Подъемно-транспортные механизмы
§ 49. Оборудование систем заливки насосов, технического водоснабжения, дренажа и осушения
§ 50. Контрольно-измерительная аппаратура насосных станций
§ 51. Трубы и фасонные части внутристанционных коммуникаций

Глава 9. Выбор основного оборудования насосных станций
§ 52. Требования к выбору расчетных режимов работы насосных станций
§ 53. Расчет режима работы насосных станций
§ 54. Особенности водохозяйственных расчетов промышленных насосных станций
§ 55. Определение расчетного напора
§ 56. Выбор типа и числа устанавливаемых насосов
§ 57. Определение допустимой высоты всасывания и отметки заложения фундамента насосного агрегата
§ 58. Определение мощности приводного двигателя

Глава 10. Водопроводные насосные станции
§ 59. Специфические особенности водопроводных насосных станций
§ 60. Основные конструктивные решения зданий насосных станций
§ 61. Всасывающие трубопроводы
§ 62. Напорные трубопроводы
§ 63. Расположение насосных агрегатов и определение основных размеров здания насосной станции
§ 64. Подземная часть здания насосной станции Фундаменты и/ опорные конструкции
§ 65. Верхнее строение здания насосной станции
§ 66. Насосные станции I подъема
§ 67. Насосные станции II подъема
§ 68. Насосные станции и установки для забора подземных вод
§ 69. Повысительные насосные станции
§ 70. Циркуляционные насосные станции
§ 71. Передвижные насосные станции

Глава 11. Канализационные насосные станции
§ 72. Назначение канализационных насосных станций; их основные элементы
§ 73. Классификация канализационных насосных станций; схемы устройства
§ 74. Приемные резервуары канализационных насосных станций
§ 75. Расположение насосных агрегатов
§ 76. Особенности устройства всасывающих и напорных трубопроводов
§ 77. Водоснабжение канализационных насосных станций
§ 78. Конструкции канализационных насосных станций
§ 79. Специальные типы канализационных насосных станций

Глава 12. Электрическая часть насосных станций
§ 80. Оборудование электрического хозяйства насосных станций
§ 81. Схемы электрических соединений
§ 82. Трансформаторные подстанции и распределительные устройства

Глава 13. Автоматизация насосных станций
§ 83. Основные элементы систем автоматизации
§ 84. Принципиальные схемы автоматического управления
§ 85. Схемы автоматизированных насосных установок и насосных станций

Глава 14. Эксплуатация насосных станций
§ 86. Основные положения правил технической эксплуатации насосных станций
§ 87. Параметры надежности эксплуатации и мероприятия по их повышению
§ 88. Износ оборудования насосных станций
§ 89. Профилактический и капитальный ремонт оборудования
§ 90. Натурные испытания агрегатов насосных станций

Глава 15. Технико-экономические показатели насосных станций
§ 91. Удельные технико-экономические показатели и их определение
§ 92. Технико-экономическое сравнение вариантов проектируемой насосной станции

Не поленитесь оставить свой комментарий по книге!