Насостардың техникалық сипаттамасы мен қызметі

Кіріспе

 

Жұмыстың өзектілігі. Қазақстанның 2020 жылға дейінгі негізгі экономикалық және әлеуметтік дамуының негізгі бағыттары болып құбырлық тасымалдауды ары қарай дамыту табылады. Газ және мұнай тасымалдау құбырларының салынуы айтарлықтай көбееді, олардың тұтынушыларға бөліп берулердің санын көбееді деп шамаланды. Магистральды құбырлар арқылы өңдірілетін табиғи газдың барлығы және мұнайдың үлкен бөлігі тасымалданады. Мұнай, мұнай өнімдерін және газды тұтыну аймақтарының шығару және өңдеу орындарынан алыстығы құбырлық магистральдардың ұзаруына әкеледі. Құбырлардың ұзындығы ғана емес, сонымен қатар диаметрі де, мұнай тасымалдау және газ тасымалдау жабдықтырының қуаттылығы да едәуір өседі, тасымалдау кезіндегі жұмыс қысымы жоғарлайды.

Қазақстандағы мұнай мен газ қорлары ішкі қажеттіліктерді ұзақ уақыт бойы қамтамасыз етуге мүмкіндік береді. Алайда мұнай және газ секторына ішкі жеткізіп тұрушылықтарды ғана емес, сонымен қатар республикадағы экономикалық өрлеудің катализаторы болу міндеті артылған, ал бұл саланың даму стратегиясы мен тәсілін таңдау кезінде ерекше жауапкершілікті жүктейді.

Құбырлар үшін жоғары тиімді отандық өндіріс құрал-жабдықтарын жобалау, оны жасап шығару, құбыр магистральдарының дер кезінде, әрі сапалы салынуы маңызы өте зор ұлттық мемлекеттік бағдарлама болып табылады. Саладағы техникалық прогресс бойынша жетілдірілген іс-шаралар инженерлік-техникалық мәселелердің кең шеңберін қамтиды.

Насостың электр жетегімен және беріліс механизмімен (муфтамен, редуктормен, шкивпен) жиынтығы насостық агрегатты құрайды. Насостардың керекті режимде жұмыс істеуін қамтамасыз ететін, және бір немесе одан көп насостық агрегаттардан, құбырлардан, бекіту мен реттеу арматурасынан, бақылау мен өлшеу аппаратурасынан, және басқару мен қорғау аппаратурасынан тұратын жабдықтардың кешені насостық қондырғыны құрайды. Бір не одан көп насостық қондырғылар, жалпы алғанда объектінің жұмысқа қабілеттілігін қамтамасыз ететін қосымша жүйелер мен жабдықтар, тұрмыс және өндірістік бөлмелер кіретін ғимарат насостық бекет деп аталады.

Насостар туралы қазіргі заман ғылымы оларды жұмыс істеу принципі бойынша үш негізгі топқа бөледі, олар: қалақты немесе күрек тәріздес (айнала ағу насостары), құйын тәрізді қозғалысты (тарту насостары) және көлемдік насостар (ығыстыру насостары).

Қалақты насостарда энергияны түрлендіру доңғалақ қалақтарын айнала ағып, олардың ағынға күшпен әсер ету процесінде іске асырылады.

Қалақты насостар центрден тепкіш (тарамдалған), диагональ және осьтік (пропеллерлі) болып бөлінеді. Центрден тепкіш насостарда жұмыстық доңғалақтағы сұйық тарамдалған бағыттар бойынша орталық бөліктен сыртқа қарай қозғалады, яғни, сұйық бөлшектері ағынында абсолюттік жылдамдықтың осьтік құраушы бөліктері болмайды. Центрден тепкіш насостардың сору қабілеті аз болады. Сондықтан оларды қосқан кезде сорып алу құбырына және жұмыстық доңғалақтың үстіне әр түрлі әдістерді қолданып сұйық құйылады. Қалақты насостар қазіргі заманға сай электр моторларымен тікелей қосқанға, бу және газ турбиналарын іштен жанатын қозғалтқыштарымен тікелей қосқанға ыңғайлы болады. Қалақты насостар шағындығымен және жеңілдігімен ерекшелінеді.

Қалақты насостардың ПӘК 0,95-0,98 мәндеріне дейін жетеді де, орташа қысымдар аймағында поршеньдік насостардың ПӘК төмен емес болып шығады. Сондықтан төмен және орташа қысымдар кезінде тек қалақты насостар ғана қолданылады. Қазіргі кезде қалақты насостарды жобалау және өндіру әдістері жетілдірілген болғандықтан қалақты насостарды жоғары қысымдар кезінде де пайдаланатын болды. Қалақты, соның ішінде, центрден тепкіш насостар құбырлармен мұнай және мұнай өнімдерін жіберу кезінде, мұнай шығару кезінде мұнай пластына су жіберу үшін, мұнай химиясында жоғары агрессивті және уытты сұйықтарды жіберу үшін кеңінен қолдану табады.

