Центробежные насосы нефтепереработки

Существует модель однородной изотропной турбулентности, но с помощью её нельзя провести описание реального потока [6]. Существует модель локально изотропной турбулентности. Согласно этой модели турбулентные пульсации для мелких масштабов с большим числом Рейнольдса можно рассматривать как однородные изотропные. Колмогоров ввел гипотезу о том, что статический режим для мелких масштабов зависит от коэффициента вязкости k и скорости (средней) диссипации энергии ε.

Масштаб вихрей, на который влияет вязкость получается из этой гипотезы Колмогорова с учетом соображений размерности [6]:

Между масштабом больших вихрей L и масштабом мелких вихрей η, диссипация энергии ε определяет статистический режим турбулентности (так как вязкость влияет только на мелкие масштабы).

В терминах теории вероятностей описать явление турбулентности нельзя без использования общих гипотез, в основе которых эмпирические данные. Далее он указывает о том, что с использованием сложного экспериментального оборудования понимание процессов явления турбулентности улучшается.

__

Методики расчета проточной части по струйной теории Эйлера являются устаревшими и расчет необходимо выполнять методом конечных объемов в программном пакете.

Горизонтальный агрегат погружного насоса

Горизонтальные агрегаты погружных (скважинных) насосов, изготовленные в соответствии с требованиями API 610 (ГОСТ 32601), например, как указано в работе [13], могут использоваться в насосном парке нефтеперерабатывающих заводов.

ГОСТ 31840 определяет требования безопасности к погружным и полупогружным насосам. Эти требования аналогичны требованиям для полупогружных насосов, проектируемых по API 610 (ГОСТ 32601) в том числе по выбору систем торцовых уплотнений. Какие-либо препятствия для применения погружных насосов в нефтепереработке отсутствуют.

Такие агрегаты могут выглядят возможно конкурентоспособнее высоконапорных насосов типа НДМ за счет простоты конструкции и широкого диапазона напорной характеристики.

Такие горизонтальные агрегаты погружных насосов изначально использовались в нефтедобыче для поддержания давления пласта и других целей. Однако, конструктивно могут использоваться на нефтеперерабатывающих заводах.

В нефтедобыче погружные насосы используются в составе скважинного агрегата установки электроцентробежного насоса [11], [12].

Комплектация оборудованием погружного насоса в горизонтальном агрегате и в скважинном погружном агрегате принципиально отличаются. Компоновка для горизонтального насосного агрегата представлена на рисунке выше, по смыслу имеет мало отличий от компоновки насосов НДМ, НК. Отличия состоят в наличии стойки упорной камеры и некоторых узлов. В горизонтальном исполнении по сути погружной насос перестает быть погружным.

В компоновке скважинного агрегата, погружной насос комплектуется блоком телеметрии, погружным электродвигателем (асинхронным или вентильным), модулем смещения, гидрозащитой, станцией управления на поверхности и др.

Для разных агрегатов можно сделать вывод насосы будут иметь некоторые конструктивные отличия, обусловленные условиями эксплуатации и нагрузками.

__

Вертикальные полупогружные насосы типа ХП.

Полупогружные насосы в нефтепереработке устанавливают на люках крышек емкостных аппаратов или резервуаров.

Функцию крышки аппарата выполняет плита насоса, но при этом для плиты необходим прочностной расчет по нормам на сосуды и аппараты для обеспечения прочности оболочки аппарата.

Сверху плиты находится привод, состоящий из стойки привода и электродвигателя. Внутри стойки привода размещаются хвостовик вала, подшипниковые опоры, торцовое уплотнение, трубопроводы системы обвязки торцового уплотнения, муфта соединения хвостовиков валов электродвигателя и вала от рабочего колеса.

Нижняя часть под плитой конструктивно может быть выполнена по типу погружных электродвигателей или выполнена в виде корпуса насоса НК, погруженного на соответствующую глубинную отметку и соединенного с плитой через трубу. Внутри трубы находится вал, передающий вращение на рабочее колесо от электродвигателя. Вал может быть цельным и разрезным из нескольких частей.

Компоновка по типу погружного насоса очевидно выигрывает у компоновки с корпусом от насоса НК как конструктивно, так и по технологически параметрам насоса.

Вал рассчитывается на резонанс с запасом 20% по требованию стандарта на насосы. В практике нефтяного машиностроения имеется опыт эксплуатации длинных валов, поэтому конструктивное решение с валом до 6 метров длиной вполне разработано. Валы изготавливаются самостоятельно или заказываются у специальных производителей. Такой подход, например, используется для погружных электродвигателей или длинных валов мешалок.

В верхней части показан подшипник качения, требующий усложнения конструкции и вызывающий проблемы со мазкой.