Диплом (1235119), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

КП нефтепроводов находятся в конце магистралей, служат для приема нефти из трубопроводов и подачи ее либо на нефтеперерабатывающие заводы, либо на другие виды транспорта, иногда – в другие нефтепроводы.

Основными элементами НПС являются насосные агрегаты, резервуары, системы подводящих и распределительных трубопроводов, узлы учета, устройства приема и пуска очистных устройств и поточных средств диагностики, а также системы смазки, вентиляции, отопления, энергоснабжения, автоматики, телемеханики и т.п.

2.1.1 Характеристика основных объектов НПС

Объекты, входящие в состав ГНПС и ПНПС допустимо разделить на две группы: первая – объекты основного (технологического) назначения, вторая – объекты вспомогательного (подсобного) назначения.

К первой группе относят: магистральную и подпорную насосную; резервуарный парк; сеть технологических трубопроводов и запорную арматуру; узлы учета; ФГУ; узлы предохранительных и регулирующих устройств; камеры пуска и приема СОД.

Ко второй группе относятся: понижающая электростанция с распределительными устройствами; комплекс сооружений, обеспечивающий водоснабжение станции; комплекс сооружений по отведению промышленных и бытовых стоков; котельная с теплосетями; инженерно-лабораторный корпус; пожарное депо; мастерские ремонта контрольно-измерительных приборов и механические мастерские; административно – хозяйственный блок; гаражи, складские помещения и т. д.

ГНПС и ПНПС эксплуатационных участков являются наиболее ответственной частью сооружений магистральных трубопроводов и устанавливают его работу в целом. На ГНПС выполняются следующие технологические операции: прием и учет нефти; закачка нефти в резервуарный парк для краткосрочного хранения; откачка нефти из резервуаров в магистральный трубопровод; пуск, прием СОД трубопровода. На головных станциях можно производить подкачку нефти с других источников поступления, например, с промыслов или других трубопроводов.

ПНПС предназначены для повышения давления перекачиваемой жидкости в трубопроводе, такие станции размещаются по трассе согласно гидравлическому расчету. В своем составе имеют в основном те же объекты и выполняют аналогичные функции, что и ГНПС, за исключением резервуарного парка, соответственно и подпорной насосной.

Как правило, магистральные нефтепроводы разбивают на эксплуатационные участки протяженностью 400-600 км, состоящие из 3-5 участков, разделенных ПНПС, работающих в режиме «из насоса в насос», и, следовательно, гидравлически связанных друг с другом. В то же время эксплуатационные участки соединяются друг с другом через резервуарные парки ГНПС, так что в течение некоторого времени каждый эксплуатационный участок может вести перекачку независимо от соседних участков, используя для этого запас нефти своих резервуарных парков [2].

2.1.2 Конструктивные типы нефтеперекачивающих станций

Сооружение НПС магистральных трубопроводов отличается значительной трудоёмкостью, необходимостью выполнять различные по объему и характеру строительные, монтажные и специальные работы в разных природно-климатических условиях. Такие значительные объёмы работ требуют привлечения больших материальных затрат и трудовых ресурсов. Привлечение трудовых ресурсов при строительстве НПС в некоторых районах затруднено из-за отсутствия социальной инфраструктуры, поэтому большое значение имеют снижение капитальных и эксплуатационных затрат при строительстве и эксплуатации НПС, сокращение сроков их строительства.

Таких результатов можно достичь при помощи использования следующих НПС: блочно-комплектных, блочно-модульных НПС и станций открытого типа [3]. Главное отличие данных НПС от НПС традиционного (стационарного) типа заключается в отсутствии капитальных вложений на территории капитальных зданий, которые сооружаются из кирпича, бетона, железобетона и т.д. Все оборудование станций открытого типа, технологические коммуникации, контрольно-измерительные приборы и автоматика входят в состав функциональных блоков, скомпонованных в виде транспортабельных монтажных блоков, блок-боксов и блок-контейнеров.

Монтажные блоки – блоки в которых технологическое оборудование, собранное вместе с трубопроводами и контрольно-измерительными приборами и автоматикой находится на общей раме.

Блок-боксы – транспортабельные здания, внутри которых размещаются технологические установки и инвентарное оборудование.

Блок-контейнеры – технологические установки с индивидуальными укрытиями, внутри которых создается микроклимат, необходимый для нормальной работы оборудования.

Монтажные блоки, блок-боксы и блок-контейнеры собирают на сборочно-комплектовочных базах и заводах, где производится их испытания, и уже в полностью собранном виде они доставляются на строительную площадку.

Блочно-комплектные НПС включают в себя набор отдельно стоящих блоков и блок-боксов технологического, энергетического и вспомогательного назначения, а также общее укрытие для магистральных насосных агрегатов с технологическими трубопроводами и вспомогательными системами.

