Всасывающая способность центробежных насосов магистральных нефтепроводов ограничивается кавитацией.
Условием надежной эксплуатации насосных агрегатов является отсутствие кавитации на различных режимах его работы. С этой целью нормальные условия работы насосного оборудования обеспечиваются созданием на входе в насос избытка удельной энергии жидкости над давлением насыщенных ее паров.
Явление кавитации заключается в образовании в жидкости парогазовых пузырьков в тех участках потока, где местное давление понижалось, достигает критического значения.
Процесс кавитации аналогичен кипению жидкости, поэтому в качестве критического давления, при котором возникает кавитация, обычно принимают давление насыщенных паров перекачиваемой жидкости при данной температуре. Падение давления ниже давления, соответствующего температуре парообразования, приводит к различной степени перегрева жидкости в зависимости от ее температуры и физических свойств. Перегрев высвобождает необходимое для парообразования тепло.
Понижение местного давления ниже давления, соответствующего началу кавитации в проточной части центробежного насоса, может происходить в результате добавочных потерь на входном участке насоса, увеличения скорости жидкости вследствие увеличения числа оборотов, отрыва или сжатия потока.
При кавитации нарушается нормальная работа центробежных насосов. Это происходит потому, что часть объема подаваемого насосом,
у к п
становится заполненной парами жидкости, в результате чего происходит падение напора, уменьшение расхода перекачиваемой жидкости, снижение КПД, увеличение вибраций и шума. Кроме того, при попадании образовавшейся при кавитации двухфазной жидкости в область повышенного давления происходит конденсация и заполнение парогазовых объемов жидкостью с большой скоростью, что приводит к явлению местного гидравлического удара.
Совокупность местных гидравлических ударов в момент завершения конденсации паровых объемов, находящихся на поверхности твердого тела, приводит к эрозионному разрушению металла.
Введем следующие обозначения:
hвх min, pвх min - соответственно, минимальные напор и давление на входе в насос, гарантирующие его бескавитационную работу;
hs - напор, определяемый давлением насыщенных паров при соотношении паровой и жидкой фаз, близком к нулю; а -коэффициент кавитационного запаса;
∆Нкр - термодинамическая поправка, учитывающая влияние термодинамических свойств перекачиваемой жидкости;
δhv - поправка на влияние вязкости жидкости;
ζд п - коэффициент гидравлического сопротивления на входе в насос;
В - критерий тепловой кавитации;
Кт - коэффициент температурной неравновесности фазовых переходов;
Ra - критерий фазового перехода
θ - критерий парообразования;
ωмк - скорость жидкости в межлопаточном канале рабочего колеса;
"вх" - относится к параметрам жидкости на входе в насос;
"н" и "в" — относятся соответственно к параметрам пара, жидкости, нефти и воды.
dвх – диаметр входного патрубка насоса;
D1 – периферийный диаметр входной кромки центробежного насоса,
Q – подача насоса, м3
Н – напор насоса, м
υ – вязкость нефти, м2/с
ρн – плотность нефти, кг/м3
(∆Ндоп)в – значение допустимого кавитационного запаса, полученное при перекачке воды,
Т – максимальная температура перекачиваемой воды,
n – частота вращения вала насоса,
F – площадь поперечного сечения входного патрубка,
υ вх – скорость потока во входном патрубке насоса,
Rе – число Рейнольдса,
α – коэффициент кавитационного запаса,
Kδ = коэф., определяемый геометрическими размерами колеса,
(∆Ндоп)н - значение допустимого кавитационного запаса, полученное при перекачке нефти.
Дано:
НМ 10000-210, dвх = 1 м, D1 = 130 см, Q = 10000 м3, Н = 210 м, υ = 13,5 * 10-6 м2/с, ρн = 850 кг/м3, (∆Ндоп)в = 65 м, Т = 313 К, n = 3000 об/мин.