Насостардың негізгі параметрлері болып жіберу, қысым қуат және жылдамдық коэффициенті табылады.

Курстық жұмыстың мақсаты – жаңа үлгідегі насостардың жұмысын қарау, қызметін тексеру болып табылады.

Курстық жұмыстың міндеттері:

- насостық бекеттер жайында жалпы мағлұматтарды анықтау;

- мұнайды тасымалдауға арналған насостар ерекшелігін қарастыру;

- насостардың өнімділік көрсеткіштерін талдау;

- насос білігінің айналу жиілігін зерттеу;

- жаңа үлгідегі насостар жүйесінің негізгі элементтерін тексеру;

- насостардың статикалық сипаттамаларын талдау;

- екі насосты станцияның өнімділігін жиіліктік реттелетін асинхронды электржетегі арқылы реттеуін қарастыру.

Автоматиканы қолдану мүмкіншіліктері өте алуан түрлі болады. Оның толық немесе жартылай ендіріле алмайтын шаруашылық саласы жоқ. Осындай шаралар айтарлықтай экономикалық пайда әкелуге, эксплуатация сенімділігін арттыруға және қызметшілердің еңбек жағдайын жақсартуға мүмкіндік береді.

Сонымен қатар, сұйық отын, майлайтын заттар немесе мұнай өндірісінің басқа да өнімдерін пайдаланбайтын шаруашылық саласын табу қиынға түседі. Халық шаруашылығын мұнай, мұнай өнімдері мен газбен сенімді қамтамасыз ету үшін, оларды тасымалдау және сақтау құралдары өндіру және өңдеу деңгейіне лайықты болуы қажет.

Курстық жұмыстың құрылымы. Курстық жұмыс кіріспеден, екі бөлім, қорытынды, қолданылған әдебиеттер тізімінен тұрады.

 

 

 

 

 

1 Насостардың техникалық сипаттамасы  мен қызметі

 

1. Насостық бекеттер жайында жалпы мағлұматтар

 

Насостық бекеттеріндегі құрал-жабдықтардың құрамы, демек, автоматтандырудың көлемі де мұнай құбыры бойынша мұнай тасымалдау әдісіне байланысты болады.

Магистральды мұнай өнімдерінің құбыры арқылы тасымалдау қабылданған жұмыс схемасына байланысты және қойылған құрал-жабдықтардың мүмкіншіліктеріне байланысты бекет бойынша немесе транзитпен жүзеге асырылуы мүмкін. Бекет бойынша тасымалдаған кезде мұнай немесе мұнай өнімі аралық насостық бекеттің резервуарларының біріне түседі де, ол толығымен толмағанша ары қарай тасымалданбайды. Бұл жағдайда мұнай немесе мұнай өніміне оның алдында толтырылған резервуардан тасымалдайды.

Жұмыс істеудің бұл схемасы бойынша құбырдың жұмысы тоқтаусыз болуы үшін әр насостық бекетте екіден кем емес резервуар болу тиіс.

1,2,3 – тасымалдаушы бекеттер

Cурет 1 – Мұнай немесе мұнай өнімін транзит тасымалдау схемасы

 

Транзит тасымалдау кезінде алдағы бекеттің құбырынан сұйық тікелей насостардың кірісіне түседі де, олар арқылы келесі бекетке қотарылады.

Транзит тасымалдаулар келесі схемалар бойынша жүзеге асырыла алады (1 сурет):

1. Тасымалданатын сұйық бекеттің резервуарына түсіп, одан насостармен ары қарай тасымалдағанға сорып алынады. Жұмыс істеудің бұл схемасы «резервуар арқылы» тасымалдау деп аталынады (1-сурет, а).
2. Тасымалданатын сұйық құбырдан тікелей тасымалдаушы бекеттің насостарының кірісіне түседі. Бұл кезде резервуарлардың біреуі құбырға параллель болып қосылады. Бұл схема «резервуар қосылған» тасымалдау деп аталады (1-сурет, ә).
3. Тасымалданатын сұйық тасымалдаушы бекеттің насостарының кірісіне түседі, сонымен бірге барлық резервуарлар не өшірген болады, не тіпті болмайды. Бұл жағдайда «насостан насосқа» тасымалдау схемасы бойынша жұмыс істейді (1-сурет, б).

