Погружные насосы для нефтепродуктов 100 м3 час

Погружные насосы для нефтепродуктов производительностью 100 м³/ч: конструкция, применение и выбор

Погружные насосы для нефтепродуктов производительностью 100 м³/ч представляют собой специализированное оборудование, предназначенное для перекачки светлых и темных нефтепродуктов, химических жидкостей и других сред из резервуаров, танкеров, подземных хранилищ и технологических емкостей. Данная производительность является востребованной на объектах среднего и крупного масштаба: нефтебазах, топливно-заправочных комплексах, логистических терминалах, промышленных предприятиях. Агрегаты этого класса работают в полном погружении в перекачиваемую среду, что обеспечивает стабильный подпор на входе и исключает необходимость в заливке перед пуском.

Конструктивные особенности и типы насосов

Насосы производительностью 100 м³/ч для нефтепродуктов делятся на два основных типа, отличающихся принципом действия и конструкцией исполнения.

Погружные центробежные насосы

Наиболее распространенный тип для данной производительности. Принцип действия основан на преобразовании кинетической энергии, передаваемой от вращающегося рабочего колеса (крыльчатки), в энергию потока жидкости. Конструктивно представляет собой многоступенчатую вертикальную секционную конструкцию, где каждая ступень увеличивает давление на выходе. Основные узлы:

• Гидравлическая часть: Изготавливается из коррозионно-стойких материалов (чугун, сталь, нержавеющие стали, бронза). Включает в себя корпус, рабочие колеса, диффузоры. Количество ступеней определяется требуемым напором.
• Электродвигатель: Асинхронный, специального исполнения, полностью герметичный. Заполнен специальным маслом или жидкостью для охлаждения и смазки подшипников. Класс взрывозащиты – не ниже Ex d IIB T4 (чаще Ex d IIC T4 для бензинов), степень защиты IP68.
• Всасывающий патрубок: Расположен в нижней части насоса, часто снабжен сетчатым фильтром.
• Выкидной патрубок: Расположен в верхней части, соединяется с напорным трубопроводом через специальный фланец или быстроразъемное соединение.
• Система уплотнений: Многоступенчатая система сальников и торцевых уплотнений, предотвращающая попадание продукта в двигатель.
• Кабель питания: Специальный кабель в маслобензостойкой оболочке с гермовводом.

Погружные винтовые (шнековые) насосы

Применяются для сред с повышенной вязкостью (мазут, печное топливо, некоторые масла) или при требовании к щадящему режиму перекачки. Принцип действия основан на вытеснении жидкости вращающимся металлическим ротором внутри статора из эластомера. Обеспечивают стабильную подачу, менее чувствительны к вязкости, но, как правило, имеют более низкий КПД и ограничения по температуре (из-за эластомера статора).

Ключевые технические параметры и материалы исполнения

Для насоса с подачей 100 м³/ч критически важными являются следующие взаимосвязанные параметры:

• Подача (Q): 100 м³/ч – номинальная производительность.
• Напор (H): Диапазон от 20 до 100 и более метров водяного столба. Определяет, на какую высоту или против какого давления в напорном трубопроводе насос может подавать продукт. Конкретное значение подбирается под гидравлическое сопротивление системы.
• Мощность двигателя (N): Для центробежных насосов при 100 м³/ч и напоре 60-80 м мощность обычно составляет 30-45 кВт. Зависит от плотности и вязкости перекачиваемого продукта.
• Глубина погружения: Максимально допустимая глубина установки насоса под уровень продукта. Ограничена механической прочностью корпуса и давлением на уплотнения. Стандартно – до 3-5 метров, специальные исполнения – до 10-15 м.
• Материалы проточной части: Выбор определяется типом продукта, наличием абразивных примесей, температурой.

Таблица 1. Выбор материалов исполнения в зависимости от перекачиваемой среды

Перекачиваемая среда	Рекомендуемые материалы корпуса/колес	Особые требования
Дизельное топливо, керосин	Чугун, углеродистая сталь	Стандартное исполнение
Бензин, легковоспламеняющиеся жидкости	Нержавеющая сталь (AISI 304, 316)	Обязательное исполнение с взрывозащищенным двигателем (Ex d IIC)
Мазут, вязкие нефтепродукты	Углеродистая сталь, нержавеющая сталь	Возможен подогрев, применение винтовых насосов
Химически активные жидкости	Нержавеющая сталь AISI 316/316L, дуплексные стали	Проверка совместимости всех контактных материалов
Среда с абразивными включениями	Износостойкий чугун, сталь с защитным покрытием	Обязательная установка фильтра на всасе

Области применения и схемы установки

Насосы данного класса используются в следующих технологических операциях:

• Налив/слив автоцистерн и железнодорожных вагонов: Обеспечивают требуемую скорость операций.
• Перекачка между резервуарами на нефтебазах: Для оборачиваемости топлива, подачи на отгрузку.
• Заправка топливом крупных объектов (аэропорты, электростанции): Как часть системы топливоподачи.
• Оборудование топливораздаточных колонок высокой производительности (для судов, спецтехники).
• Оснащение плавучих нефтесборных средств и танкеров.
• Дренаж и откачка нефтепродуктов из аварийных емкостей или котлованов.

Типовая схема установки включает в себя: сам погружной насос, опущенный в резервуар на направляющих трубах с посадочным фланцем; напорный трубопровод с отсечной арматурой и обратным клапаном; шкаф управления с защитной автоматикой (контроль тока, защита от «сухого хода», перегрева); систему подъема/спуска (кабель-трос или цепь). Для обслуживания насос поднимается без входа в резервуар.

Критерии выбора и расчет параметров

Выбор конкретной модели насоса производится на основе технико-коммерческого задания (ТКЗ). Основные этапы:

1. Определение свойств жидкости: Тип продукта, плотность (кг/м³), кинематическая вязкость (сСт), температура (°C), давление насыщенных паров (для легких фракций), наличие примесей.
2. Определение гидравлических параметров системы:
   • Требуемая подача: Q = 100 м³/ч.
   • Геодезическая высота подъема (разница между уровнем установки насоса и точкой выхода).
   • Давление в приемной емкости (если есть).
   • Потери напора в трубопроводе (определяются по длине, диаметру, шероховатости труб, количеству и типам арматуры, местных сопротивлений).
3. Расчет требуемого напора насоса (H_треб): H_треб = H_г + ΔP + H_пот, где H_г – геодезическая высота, ΔP – разница давлений в емкостях (в метрах столба жидкости), H_пот – потери напора в трубопроводе.
4. Выбор по каталогу: На основе полученных значений Q и H_треб выбирается насос, рабочая точка которого находится в зоне максимального КПД его характеристики. Корректируется выбор по мощности с учетом плотности жидкости.
5. Определение требований к безопасности: Класс взрывозащиты, категория и группа взрывоопасной смеси, температурный класс. Для наружной установки – климатическое исполнение.

Эксплуатация, обслуживание и безопасность

Эксплуатация погружных нефтяных насосов регламентируется технической документацией завода-изготовителя и отраслевыми правилами (ПБ, ПУЭ).

• Пуск и останов: Пуск осуществляется только при полном погружении насоса в жидкость. Запрещен повторный кратковременный пуск после остановки (необходимо время для стекания продукта от двигателя). Останов – по мере опустошения резервуара до минимально допустимого уровня, отключаемого датчиком.
• Контрольные параметры: Мониторинг тока потребления (превышение указывает на заклинивание или повышенную вязкость, снижение – на кавитацию или «сухой ход»), вибрации, температуры корпуса двигателя.
• Техническое обслуживание (ТО): Включает регулярный внешний осмотр, контроль изоляции кабеля, проверку сопротивления заземления. Каждые 2000-4000 моточасов – подъем и полная разборка для проверки состояния уплотнений, подшипников, рабочих колес, зазоров.
• Ремонт: Чаще всего требует замены торцевого уплотнения, пар «ротор-статор» для винтовых насосов, комплекта рабочих колес и втулок для центробежных.
• Безопасность: Все работы по монтажу/демонтажу в зонах взрывопожароопасности проводятся по наряду-допуску. Обязательно использование искробезопасного инструмента. Перед подъемом насоса из резервуара необходимо отключить питание, заглушить и отсоединить напорный трубопровод.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается насос для бензина от насоса для дизельного топлива?

Насос для бензина, в первую очередь, должен иметь взрывозащищенное исполнение двигателя по высшей категории – Ex d IIC (бензин образует взрывоопасную смесь категории IIA-T1). Материалы проточной части предпочтительны из нержавеющей стали для исключения коррозии и искрообразования. Для дизельного топлива часто достаточно двигателя Ex d IIB T4 и корпуса из чугуна.

Как подобрать диаметр напорного трубопровода для насоса 100 м³/ч?

Диаметр подбирается исходя из рекомендуемой скорости потока для нефтепродуктов (1-2 м/с). Для Q=100 м³/ч (0.0278 м³/с) при скорости 1.5 м/с расчетный диаметр d = √(4Q/πv) = √(40.0278/(3.141.5)) ≈ 0.154 м. Таким образом, оптимальным является трубопровод DN150 (159 мм). Уменьшение диаметра приведет к росту потерь напора и увеличению нагрузки на насос.

Что такое «сухой ход» и как от него защититься?

«Сухой ход» – работа насоса без перекачиваемой жидкости. Приводит к мгновенному перегреву и разрушению торцевого уплотнения, заклиниванию рабочих колес из-за отсутствия смазки и охлаждения. Защита осуществляется с помощью: датчиков уровня (поплавковых, емкостных), отключающих насос при падении уровня ниже минимума; реле контроля тока (ток при «сухом ходе» падает); датчиков температуры на корпусе двигателя.

Можно ли использовать один насос для перекачки разных видов нефтепродуктов?

Да, но с учетом совместимости материалов насоса с этими продуктами. При частой смене продукта необходимо учитывать вопрос очистки («проливки») линии во избежание смешения. Для систем с постоянной сменой продукта рекомендуются насосы в исполнении из нержавеющей стали.

Как часто нужно обслуживать погружной насос?

Периодичность ТО устанавливается производителем. Типовые интервалы: ежесменный внешний осмотр; контроль параметров раз в месяц; полное ТО с подъемом и разборкой – каждые 2000-4000 моточасов или не реже одного раза в год, даже при неинтенсивной работе (для проверки состояния уплотнений).

Что важнее при выборе: напор или подача?

Оба параметра критичны и взаимосвязаны. Исходными данными являются требуемые значения Q и H для конкретной технологической системы. Насос выбирается так, чтобы рабочая точка (пересечение его характеристики и характеристики системы) лежала в зоне оптимального КПД (обычно в середине кривой Q-H).

Заключение

Погружные насосы производительностью 100 м³/ч являются ключевым оборудованием для эффективной и безопасной перекачки нефтепродуктов на объектах хранения и распределения. Правильный выбор, учитывающий физико-химические свойства среды, гидравлику системы и требования взрывобезопасности, определяет надежность и долговечность работы. Эксплуатация должна вестись в строгом соответствии с регламентами, с обязательным контролем рабочих параметров и проведением планово-предупредительных ремонтов. Современные модели таких насосов оснащаются системами мониторинга состояния, что позволяет перейти от ремонтов по факту отказа к обслуживанию по фактическому состоянию, минимизируя простой и риски аварийных ситуаций.