Решение:
F = п·d2вх/4 = 0,785м2,
υ вх = Q/F = 2,54 м/с2,
ωмк = п·D1·n/60 = 204,09 м/с2,
hsp = 4·H = 840 м,
hs = hsp ·(1,558 + 0,0063·(Т - 273)) = 1520,4 м,
В = (29,5/ hs)1,9 = 5,584,
Rα = В ·hs = 8490,
Θ = (В· ωмк2)/g = 23734,
Кт = 0,001 (по рис 12.25 [3]),
∆Нкр = (1/logB) ·(log Rα – log(1/(1+ Кт· Θ))) = 3.419 м,
Rе = 1,27·Q/( υ·dвх) = 940·106,
ζд п = 1 (по рис 12.23 [3]),
δhv = ζд п· υ вх2/(2g) = 0,64 ,
α = 1,3 (по рис 12.20 [3]),
Kδ = 1,01 (по рис 12.21 [3]),
(∆Ндоп)н = (∆Ндоп)в - α ·Kδ·(∆Нкр - δhv) = 61,35 м,
hвх min = (∆Ндоп)н + hs – (υ вх2/2g) = 1580 м,
pвх min = hвх min· ρн·g = 13 МПа.
Вывод: минимальное давление p вх min =13 МПа и минимальный напор h вх min =1580 м на входе в насос при которых не будет возникать кавитации.
ГЛАВА 4. СПЕЦВОПРОС.
Применение мультипликаторов крутящего момента "Norbar".
Сегодня нефтеперерабатывающие предприятия уделяют все больше внимания модернизации и переоснащению своих производственных мощностей, проведению планово-профилактических ремонтов и текущему обслуживанию технологического оборудования.
Одной из распространенных задач, с которой постоянно сталкивается любое предприятие нефтегазовой и нефтеперерабатывающей отрасли, является работа с болтовыми соединениями, большинство из которых ответственные, и к ним предъявляются повышенные требования к точности затяжки. Выполнить все требования конструкторской и нормативной документации по моменту затяжки возможно только с использованием динамометрического инструмента, а с учетом того, что в нефтеперерабатывающей и нефтехимической отрасли оборудование имеет достаточно серьезные габариты, кроме точности предъявляются повышенные требования и к мощности этого инструмента.
Одним из примеров решения подобных задач является применение ручного мультипликатора (усилителя) крутящего момента совместно с динамометрическим ключом. Широкий модельный ряд мультипликаторов позволяет подобрать оптимальный комплект для решения практически любой задачи по обслуживанию болтовых соединений. А неприхотливость в обслуживании и простота в эксплуатации дают этому инструменту широчайшее поле применения как в условиях цеха, так и на открытой местности.
у к п
Коэффициент усиления крутящего момента варьируется от 5:1 до 125:1 в зависимости от модели, максимальный момент — 47500 Нм.
Помимо этого, так как мультипликатор не является инструментом ударного действия (как, например, ударный пневмогайковерт), он изначально не склонен к искрообразованию, а используя совместно с ним торцевые головки из взрывобезопасного сплава (например меднобериллиевого), образование искры практически исключено.
В частности, значительно облегчить ремонт насосов типа НМ-10000-210 удалось за счет применения ручных мультипликаторов Norbar 60/25 с моментом затяжки до 6000 Нм и коэффициентом усиления 25:1. В стационарных условиях целесообразно использовать мультипликаторы с пневмоприводом для повышения производительности труда. Максимальный момент затяжки — 100000 Нм.
В ремонтно-механических цехах ряда нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводов с успехом применяются пневмомультипликаторы следующих моделей: 7 MTS (6000Nm), 9 MTS (9500Nm), 11 MTS (20000Nm), а также целый ряд ручных мультипликаторов для ремонта теплообменного, насосно-компрессорного оборудования, реакторов катализаторного типа, запорной арматуры средних и больших диаметров и т.д.
Преимущества мультипликаторов крутящего момента "Norbar":
- Установленное передаточное отношение - действительный коэффициент усиления крутящего момента.
- Не требуется таблиц для определения величины крутящего момента на выходе.
- Большинство моделей выпускается с безопасным храповым механизмом, снабженным стопором обратного хода для обеспечения безопасной и комфортабельной работы.
- Возможность установки различных реакционных опор делает мультипликатор "Handtorque" легко приспосабливаемым ко многим условиям применения.
- Большинство моделей может использоваться с электронными преобразователями крутящего момента для обеспечения точного контроля крутящего момента.
- Диаметр 72мм обеспечивает прекрасный доступ
- Гарантируется точность лучше чем ±4%.
- Модели 25:1 имеют храповой механизм со стопором обратного хода для облегчения работы и обеспечения безопасности.
- Разнообразные виды механизмов противодействия для обеспечения максимальной гибкости применения.
- Могут быть установлены электронные первичные измерительные преобразователи крутящего момента для обеспечения точного контроля крутящего момента затяжки.
- Выпускается с различными передаточными отношениями и размерами выходного присоединительного квадрата.
- Уменьшенный диаметр корпуса мультипликатора обеспечивает лучший доступ к рабочей зоне, особенно к фланцам трубопровода.
- Противодействие от высоко прочного паза.
- Реакционная опора может скользить по шлицу, позволяя использовать торцевые головки различной длины.
Таблица №4.2
Основные характеристики некоторых моделей мультипликаторов
| Модель | Усилие затяжки | Пере- даточное отношение | входной квадрат | выходной квадрат | Масса | Масса реакционной опоры |
| Нм | дюймы | дюймы | кг | кг | |
| 30/5 | 3000 | 5:1 | 3/4 | 1 | 5,0 | 2 |
| 30/15 AWUR | 3000 | 15:1 | 1/2 | 1 | 7,0 | 2 |
| 30/25 AWUR | 3000 | 25:1 | 1/2 | 1 | 7,0 | 2 |
| 45/26 AWUR | 4500 | 26:1 | 1/2 | 1 | 8,7 | 4 |
| 60/25 AWUR | 6000 | 25:1 | 1/2 | 1 1/2 | 10,6 | 4 |
| 60/125 AWUR | 6000 | 125:1 | 1/2 | 1 1/2 | 12,1 | 4 |
Применение современных инструментов дает возможность в кратчайшие сроки проводить ремонт и вводить в строй новые объекты нефтегазовой отрасли, соблюдая при этом все требования и нормативы.
Поэтому дальнейшее внедрение оборудования, созданного с использованием современных технологий, позволит свести к минимуму производственные проблемы и значительно повысить эффективность монтажно-ремонтных работ.
ГЛАВА 5. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ И ОХРАНА ТРУДА
5.1. Общие требования
К работам по ремонту МНА допускаются работники не моложе 18 лет, прошедшие обучение и имеющие удостоверение по технике безопасности.
Оформление производства работ и движение техники в охранной зоне МН должно проводиться в соответствии с Регламентом Организация производства ремонтных и строительных работ на объектах магистральных нефтепроводов.
Наряды-допуски должны быть оформлены в соответствии с Регламентом оформления нарядов-допусков на огневые, газоопасные и другие работы повышенной опасности на взрывоопасных и пожароопасных объектах МН дочерних акционерных обществ ОАО “АК “Транснефть”.
При нарушении ремонтным подразделением мероприятий, указанных в разрешении на производство работ, наряде-допуске и требований настоящего регламента, работы должны быть немедленно остановлены.
Руководители и специалисты, участвующие в производстве строительных и ремонтных работ на объектах МН, должны пройти аттестацию и проверку знаний в области промышленной безопасности и охраны труда в соответствии с Положением о порядке подготовки и аттестации работников организации, осуществляющих деятельность в области промышленной безопасности опасных производственных объектов подконтрольных Госгортехнадзору России
у к п
5.2. Требования безопасности при выполнении подготовительных работ
- обесточить эл.двигатель МНА и выполнить организационные мероприятия, обеспечивающие безопасность работ;
- снять силовые предохранители, выкатить масляный выключатель в ремонтное положение и отключить автоматы питания агрегатных задвижек;
- сбросить давление с насоса, убедиться в герметичности задвижек, вывесить на их штурвалы запрещающие плакаты;
- проверить наличие инструмента, материалов и приспособлений;
- сделать запись в оперативном журнале «Вывода оборудования в ремонт».
Требования безопасности при выполнении ремонтных работ
При проведении ремонтных работ необходимо строго соблюдать следующее:
- к ремонтным работам разрешается приступать только после получения оформленного надлежащим образом наряда-допуска;
- дополнительно проверять наличие предупредительных и запрещающих плакатов, отсутствия остаточного давления в насосе и маслосистеме;
- разборку фланцевых соединений следует начинать с ослабления нижних болтов для слива остаточного продукта.
