Центробежный насос секционный цнс 60-99

Курсовая работа

по дисциплине: Гидромашины и компрессоры
на тему: Центробежный насос секционный ЦНС 60-99
Введение

Определение насоса

По ГОСТ стандарту насос - это машина для создания потока жидкой среды. По принципу действия насос подразделяется на динамические и объёмные.
Динамическими называют насосы, в которых увеличение энергии жидкости осуществляется воздействием гидродинамических сил, приложенных к жидкости, в незамкнутой рабочей камере, постоянно сообщающимся со входом в рабочую камеру и её выходом. Они широко применяются в самых различных технологических процессах, связанных с подъемом пластовой жидкости, воздействием на призабойную зону пласта, транспортированием нефти и воды в системах поддержания пластового давления, в установках подготовки нефти для нефтеперерабатывающих предприятий и др. Наиболее эффективно использование динамических насосов для перемещения значительных объемов жидкости.
В современной промышленности применяются центробежные, осевые и вихревые динамические насосы, первые два из которых относятся к лопостным, а третий к машинам трения.
Центробежный насос - это насос , в котором движение жидкости и необходимый напор создаются за счёт центробежной силы , возникающей при воздействии лопастей рабочего колеса на жидкость. Т.е. центробежный насос относится к механизмам, в которых жидкости сообщается кинетическая энергия, впоследствии преобразующаяся в энергию давления.
Классификация центробежных насосов
В зависимости от способа подвода жидкости к рабочим колёсам различают однопоточные и многопоточные схемы центробежных насосов. Самая простая схема однопоточного насоса приведена на рис.1 . Насос этот одноколенный с односторонним подводом воды к колесу.

Для создания высоких давлений появляется необходимость в последовательном включении нескольких рабочих колес (рис. 2а), насаженных на общий вал. В этом случае один и тот же поток жидкости проходит через ряд ступеней повышения давления, причем общий создаваемый напор будет равен сумме напоров, создаваемых каждым колесом. Обычно колёса выполняются одинаковыми, поэтому принято считать что общий напор равняется:

Н=І*Н_к,

где Н_к - напор одного колеса, І - число рабочих колес.

Две распространенные схемы таких многоступенчатых насосов с различным расположением колес приводятся на рис. 2а и 2б. В первой все колеса повернуты в одну сторону, во второй их направление попарно обратное. Переход жидкости от каждого колеса к последующему происходит по особым переточным каналам.


Рис. 2 - Схема многоступенчатого насоса турбинного (а) и спирального (б) типа

На рис. 3 насос имеет одно колесо, к которому жидкость подводится с двух сторон, что по существу является параллельным соединением двух односторонних колес, причем каждое из них дает половину общего расхода, напор же остается равным напору, развиваемому одним колесом.

Рис. 3 - Схема насоса с двухсторонним подводом жидкости

Более сложная схема с двумя параллельно включенными группами

Рис. 4 - Схема смешанного соединения колес последовательно работающих колес (смешанное соединение) приведена на рис. 4.

Центробежные насосы по способу отвода жидкости, поступающей к рабочему колесу, бывают спирального (волютного) и турбинного типа. В центробежных насосах спирального типа (рис. 2б) жидкость из колеса непосредственно поступает в спиральный канал кожуха и затем либо отводится в напорный трубопровод, либо по переточным каналам (рис. 3), поступает к следующему колесу. В турбинных насосах (рис. 2а, рис. 3) жидкость, прежде чем попасть в спираль или канал, ведущий к следующему колесу, сначала проходит через специальные направляющие жидкость устройства. По схеме рис. 2а выполняются многоступенчатые насосы европейского типа, а по рис. 2б - американского типа.

По конструкции корпуса различают насосы однокорпусные и секционного типа. В первых корпус насоса имеет только один разъем в горизонтальной плоскости, проходящей через ось вала насоса; у насосов секционного типа корпус состоит из отдельных секций, причем секция с колесом образует одну ступень насоса. Секции корпуса соприкасаются между собой по плоскостям, перпендикулярным к оси насоса и все вместе стягиваются болтами.
Классификация рабочих колес, а также типов одноступенчатых насосов производится по степени их быстроходности. По этому признаку колеса мо- гут быть низкой (50-80 об/мин), средней (80-150 об/мин) и высокой (150-350 об/мин) быстроходности.
По способу привода центробежные насосы разделяются на приводные и непосредственного соединения обычно с электромотором и паровой турбинной с помощью упругой муфты.
Насосы бывают горизонтального и вертикального исполнения. Их также классифицируют по роду применения: шахтовые, канализационные, питательные. По роду перекачиваемой жидкости: кислотные, шламовые, землесосы.
По виду перекачиваемой жидкости различают:
 Насосы ЦНС (рабочая температура до 45 °С) и ЦНСГ (рабочая температура от 45°С до 105°С), предназначенные для перекачивания воды, имеющей водородный показатель рН 7-8,5, с массовой долей механических примесей не более 0,1% (0,2% - для насосов с производительностью 105, 180, 300 м 3/ч), размером твердых частиц не более 0,1 мм - для насосов с производительностью 1 80, 300 м 3/ч), микротвердостью не более 1,47 ГПа.
 Насосы ЦНСМ, предназначенные для работы в масляной системе турбогенераторов для подачи масла в уплотняющие подшипники на период пуска, остановки и работы турбогенератора. Рабочая жидкость - масло турбинное T2 2 ГОСТ 32 -74, диапазон рабочих температур от 2 °С до 60 °С, вязкость кинематическая 20 - 23 сСт при температуре масла 50°С, плотность равна 0,9 г/см3 при температуре масла 20°С.
 Насосы ЦНСн предназначены для перекачивания обводненной (до 90%) газонасыщенной и товарной нефти с температурой до 45 °С, с плотностью 700 -1050 кг/м3, кинематической вязкостью не более 1,5x10-4 м2/с, имеющей водородный показатель рН 8,5, давлением насыщенных паров не более 665 гПа, содержанием газа (объемное) не более 3%, парафина не более 20%, с содержанием механических примесей с размером твердых частиц до 0,2 мм и микротвердостью 1,47 ГПа - не более 0,2% в системах внутрипромыслового сбора, подготовки и транспорта нефти.
Конструктивные особенности центробежного насоса
На рис.5 показан наиболее простой по конструкции одноступенчатый консольный насос с осевым входом. Основными узлами этого и других центробежных насосов являются: подвод насоса 2, рабочее колесо 4, отвод 1, уплотнения рабочего колеса 3, сальник 5, вал насоса 6, опоры вала 7. Вал насоса соединяется с приводящим двигателем с помощью муфты 5. Жидкость поступает в подвод насоса и перемещается рабочим колесом в отвод, который соединен с нагнетательным трубопроводом.



Рис.5 - Консольный насос

Рабочее колесо в большинстве насосов состоит из следующих частей: ступицы, переднего и заднего дисков и лопастей. Вращение вала насоса передается закрепленной на нем ступице и соединенному со ступицей заднему диску, а затем лопастям и переднему диску рабочего колеса.

Применяются рабочие колеса с одним диском (полуоткрытые) и без дисков (открытые). В полуоткрытых и открытых рабочих колесах существенно уменьшены потери мощности на дисковое трение. Такие насосы имеют несколько меньшие осевые габаритные размеры, чем насосы с обычными рабочими колесами. Такая конструкция дает преимущества, например, в многоступенчатых скважинных насосах, где число ступеней достигает нескольких сотен, и уменьшение длины насоса приобретает большое значение. Отводы насосов могут быть спиральными и лопаточными.
В многоступенчатых насосах отвод переходит в канал, подводящий жидкость к следующему рабочему колесу. Отвод при этом может быть кольцевым и с непрерывной лопаточной системой. Лопаточный отвод, а в многоступенчатом насосе узел отвода и подвода часто называется направляющим аппаратом.
Опытами установлено, что объемные потери - это утечки жидкости через зазоры в насосе, больше в гладких и прямых зазорах; поэтому в насосах всегда стремятся делать зазоры с поворотами и кольцевыми проточками или детали уплотнения лабиринтного типа (рисунок 6). Так, для центробежных насосов с подачей Q = 50 - 100 м³/час при увеличенных против нормы зазорах в уплотнениях не лабиринтного типа утечки, как показывают исследования, могут достигать 10-15% от общей подачи насоса.

Концевые уплотнения вала в местах выхода его из корпуса могут обеспечивать полную герметичность. Наиболее распространены уплотнения двух видов: сальники и торцовые уплотнения.

Сальник состоит из эластичной набивки и нажимной втулки. Если давление всасывания ниже атмосферного, в сальнике устанавливают кольцо, к которому подводится заградительный поток жидкости из нагнетательной полости насоса, а если жидкость загрязнена - от постороннего источника. Этим исключается подсасывание воздуха, а также контакт набивки с абразивными частицами.
Чтобы предотвратить утечки огнеопасных и токсичных жидкостей, к фонарному кольцу сальника вспомогательным насосом подается заградительная жидкость под давлением, несколько превышающим давление в насосе. Эта жидкость возвращается обратно через фильтр и холодильник или не возвращается, вытекая через набивку. Кроме того, нажимная втулка сальника имеет водяной затвор.
В ряде случаев предусматривают разгрузку сальника. Жидкость в этом случае поступает через цилиндрическую дросселирующую щель в полость с низким давлением. В щели иногда устраивают гидродинамическое уплотнение, представляющее собой винтовую нарезку, которая при вращении отгоняет жидкость от сальника.
Торцевые уплотнения. В торцевом уплотнении поверхность уплотнения перпендикулярна к оси вала. Уплотнения осуществляется между вращающимся и невращающимся жесткими деталями, которые прижимаются друг к другу пружинами.
Для компенсации осевого усилия вала один из элементов уплотнения должен быть аксиально-подвижным. По этому признаку торцовые уплотнения делятся на две группы: вращающимся и невращающимся аксиально-подвижным узлом.
По направлению подвода жидкости различают торцовые уплотнения: с внешним и внутренним подводами. По нагрузке на трущуюся поверхность различают неразгруженные и разгруженные уплотнения.