Блочно-модульные НПС представляют собой дальнейшее развитие блочно-комплектных насосных станций. На НПС данного типа все оборудование сгруппировано по функциональным признакам в блок-модули. Блок-модули любых типов изготавливаются только в заводских условиях. На блочно-модульных НПС вместо индивидуальных систем обеспечения применяют общие отапливаемые инвентарные укрытия требуемой площади.

На НПС открытого типа магистральные насосные агрегаты совместно со всеми вспомогательными системами размещаются под навесом на открытом воздухе. Для защиты от воздействия окружающей среды насосные агрегаты находятся под индивидуальными металлическими кожухами. Внутри таких кожухов размещены индивидуальные автономные системы вентиляции с калориферами для охлаждения электродвигателей при нормальном режиме работы и подогрева их во время вывода из работы агрегатов в резерв в холодное время года. Такие типы НПС нормально работают при температурах окружающей среды от минус 40^оС до плюс 50^оС.

Эксплуатационные затраты на использование наладочно-комплексных НПС значительно ниже эксплуатационных затрат на НПС традиционного типа за счет использования инженерных сетей меньшей протяженности, меньшего числа сооружений и оборудования, а также высокой надежности работы основного и вспомогательного оборудования, смонтированного в блок-контейнерах и блок-боксах непосредственно на заводе-изготовителе. При капитальном ремонте предусмотрена замена блок-бокса в сборе.

1. Конструкция и компоновка магистральной насосной

Главное требование при компоновке магистральной насосной – обеспечение нормальной работы основного и вспомогательного оборудования при наименьших размерах цеха. Должны быть созданы нормальные санитарно-гигиенические условия для обслуживающего персонала. Для сооружения насосной используются огнестойкие материалы. В последнее время сооружаются насосные цеха каркасного типа. Размеры цеха зависят от габаритных размеров оборудования, а также от особенностей конструкции основного и вспомогательного оборудования и норм пожарной безопасности.

Магистральные насосные НПС бывают двух основных типов: с разделительной огнестойкой (брандмауэрной) перегородкой или без нее. Это зависит от того, каков вариант исполнения электроприводов насосных агрегатов – обычный (взрывонезащищенный) или взрывозащищенный. В первом случае помещение насосной разделяется воздухонепроницаемой перегородкой на два отдельных зала с отдельными входами и выходами. В случае взрывозащищенного исполнения электроприводов такого разделения насосного цеха не производят, оборудование находится в общем укрытии.

Если разделительная перегородка существует, то в зале, являющемся помещением повышенной пожароопасности и взрывоопасности, устанавливаются центробежные нагнетатели, а во втором зале, в который нет доступа нефтяным парам устанавливаются электроприводы агрегатов. В первом зале также размещают оборудование для сбора и откачки утечек, мостовой кран во взрывобезопасном исполнении с ручным приводом. Электродвигатели, установленные во втором зале, имеют встроенные системы оборотного водяного охлаждения с замкнутыми системами вентиляции. Помимо этого, во втором зале размещают блок централизованной маслосистемы с аккумулирующим баком и мостовой кран – для ремонтных работ. Центробежные нагнетатели и электроприводы, находящиеся в разных залах, соединяются между собой без промежуточного вала. Соединение осуществляется через отверстие герметизирующей камеры в разделительной стенке. К этим отверстиям по специальной системе вентиляции подается чистый воздух, с помощью которого создают упругую пневмозащиту, препятствующую проникновению нефтяных паров из первого зала во второй. Избыточное давление в камере перед отверстием в системе вентиляции МНА должно поддерживаться постоянно и независимо от того, ведется ли перекачка данным насосным агрегатом или он находится в резерве.

В том случае, когда в качестве привода насосных агрегатов используют электродвигатели во взрывозащищенном исполнении, привод с нагнетателями и другим оборудованием устанавливается в общем зале. Взрывозащищенное исполнение привода достигается принудительным нагнетанием воздуха под защитный кожух электродвигателя для поддержания избыточного давления. Выбор того или иного варианта производится по результатам технико-экономической оценки.

Магистральная насосная оснащается насосными агрегатами, электродвигателями и вспомогательными системами. Оборудование и арматура магистральной насосной подбираются для района с сейсмичностью, соответствующей каждой НПС. Для ограничения нагрузок на патрубки насосов обвязка магистральных насосных агрегатов предусматривается из условия обеспечения достаточной компенсационной способности с целью недопущения передачи дополнительных усилий от трубопроводной обвязки на патрубки магистральных насосов.

Компоновка оборудования, соотношение отметок и трубопроводная обвязка вспомогательных систем в магистральной насосной и вне ее принимаются исходя из обеспечения следующих требований: самотечного слива утечек от торцевых уплотнений магистральных насосов и дренажа технологических трубопроводов. Для трубопроводной обвязки магистральных насосов принимаются трубы определенного класса прочности, а также трубопроводные детали на соответствующее давление.

Насосные агрегаты связаны между собой специальными трубопроводами-отводами изогнутой формы, которые соединяют их всасывающие и нагнетательные патрубки через общий коллектор наружной установки. Такие трубопроводы укладываются в грунт и присоединяются к коммуникациям насосов при помощи сварки. Трубопроводные коммуникации вспомогательных систем прокладываются в общем укрытии. Вдоль коммуникаций сооружают площадки для обслуживания и ремонта оборудования с соответствующими ограждениями. Места прохождения трубопроводов через разделительную перегородку (если таковая имеется) уплотнены специальными герметизирующими сальниками.

Компоновка оборудования и коммуникаций насосной должна проводиться в соответствии с условиями их нормального функционирования и обеспечивать:

• напорную подачу масла к подшипникам насосов и электродвигателей и безнапорный (самотечный) его отвод от подшипников в баки централизованной маслосистемы;

• напорную откачку нефти из сборников утечек погружными насосами;

• принудительную подачу воды для охлаждения воздуха, циркулирующего внутри привода (электродвигателей);

• принудительную подачу воды для охлаждения масла централизованной маслосистемы в маслоохладители;

• беспрепятственное создание упругой пневмозавесы в отверстиях герметизирующих проемов, через которые соединяются центробежные нагнетатели с приводом.

Разумеется, для обеспечения этих условий (в частности самотека жидкостей) необходимо предусмотреть правильное соотношение высотных отметок начал и концов технологических трубопроводов. Для свободного доступа к трубопроводам и коммуникациям в местах их прокладки предусматривают съемные плиты пола.

1. Основное оборудование магистральной насосной

1. Магистральные насосы

Насос – устройство для принудительного перемещения жидкости из сечения с меньшим значением напора (в линии всасывания насоса) к сечению с большим значением напора (в линии нагнетания насоса).

В основном для перекачки нефти используются центробежные насосы, которые работают благодаря центробежной силе рабочего колеса с профильными лопатками. Принцип работы центробежного насоса понятен из рисунка 2.1.

Рисунок 2.1. Принцип работы центробежного насоса

Если перейти в систему координат, связанную с вращающимся колесом, то можно считать, что само колесо стоит неподвижно, а на заполняющую его жидкость действует центробежная сила. Эта сила способна преодолеть перепад давления Δp = p_н – p_в, равный разности давления p_н нагнетания (на периферии колеса) и давления p_в всасывания (в его центральной части), то есть заставить жидкость перемещаться из области низкого давления в область высокого давления. Разумеется, что для такого принудительного перемещения необходимы затраты энергии на вращение рабочего колеса.

Основными характеристиками насоса являются развиваемый им напор и подача. Значение напора (энергии, сообщаемой перекачиваемой жидкости) и подачи (количества жидкости, подаваемой в единицу времени) зависят от конструкции и размеров насоса и частоты вращения. Также характеристиками насосов являются КПД насоса и допустимый кавитационный запаса Δh.

Нефтяные центробежные насосы применяются на НПС для перекачки нефти или для подпора основных насосов.

Нефтяные насосы, используемые на НПС, наиболее часто используемые при транспортировке нефти можно разделить на следующие исполнения:

• НМ – насос нефтяной магистральный;

• НПВ – насос нефтяной подпорный вертикальный.

Насосы перечисленных типов выпускаются специально для нефтяной промышленности и предназначены для транспортирования нефти.

Насосно-силовые агрегаты (насосы и приводящие их двигатели) являются основным оборудованием насосных станций. На современных станциях данные агрегаты представлены преимущественно центробежными насосами типа НМ [4]. Характеристики основных насосов типа НМ используемых на НПС представлены в таблице 2.1 .

Таблица 2.1

Основные характеристики насосов типа НМ и НПВ

Продолжение таблицы 2.1

Часть насоса, в которой находится рабочее колесо, обеспечивающее напорное перемещение жидкости, называется центробежным нагнетателем, а та часть насоса, которая создает вращения вала с находящимся на нем рабочим колесом, – приводом насоса. Для привода центробежных насосов НПС магистральных трубопроводов в настоящее время применяют синхронные и асинхронные электродвигатели.

1. Электропривод насосов

Устройство, которое обеспечивает вращение вала рабочего колеса насоса, называется приводом насоса. В качестве привода для насосов используются преимущественно асинхронные и синхронные двигателя высокого напряжения. В зависимости от исполнения электродвигатели устанавливаются в общем зале с насосами или в помещении, отделенном от насосного зала перегородкой, не пропускающей паров нефти. Взрывозащищенное исполнение электродвигателей достигается с помощью продувки корпуса электродвигателя воздухом под избыточным давлением. Из асинхронных двигателей наиболее часто применяются электродвигатели с короткозамкнутым ротором, АТД [5].

Характеристики

Список файлов ВКР