Насосы для нефти
Оборудование для добычи и перекачки является важным элементом в производстве нефтепродуктов. Так как тяжёлая нефть имеет высокую вязкость, её переработка более энергоёмка, а требования к оборудованию, в частности насосам, в этом сегменте более серьёзные.
Отличия тяжёлой нефти и лёгкой – отличия перекачиваемой среды
Нефть различается по составу, что имеет прямое влияние на сложность переработки ископаемого. Выделяют пять категорий:
- Суперлегкая;
- Сверхлегкая;
- Лёгкая;
- Тяжелая;
- Сверхтяжёлая.
В лёгкой содержится больше моторно-топливных фракций – таких как бензин, керосин, солярное масло, в тяжёлой – доминируют фракции с более высокой вязкостью, такие как мазут, битум.
Самый трудный вид для добычи и перекачки – это сверхтяжёлая нефть, которая содержит больше вязких фракций и примесей, поэтому требует использования более мощных насосов для её перемещения и переработки.
Требования к насосам для тяжелой нефти
Для соответствия стандартам, агрегаты данной группы должны иметь следующие характеристики:
- Повышенную мощность гидравлической части механизма для эффективной перекачки больших объёмов;
- Высокий уровень защищенности насоса от искр, в том числе, использование электрических двигателей взрывозащищенного исполнения;
- Надёжное покрытие корпуса для защиты техники от коррозии и механических примесей при длительной эксплуатации на открытом воздухе;
- Герметичность всех узлов и полостей механизма для предотвращения утечек.
Для перекачки используются шнековые, центробежные, пневматические, винтовые и другие виды насосов. Каждый тип агрегата имеет свои преимущества и недостатки. Выбор насоса зависит от внешних условий эксплуатации, скважины, типа нефтяного сырья.
Перекачка нефтепродуктов является одной из важнейших областей промышленности. В зависимости от чистоты, нефтепродукты могут обладать разного рода вредными свойствами по отношению к окружающей среде и здоровью человека, такие как:
- содержание сероводорода;
- содержание химически-активных (коррозионно-активных) веществ;
- токсичные жидкости;
- огне-, пожаро-опасные жидкости;
- высокая температура жидкости.
Поэтому к оборудованию, используемому на нефтебазах, перевалочных станциях, перерабатывающих заводах, предъявляются особые требования безопасности. Данные требования отражены в ГОСТ 31839-2012. Приведем основные требования данного документа:
1. Ограждение наружных вращающихся частей насоса должно обеспечивать гарантированный зазор или внутренняя поверхность ограждения должна быть выполнена из материала, исключающего образование искры.
2. В подвижных соединениях насоса (вал, крышка уплотнения, отбойник и пр.), к которым возможен доступ внешней (окружающей) среды, зазор или подбор материалов должен исключать возможность возникновения искры и повышения температуры деталей до температуры самовоспламенения взрывоопасной смеси, находящейся в окружающей среде независимо от источника ее образования.
3. Для перекачивания взрывоопасных и пожароопасных жидкостей и сжиженных газов не допускается применение насосов с проточной частью, изготовленной из чугунов с пластинчатым графитом, за исключением погружных насосов, детали которых находятся в перекачиваемой жидкости.
В исключительных случаях допускается применение насосов с проточной частью, изготовленной из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом.
Корпусные детали проточной части насосов для перекачивания легковоспламеняющихся жидкостей или горючих жидкостей, нагретых до температуры, превышающей температуру вспышки, должны быть стальными.
4. Корпуса насосов, перекачивающих легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, должны иметь зажим заземления по ГОСТ 21130 независимо от заземления электродвигателей, находящихся на одной раме с насосами.
5. Тип уплотнения вала должен выбираться разработчиком насоса в соответствии с требованиями таблицы:
|
Зона установки насоса |
Группа взрывоопасной смеси паров жидкости с воздухом категории IIА и IIВ |
Невзрывопожароопасные жидкости |
|
|
Т1, Т2, Т3 |
Т4 |
||
|
Взрывоопасная |
Одинарное торцовое уплотнение с вспомогательным уплотнением |
Двойное торцовое уплотнение |
Одинарное торцовое уплотнение |
|
Пожароопасная |
- |
||
|
Примечания:
|
|||
6. Для сжиженных углеводородных газов применяют, как правило, центробежные герметичные насосы. Допускается применение центробежных насосов с двойным торцовым уплотнением типа тандем.
7. В качестве затворной среды применяются жидкость или газ, химически нейтральные по отношению к перекачиваемой жидкости и не являющиеся взрывоопасными или вредными веществами выше четвертого класса опасности.
В местах утечки затворной среды в атмосферу должны соблюдаться условия, обеспечивающие безопасность эксплуатации.
8. Утечка взрывоопасной, пожароопасной или вредной жидкостей через уплотнения насоса в окружающую среду не допускается. В обоснованных случаях допускаются регламентированные утечки на рабочих режимах с отражением в эксплуатационных документах допустимых значений утечек и порядка их сбора и отвода.
9. При сливе жидкости из полости насоса и при отводе утечек от насосов, перекачивающих взрывоопасные, пожароопасные или вредные жидкости, к отверстиям для слива перекачиваемой жидкости на местах эксплуатации должны быть подсоединены герметичные сливные линии.
10. Каждый насосный агрегат на месте эксплуатации должен быть обеспечен индивидуальной или общей системой автоматизации, предусматривающей следующие блокировки и защиты, запрещающие пуск и работу насоса при:
- незаполненном насосе (если иное не установлено в ЭД);
- давлении затворной жидкости ниже установленного значения;
- повышении температуры подшипников свыше установленного значения при работе насоса;
- отсутствии подачи затворной (промывочной) жидкости, если ее подача предусмотрена конструкцией насоса.
10. Температура доступных для обслуживающего персонала наружных поверхностей насоса не должна превышать 318 К (45 °С) внутри помещений и 333 К (60 °С) - на наружных установках, в противном случае указанные поверхности должны иметь теплоизоляцию, ограждение или экран.
11. Температура наружных поверхностей насоса должна быть не менее чем на 10 К (°С) ниже температуры самовоспламенения взрывоопасной смеси, находящейся в окружающей среде независимо от источника ее образования.
12. Насосы, приводимые в действие двигателем внутреннего сгорания, должны быть оборудованы устройством для сбора выхлопных газов для их организованного отведения.
Насосы, изготавливаемые АО «Корвет», полностью соответствуют данным требованиям и могут применяться для перекачки нефтепродуктов, агрессивных жидкостей, жидкостей с большим содержанием газа и сероводорода. Материальное исполнение проточной части насоса выбирается исходя из перекачиваемой среды и условий окружающей среды.
Часто задаваемые вопросы
Как влияет перекачивание тяжёлой нефти в отличие от лёгкой на узлы агрегатов?
В агрегатах объемного типа, увеличение вязкости играет на руку, более густая жидкость лучше заполняет зазоры между рабочим органом и стенками проточной части механизма, что ведет к снижению внутренних перетечек и расход насоса увеличивается. Когда перекачиваемая вязкая жидкость имеет большое процентное содержание примесей, её не просто отфильтровать – фильтр, с размером ячейки 0,2-0,5 мм (тонкость фильтрации для центробежных установок), будет часто забиваться жидкостью. Поэтому необходимо использовать оборудование, способное перекачивать нефть и нефтепродукты без предварительной подготовки.
