Как правильно выбрать центробежный насос для транспортировки нефтепродуктов

В нефтехимическом машиностроении, смешивании смазочных масел, загрузке/разгрузке топлива и управлении нефтебазами перекачка нефтепродуктов является частой и важной операцией. Выбор неправильного центробежного насоса может привести в лучшем случае к недостаточной скорости потока и низкой эффективности, а в худшем — к утечке механического уплотнения, заклиниванию вала оборудования или даже к пожару и взрыву.

В этой статье, как исследователя жидкостного машиностроения, с точки зрения лица, принимающего решения по выбору, сочетаются принципы механики жидкости и условия эксплуатации на месте, чтобы разбить 6 основных этапов выбора.центробежные насосыдля перевалки нефтепродуктов.

1. Уточнить физические и химические свойства нефтепродуктов.

Прежде чем открыть руководство по выбору, сначала проанализируйте характеристики транспортируемой среды. В отличие от воды, нефтепродукты имеют параметры, которые существенно влияют на производительность насоса.

Вязкость

Вязкость является основным определяющим фактором при выборе.

• Низковязкие нефтепродукты (например, бензин, дизельное топливо, легкая нафта):Вязкость близка к воде, подходят обычные центробежные насосы. Обратите внимание, что такие среды имеют высокое давление пара и склонны к кавитации, поэтому особое внимание следует уделять чистой положительной высоте всасывания, доступной в системе.
• Нефтепродукты средней и высокой вязкости (например, смазочное масло, тяжелое дизельное топливо, сырая нефть):Когда кинематическая вязкость превышает 50 сСт, эффективность центробежных насосов существенно падает. В этом случае, если по-прежнему выбран обычный центробежный насос, необходимо учитывать поправочные коэффициенты вязкости (например, преобразование по стандартам HSI) или непосредственно выбирать роторный насос; Если настаивают на использовании центробежного насоса, следует выбрать специальную модель с широким каналом потока, рассчитанную на высокую вязкость.

Смазывающая способность и коррозионная активность

Нефтепродукты обладают определенными самосмазывающимися свойствами, которые увеличивают срок службы механических уплотнений. Однако следует соблюдать осторожность:

• Серосодержащие/кислые среды:Должны быть выбраны коррозионностойкие материалы (304 для слабой коррозии, 316/316L для средне- и высокосернистых и сильных агрессивных сред), чтобы избежать загрязнения масла ржавчиной из-за коррозии углеродистой стали.
• Безводные/водосодержащие:Некоторые нефтепродукты (например, авиационный керосин) чрезвычайно чувствительны к воде, поэтому материал корпуса насоса должен быть обезвоженным или выбирать нержавеющие материалы.

Температура вспышки и воспламеняемость

Для перекачивания сред с низкой температурой вспышки, таких как бензин и бензол, обязательным показателем является взрывобезопасность. Необходимо выбрать полностью взрывозащищенный двигатель (Ex d II BT4 или выше), рабочее колесо может быть изготовлено из бронзы, чтобы снизить риск образования искр при трении, а вся машина должна быть надлежащим образом заземлена для защиты от статического электричества.

2. Точно рассчитайте рабочие параметры, соответствующие основным характеристикам насоса.

Точный расчет рабочих параметров повышает эффективность и снижает энергопотребление.

Требования к расходу

Зарезервируйте запас на колебания в размере 10–20 % в зависимости от фактического объема перевода; выбрать центробежные насосы двойного всасывания для больших расходов и небольшие одноступенчатые центробежные насосы для малых расходов и оборудовать устройством преобразования частоты для условий эксплуатации с большими колебаниями.

Расчет головы

Фактический требуемый напор = высота подачи + сопротивление трубопровода + местное сопротивление. Номинальный напор на отбор должен быть на 10–15% выше фактической потребности для резервирования маржи.

Рабочая температура и условия всасывания

Выбирайте термостойкие уплотнения и материалы для высокотемпературных нефтепродуктов, а также предусмотрите возможность антикоагуляции для низкотемпературных нефтепродуктов; рассчитайте чистую положительную высоту всасывания и выберите самовсасывающие центробежные насосы для плохих условий всасывания, чтобы избежать кавитации.

3. Чистый положительный напор на всасывании (NPSH)

Нефтепродукты обычно имеют высокое давление насыщенных паров и с большей вероятностью испаряются, особенно в условиях высоких температур.