Бекет бойынша тасымалдаулар және «резервуар арқылы» тасымалдаулар буланудан болатын үлкен шығындарға әкеледі, сондықтан қазіргі кезде олар тек ерекше жағдайда ғана қолданылады. Бұл ерекше жағдайлар өнім сортының өзгеруі немесе өтуі (бір құбырмен бірнеше өнімдерді бірізді тасымалдаған кезде) және тасымалданатын мұнайды немесе мұнай өнімін тасымалдау жүрісінде судан, ауадан немесе газдардан тазартқан кезде болады.

«Резервуар қосылған» тасымалдау көбірек жетілген болады. Резервуарлардағы буланулардан болатын шығындар шұғыл азаяды, себебі оларға тасымалданатын сұйықтын шамалы мөлшері ғана түсіп тұрады. Мұнайдың немесе мұнай өнімінің негізгі бөлігі болса, ол тасымалдау кезінде буланудың шығындары аз болатын құбырда болады.

«Резервуар қосылған» тасымалдау поршеньді (плунжерлік) насостармен жабдықталған мұнай құбырларында қажет болады, себебі осындай насостардың аралық бекеттердегі жұмыстарының толық келісушілігін қамтамасыз ету қиындыққа түседі, ал бұл келісушіліктің бұзылуы аварияларға әкелуі мүмкін. Сонымен бірге, құбыр арқылы тұтқырлығы және үлес салмағы әр түрлі болатын екі мұнай өнімін бірізді тасымалдаған кезде плунжерлік насостардың өнімділігі қалыпты болып тұра береді, бірақ олардың қысымдары өзгереді, бұл тұтқырлық артса қысымның кенет жоғарлауынан құбырдың авариясына әкелуі мүмкін. Бұл жағдайда құбырдың көршілес учаскелерінде әр түрлі өнімдер болған кезде (екі насостық бекет әр түрлі өнімдерді қотарған кезде) тасымалдау міндетті түрде резервуар қосылған режимде орындалуы тиіс, өйткені түсетін өнімнің артығын резервуарға құйып тастау керек, не одан жетіспейтін мөлшерді алып отыру керек болады.

«Насостан насосқа» тасымалдау буланудан шығындары мүлдем болмайтын ең жетілген әдіс болып табылады. Ол, тасымалдаушы бекеттерді өздігін реттелуге қабілеті бар (тұтқырлық өзгергенде жіберуді және қысымды өзгертетін), реттеуге аса қолайлы және қысымның қауіпті жоғарлауын жасамайтын центрден тепкіш насостармен жабдықтаған кезде өте оңай іске асырылады. Центрден тепкіш насостардың «насостан насосқа» жұмысы кезінде алдағы бекеттің тірегі толығымен пайдаланылуы мүмкін.

«Насостан насосқа» тасымалдау және аралық бекеттерде резервуарларды пайдаланудан бас тарту оларды (бекеттерді) автоматтандырған кезде жүзеге асырылады.

Соңғы жылдары эксплуатацияға кірістірілген, қазіргі кезде салынып жатқан және енді ғана жобаланып жатқат мұнай өнімдерінің құбырлары электр жетегі бар қуаттылығы үлкен центрден тепкіш насостармен жабдықталады. Бұл жағдай, жекелеген тасымалдаушы насостық бекеттерің және бүкіл құбырдың кешенді автоматтандыру мәселелерінің шешуін жеңілдетеді.

Жоғарыда айтылғаннан, электр немесе дизель жетегі бар поршеньді насостарды қолдану тіпті орынсыз деген тұжырым келіп шықпайды. Кейбір жағдайларда поршенді насостарды қолдану міндетті болады, немесе не болғанда да, центрден тепкіш насостарды қолданудан жөнділеу болады. Сонымен қатар, поршеньді насостармен жабдықталған мұнай өнімдері құбырларын автоматтандыру және телемехандандыру мүмкін емес деген қорытынды жасаудың да қажеті жоқ.

Тез қатып қалатын өнімдер үшін мұнай өнімдерінің құбырларын тартқанда құбырға берілетін сұйықтың температурасын автоматты реттеу, оны жолай жылыту мәселелеріне, және автоматтандырудың және телемехандандырудың сенімді жүйесіне ерекше көңіл бөліну керек. Мұндай құбырларда автоматтандырудың және телемехандандырудың максимал көлемі әдеттегі құбырларға қарағанда аса қажетті болады.

