Новый подход в технологии транспортировки вязких жидкостей

Авторы: Горбунов А.В., Генеральный директор ООО «Торговый дом «Корвет» Подосенов Борис Николаевич
Журнал: «Оборудование Разработки Технологии»
Номер: №7 (19) июль 2008 г.

Как известно, насосы для перекачивания жидкостей широко используются практически в любом технологическом процессе. Изначально насосы создавались для транспортировки самой из распространенных на Земле жидкостей – воды. Создано достаточно большое количество разнообразных конструкций насосов, позволяющих эффективно перемещать воду или жидкости с соответствующими ей характеристиками. Но как быть, когда нужно транспортировать нефть или произвести откачивание загрязненной воды с большим содержанием твердых взвесей? В этой ситуации использование обычных насосов если не бесполезно, то по крайней мере очень скоро вызовет выход из строя оборудования – работа насосов связана с повышенным износом частей и перегрузкой электродвигателя.  
Инженеры решили эту задачу, разработав оседиагональные насосы, в которых была изменена конструкция рабочего колеса насоса и лопастей.

Проблемы транспортировки вязких жидкостей

Вязкость является свойством жидкостей оказывать сопротивление перемещению одной части жидкости относительно другой. При перемещении одних слоев жидкости относительно других возникают силы внутреннего трения, направленные по касательной к поверхности слоев. Действие этих сил проявляется в том, что со стороны слоя, движущегося быстрее, на слой, движущийся медленнее, действует ускоряющая сила. Со стороны же слоя, движущегося медленнее, на слой, движущийся быстрее, действует тормозящая сила. В зависимости от характера течения жидкости, ее скорости и свойств сосуда через которую проходит поток описывается различными закономерностями (формулами Пуазейля, Стокса).

Природа текучих сред и основной закон гидродинамики, изучающий поведение неразрывного потока жидкости в трубе, накладывают свой отпечаток и требуют выполнения условий, которые в ряде случаев становятся трудноразрешимыми задачами для специалистов при перекачке сложных сред. Это связано с тем, что течение вязкой жидкости вызывает повышенное трение как со стенками трубы, так и самих слоев жидкости, вызывая повышенную нагрузку на компоненты оборудования и снижая его производительность.

В настоящее время для подачи жидкости в технологических системах транспортировки и переработки нефтепродуктов и нефтеостатков в отраслях ТЭК, технологических системах станций аэрации, строительной индустрии , аварийных служб и других производств различных отраслей требуется насосное оборудование, отвечающее комплексу требований:

• высокая производительность,
• высокая всасывающая способность (кавитационная устойчивость),
• высокая энерговооруженность (небольшие габариты и масса),
• малые энергозатраты (высокий КПД),
• способность перекачивать вязкие жидкости и гетерогенные жидкости с большим содержанием механических примесей и свободного газа.

Максимально удовлетворяют указанным требованиям насосы шнекового (оседиагонального) типа.

Оседиагональные насосы для нефтепродуктов и загрязненных вод

Насосы с рабочим колесом - шнеком серии ОДН обладают высокими энергетическими характеристиками (напор и КПД) при сохранении стабильно высоких антикавитационных качеств.

Эксплуатация насосов этой серии показала, что шнековые насосы эффективнее по сравнению с другими типами лопастных насосов, что прежде всего связано с большей производительностью этого типа оборудования. Например, различные модели оседиагональных насосов обеспечивают диапазон расхода жидкости от 20 до 800 м. куб. м час. Другим отличием насосов серии ОДН является широкий диапазон одной из важных практических характеристик рабочих колес насосов – коэффициента быстроходности (он определяет число оборотов в 1 мин. такого рабочего колеса, которое геометрически подобно рассматриваемому и при подаче Q = 75 л/сек развивает напор Н = 1 м). Область значения коэффициента быстроходности ns шнековых насосов лежит в диапазоне 170-600, по этой характеристике оседиагональные относятся к насосам с быстроходным типом рабочего колеса.

Помимо этого оборудование данного типа имеет:

• высокую всасывающую способность, при этом кавитационный коэффициент Скр = 2000-4500, что соответствует высоте всасывания Нs =8 м;
• высокую энерговооруженность μ = 55-360 при малом весе и малых размерах, характеризующую отношением гидравлической мощности жидкости на выходе из насоса к его массе;
• способность перекачивать двухфазные гетерогенные жидкости с высоким содержанием свободного газа до 30% повышенной вязкости до 500 сСт., в зависимости от мощности привода и большим содержанием твердых включений до 10%, размерами до 10 мм.

В отличие от других насосов, ресурс которых в кавитационном режиме исчисляется минутами, оседиагональные насосы могут продолжительное время работать в условиях достаточно развитой кавитации, кроме того, внутренние полости этих насосов устойчивы к абразивному износу.

Эксплуатационные характеристики характеризуют универсальность шнековых насосов типа ОДН и насосных установок УОДН к требованиям, возникающим при решении задач по перекачиванию сложных сред, и позволяют применять данное оборудование в разных отраслях промышленности.

Богатый опыт в области насосного оборудования для перекачивания вязких сред имеет компания «Корвет», являющаяся эксклюзивным дилером ФГУП «Усть-Катавский вагоностроительный завод имени С.М. Кирова» (ФГУП УКВЗ), непосредственного производителя насосов УОДН.