• Доступная чистая положительная высота всасывания (NPSHa):Определяется внутриплощадочной трубопроводной системой (высота уровня жидкости в резервуарах-хранилищах, потери всасывающего трубопровода, атмосферное давление, давление паров нефтепродуктов).
• Требуемая чистая положительная высота всасывания (NPSHr):Определяется самим насосом.

Правило выбора:НПШа ＞ НПШр + 1,0 м (запас прочности)

При перекачке нефтепродуктов конструкция всасывающей стороны зачастую важнее самого насоса. Рекомендации:

• По возможности используйте затопленную установку.
• Если самовсасывание является обязательным, выберите самовсасывающий центробежный насос, установите приемный клапан на всасывающей трубе и регулируйте высоту всасывания в пределах 2 м.

4. Система уплотнений: основная линия защиты от утечек

Утечка нефтепродуктов – это не только экономический ущерб, но и потенциальная угроза безопасности. Для перекачки нефтепродуктов решающее значение имеет выбор механических уплотнений. По свойствам нефтепродуктов рекомендуется следующий многоуровневый подбор:

1. Одинарное механическое уплотнение + План промывки, 01/02.

Подходит для неопасных, нелетучих нефтепродуктов (например, обычного смазочного масла, дизельного топлива). Самопромывка перекачиваемой средой для отвода тепла от уплотняемой поверхности.

2. Одинарное механическое уплотнение + план промывки, план 11.

Стандартная конфигурация, подача среды под высоким давлением из выпускного отверстия насоса для промывки камеры уплотнения, подходит для большинства чистых нефтепродуктов.

3. Тандемное механическое уплотнение (API 682, план, план 52/53).

Настоятельно рекомендуется для летучих и токсичных сред, таких как бензин, бензол и толуол. В этой конструкции используются двухступенчатые уплотнения, между которыми впрыскивается изолирующая жидкость (белое масло или этиленгликоль). Даже если первичное уплотнение протечет, нефтепродукты не попадут в атмосферу, а попадут в предохранительный резервуар, что значительно повысит безопасность.

5. Выбор материала: от чугуна до нержавеющей стали.

Для транспортировки нефтепродуктов выбор материала следует следующей логике:

• Чугун/литая сталь:Подходит для неагрессивных светлых нефтепродуктов при нормальной температуре (например, дизельного топлива, смазочного масла) и имеет самые высокие показатели стоимости.
• Нержавеющая сталь 304 (CF8):Подходит для слабоагрессивных сред, пищевого белого масла и мелкодисперсных химических нефтепродуктов, чувствительных к ионам железа.
• Нержавеющая сталь 316 (CF8M):Подходит для сырой нефти или химических промежуточных продуктов с высоким содержанием хлорид-ионов и кислотности.

Кроме того, для низкотемпературных углеводородов, сжиженных газов (например, низкотемпературного пропана) или высокотемпературного масла-теплоносителя должны быть выбраны специальные низкотемпературные/высокотемпературные материалы и соответствующие конструкции охлаждения/нагрева подшипников.

6. Вопросы эффективности двигателя и энергоэффективности

Перекачка нефтепродуктов часто требует длительной непрерывной работы, при этом нельзя игнорировать затраты на потребление энергии.

• Класс взрывозащиты: Определите класс взрывобезопасности двигателя в соответствии с классификацией зоны на месте эксплуатации (зона 1 или зона 2). Общим стандартом является Ex d II BT4 (взрывозащищенный тип, подходящий для большинства нефтехимических сценариев).
• Стандарты энергоэффективности (IE3/IE4): рекомендуются двигатели класса энергоэффективности IE3 или выше. Хотя первоначальная стоимость закупок немного выше, разницу в цене обычно можно компенсировать в течение 1–2 лет на фоне роста цен на электроэнергию.
• Управление переменной частотой: Если скорость потока перекачки нефтепродуктов требует частой регулировки, рекомендуется использовать частотно-регулируемый привод (ЧРП). Регулировка скорости посредством преобразования частоты вместо дросселирования клапана может сэкономить 20–40 % электроэнергии.

Заключение

Выбор подходящего центробежного насоса для перекачки нефтепродуктов не должен быть сложным. Имея четкое представление о характеристиках вашего нефтепродукта, рабочих параметрах и требованиях применения, в сочетании с профессиональной технической поддержкой и решениями по продуктам Teffiko, вы можете найти оборудование, которое обеспечит надежную работу в течение многих лет.

Присоединяйтесь к нам, чтобы изучить безграничные возможности жидкостных технологий. Посетите официальный сайт:http://www.teffiko.com