 

 

1.2 Мұнайды тасымалдауға арналған насостар

 

Энергия берілген кезде қысым арқылы сұйықты басқа жерге ауыстыра бастайтын гидравликалық машина насос деп аталады. Насостың электр жетегімен және беріліс механизмімен (муфтамен, редуктормен, шкивпен) жиынтығы насостық агрегатты құрайды. Насостардың керекті режимде жұмыс істеуін қамтамасыз ететін, және бір немесе одан көп насостық агрегаттардан, құбырлардан, бекіту мен реттеу арматурасынан, бақылау мен өлшеу аппаратурасынан, және басқару мен қорғау аппаратурасынан тұратын жабдықтардың кешені насостық қондырғыны құрайды. Бір не одан көп насостық қондырғылар, жалпы алғанда объектінің жұмысқа қабілеттілігін қамтамасыз ететін қосымша жүйелер мен жабдықтар, тұрмыс және өндірістік бөлмелер кіретін ғимарат насостық бекет деп аталады.

Насостар туралы қазіргі заман ғылымы оларды жұмыс істеу принципі бойынша үш негізгі топқа бөледі, олар: қалақты немесе күрек тәріздес (айнала ағу насостары), құйын тәрізді қозғалысты (тарту насостары) және көлемдік насостар (ығыстыру насостары).

Қалақты насостарда энергияны түрлендіру доңғалақ қалақтарын айнала ағып, олардың ағынға күшпен әсер ету процесінде іске асырылады.

Қалақты насостар центрден тепкіш (тарамдалған), диагональ және осьтік (пропеллерлі) болып бөлінеді. Центрден тепкіш насостарда жұмыстық доңғалақтағы сұйық тарамдалған бағыттар бойынша орталық бөліктен сыртқа қарай қозғалады, яғни, сұйық бөлшектері ағынында абсолюттік жылдамдықтың осьтік құраушы бөліктері болмайды. Центрден тепкіш насостардың сору қабілеті аз болады. Сондықтан оларды қосқан кезде сорып алу құбырына және жұмыстық доңғалақтың үстіне әр түрлі әдістерді қолданып сұйық құйылады. Қалақты насостар қазіргі заманға сай электр моторларымен тікелей қосқанға, бу және газ турбиналарын іштен жанатын қозғалтқыштарымен тікелей қосқанға ыңғайлы болады. Қалақты насостар шағындығымен және жеңілдігімен ерекшелінеді.

Қалақты насостардың ПӘК 0,95-0,98 мәндеріне дейін жетеді де, орташа қысымдар аймағында поршеньдік насостардың ПӘК төмен емес болып шығады. Сондықтан төмен және орташа қысымдар кезінде тек қалақты насостар ғана қолданылады. Қазіргі кезде қалақты насостарды жобалау және өндіру әдістері жетілдірілген болғандықтан қалақты насостарды жоғары қысымдар кезінде де пайдаланатын болды. Қалақты, соның ішінде, центрден тепкіш насостар құбырлармен мұнай және мұнай өнімдерін жіберу кезінде, мұнай шығару кезінде мұнай пластына су жіберу үшін, мұнай химиясында жоғары агрессивті және уытты сұйықтарды жіберу үшін кеңінен қолдану табады.

Насостардың негізгі параметрлері болып жіберу, қысым қуат және жылдамдық коэффициенті табылады.

Жіберу. Насостың нақты жіберуі деп уақыт бірлігінде қысымдық патрубоктен өтетін сұйық мөлшері аталады. Жіберу көлемдік немесе салмақтық тұтыну бірліктерінде берілуі мүмкін. Көлемдік тұтыну Q м3/с не л/с, ал салмақтық тұтыну G кг/с өлшенеді. Салмақтық тұтыну G көлемдік тұтынумен G = ρQ қатынасымен байланысты болса керек, мұнда ρ − қотарылатын сұйықтың тығыздығы, кг/м3.

Насостың теориялық жіберуі (QT, GT) деп уақыт бірлігінде насостың жұмыс мүшелері оның ішкі арналарында айдайтын сұйық мөлшері аталады. Насостың Q нақты жіберуінің QТ теориялық жіберуіне қатынасы η0 насостың көлемдік ПӘК анықтайды, яғни:

 (1.1)

Q нақты көлемдің жіберуін өлшеуіштермен, көлемдік санауыштармен өлшейді.

Насос қысымы. Насос қысымы Н деп насостан өтетін сұйық алып тұратын механикалық энергияның өсімшесін айтады; насос қысымы насос кірісіндегі және шығысындағы қысымдардың айырымы болып табылады, және тасымалданатын сұйық бағанасының метрімен өлшенеді. Сөйтіп, насос қысымын келесі формуламен жазуға болады: