СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ Российский патент 2000 года по МПК F04D15/02 

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к способу эксплуатации центробежных насосов, перекачивающих водонефтяные эмульсии и высокоминерализованные агрессивные воды.

Известен способ работы погружного центробежного насоса (авторское свидетельство СССР N 464714, кл. F 04 D 7/00, 1973).

При этом способе перекачиваемой водонефтяной эмульсии придают дополнительную окружную скорость непосредственно перед ее поступлением в прием центробежного насоса. Наличие дополнительной окружной составляющей скорости разрушает структуру эмульсии, что приводит к увеличению производительности насоса.

Однако это не приводит к увеличению давления на приеме и не устраняет работу центробежного насоса с засасыванием воздуха через сальник со стороны приема.

Наиболее близким способом того же назначения к заявляемому изобретению по совокупности признаков является способ эксплуатации центробежных насосов /Техническое описание и инструкция по эксплуатации: насосы центробежные, многоступенчатые секционные ЦНС-38-440-220 и т.д./, принятый нами за прототип.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, принятого за прототип, относится то, что в известном способе не устраняется работа центробежного насосного агрегата с засасыванием воздуха через сальник со стороны всасывания.

В конструкции центробежных насосов, используемых для перекачивания воды, с целью предупреждения засасывания воздуха через сальник со стороны всасывания, предусматривается устройство - гидрозатвор. В крышке всасывания имеется отверстие. Вода под давлением, созданным первым рабочим колесом, проходит к втулке гидрозатвора, в котором имеется отверстие для подвода воды к рубашке вала. Вода проходит по рубашке вала через сальниковую набивку, предупреждая засасывание воздуха в насос.

Однако при откачке центробежным насосом водонефтяной эмульсии происходит быстрое забивание асфальто-смолопарафиновыми отложениями, содержащимися в перекачиваемой эмульсии, отверстия в крышке всасывания и отверстия в рубашке вала. Прекращается подача перекачиваемой жидкости в гидрозатвор. С этого момента начинается работа насосного агрегата с засасыванием воздуха в насос через сальник со стороны всасывания. В конструкции насоса не предусмотрена возможность проверки подачи перекачиваемой жидкости в гидрозатвор.

Одновременно происходит забивание асфальто-смолопарафиновыми отложениями сетки фильтра насоса, установленного перед крышкой всасывания насоса.

При этом резко возрастает разрежение в полости крышки всасывания насоса, следовательно, резко возрастает объем засасываемого в насос воздуха.

Это приводит к многократному возрастанию коррозионной агрессивности перекачиваемой жидкости, вследствие попадания в нее кислорода воздуха, что является причиной снижения срока службы рабочих органов насосного агрегата и напорных трубопроводов. Зависимость скорости коррозионного разрушения металла напорных трубопроводов от содержания кислорода в перекачиваемой сточной воде приведена на графике.

Следует сказать, работа насосного агрегата с засасыванием воздуха в насос при забивании отверстий узла гидрозатвора и фильтра имеет место и при установке насосного агрегата ниже уровня перекачиваемой жидкости. В данном случае согласно инструкции по эксплуатации насосного агрегата на прямолинейном горизонтальном участке приемной линии устанавливают манометр.

Поэтому в известном способе эксплуатации центробежных насосов нет возможности определить и предотвратить работу насосного агрегата с засасыванием воздуха через сальник.

Целью изобретения является повышение надежности работы центробежного насоса путем исключения работы насосного агрегата с засасыванием воздуха в насос, что позволяет увеличить срок службы рабочих органов насоса и напорных трубопроводов.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что на крышке всасывания насоса устанавливают электроконтактный мановакуумметр и настраивают его на остановку насоса при снижении давления в полости крышки до 0,01 МПа.

При исследовании отличительных признаков описываемого способа эксплуатации центробежных насосов не выявлено каких-либо аналогичных известных решений. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна".

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного способа. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень".

На чертеже изображена принципиальная схема центробежной насосной установки, работающей без засасывания воздуха через сальник. Установка содержит центробежный насос 1, электродвигатель 2, приемные трубопроводы 3 с фильтром 4, напорные трубопроводы 5 с манометром 6, резервуар с откачиваемой средой 7. Центробежный насос содержит крышку всасывания 8 с электроконтактным мановакуумметром 9, крышку нагнетания 10. Электроконтактный мановакуумметр соединен с внутренней полостью крышки всасывания посредством тройника 11.

Насосная установка работает следующим образом.

Водонефтяная эмульсия из резервуара 7 по приемному трубопроводу 3 через фильтр 4 поступает в центробежный насос 1.

При нормальной работе гидрозатвора насоса 1 и фильтра 4 в полости крышки всасывания будет избыточное давление, близкое к гидростатическому напору водонефтяной эмульсии в резервуаре 7

где P - величина гидростатического напора водонефтяной эмульсии (кг/м²),
Δ h - разница отметок взлива водонефтяной эмульсии в резервуаре и приемного патрубка центробежного насоса (м),
γ - плотность водонефтяной эмульсии (кг/м³).

При отказе или снижении эффективности работы гидрозатвора насоса в результате засорения рабочих органов смолопарафиновыми отложениями, а также частичном засорении отверстий фильтра происходит снижение давления в полости крышки всасывания вплоть до создания разрежения. Это приводит к засасыванию воздуха в насос через сальник.

При снижении давления в полости крышки всасывания насоса до 0,01 МПа электроконтактный мановакуумметр дает сигнал на остановку насосного агрегата.

Пуск насосного агрегата в работу производится после восстановления работоспособности фильтра и гидрозатвора насоса.

Применение изобретения позволяет обеспечить работу насосного агрегата без засасывания воздуха в насос. Это в свою очередь позволяет повысить срок службы насоса и напорных трубопроводов минимум на порядок при откачке агрессивных водонефтяных эмульсий.

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к способу эксплуатации центробежных насосов, перекачивающих водонефтяные эмульсии и высокоминерализованные сточные воды. Способ эксплуатации центробежных насосов включает автоматическую остановку насоса посредством электроконтактного мановакуумметра, установленного на крышке всасывания насоса. При этом мановакумметр настраивают на остановку насоса при снижении давления в полости крышки до 0,01 МПа. Изобретение направлено на повышение надежности работы насосного агрегата путем исключения работы насоса на подсос воздуха. 1 ил.

Способ эксплуатации центробежных насосов, включающий автоматическую остановку насоса посредством электроконтактного мановакуумметра, отличающийся тем, что мановакуумметр устанавливают на крышке всасывания насоса и настраивают его на остановку насоса при снижении давления в полости крышки до 0,01 МПа.