- при ремонтных работах использовать искробезопасный инструмент, допускается применение обычного инструмента густо смазанного консистентной смазкой;
- при необходимости применения ударного инструмента из обычного металла, пользоваться им только через прокладки из материала, не дающего искрения (дерево, медь, бронза);
- для снятия крышки насоса, ротора насоса, статора и ротора эл.двигателя пользоваться кран-балкой, стропами соответствующими требованиям «Правил устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов».
Требования безопасности при выполнении грузоподъемных работ
- запрещается находиться под подвешенными крышкой насоса и другим оборудованием для осмотра и других целей; 
- в процессе эксплуатации стропы осматривают через каждые 10 дней, редко используемые стропы осматривают перед выдачей их на работу, результаты осмотров записываются в журналы учета и осмотра стропов;
- применять стропы грузоподъемностью соответствующей поднимаемому грузу и длиной, чтобы угол захвата между их ветвями не превышал 90 градусов;
- запрещается нахождение людей в том числе и лица, производящего зацепку груза, между поднимаемым грузом (крышкой насоса, ротором и т.д.) и стенкой, корпусом насоса, щитами управления и другим оборудованием;
- после окончания или перерыве в работе груз опускают на землю;
- запрещается подтаскивать груз по полу зала при косом натяжении грузовых канатов, открывать крышку насоса от корпуса кран-балкой;
- не разрешается использовать стропы, если:
- на них отсутствует бирка или клеймо;
- вес поднимаемого груза выше указанного на бирке.
5.5. Требования безопасности в аварийных ситуациях
- в случае пожара нажать кнопку «ПОЖАР», сообщить оператору НПС и действовать согласно плана ликвидации возможных аварий и оперативного плана пожаротушения;
- при возникновении аварийной ситуации рабочие и оперативный персонал действуют в соответствии с планом ликвидации возможных аварий (ПЛВА); - все рабочие и специалисты оповещены о месте расположения первичных средств пожаротушения, нахождение ближайшего телефона или пожарного извещателя и уметь им пользоваться.
Экологическая безопасность
При выполнении строительно-монтажных работ необходимо соблюдать требования защиты окружающей природной среды, сохранения её устойчивого экологического равновесия и не нарушать условия землепользования, установленные законодательством об охране природы. Работы должны вестись в соответствии с требованиями Регламента проведения производственного экологического контроля в процессе эксплуатации и производства работ в дочерних акционерных обществах ОАО “АК “Транснефть”.
В планах производства работ должны быть указаны мероприятия по охране окружающей природной среды, разработанные для конкретных условий. При этом необходимо также учитывать, что вредное воздействие на окружающую среду растет с увеличением срока ремонта и возрастанием объемов работ.
По окончании строительных работ должна быть проведена рекультивация нарушенных земель согласно РД 39-00147105-006-97.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. СНиП 2.05.06-85* «Магистральные трубопроводы» .Госстрой СССР. - М.: ЦИТТ Госстроя СССР, 1985.
2. СНиП III-42-80* «Магистральные трубопроводы». Правила производства и приёмке работ. Госстрой СССР. - М. Стройиздат. 1981
3. Гумеров А.Г., Гумеров Р.С., Акбердин А.М. «Эксплуатация оборудования нефтеперекачивающих станций» - М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2001. – 475с.
4. Березин В.Л., Бородавкин П.П. «Строительство и монтаж насосных и компрессорных станций». М.: Недра, 1974 – 272 с.
5. РД-08.00-60.30.00-КТН-016-1-05 «Руководство по техническому обслуживанию и ремонту оборудования нефтеперекачивающих станций».
6. СНиП 23-01-99 «Строительная климатология».
7. Березин В.Л., Бобрицкий Н.В. «Сооружение насосных и компрессорных станций» – М.: Недра, 1985. – 288с.
8. «Эксплуатация магистральных нефтепроводов»: Учебное пособие. 3-е изд./Под общей редакцией Ю.Д.Земенкова – Тюмень: Издательство «Вектор Бук», 2003. – 664с.
9. Технологические регламенты (стандарты организации) ОАО «Транснефть» Том 6 : Промышленная, пожарная и экологическая безопасность объектов магистральных нефтепроводов – М.: ООО «Недра-Бизнесцетр», 2005-2006.
Дата: 2019-11-01, просмотров: 242.
