Конструкция центробежного насоса серии ЦНС-180

В настоящее время широко внедрена эксплуатация нефтяных месторождений с применением методов воздействия на нефтяные пласты для увеличения добычи нефти, в частности, заводнения нефтяных пластов, для чего применяются в основном центробежные многоступенчатые секционные насосы ЦНС (рис. 2.18. и 2.19.).

Рис. 2.18. Насос ЦНС секционного типа:

I -рабочее колесо; 2 - направляющий аппарат; 3 — секция; 4 —защитная рубашка; 5 - крышка всасывания; 8 - подшипники скольжения; 10- шпильки, стягивающие секции насоса

Рис. 2.19. Насос ЦНС секционного типа:

б - крышка нагнетания; 7 - разгрузочный диск; 8 — подшипники скольжения; 9 - комбинированные концевые уплотнения

Насосы ЦНС предназначены для подачи чистой неагрессивной воды с содержанием механических примесей не более 0,1 % по массе и размером твердых частиц не более 0,1 мм с подачей до 1000 м3/ч и напором от 20 до 2000 м. КПД насосов в зависимости от типоразмера изменяется от 44 до 80 %. Материалы быстроизнашивающихся деталей обеспечивают наработку на отказ: для нержавеющей стали - не менее 10000 ч; для чугуна и углеродистых сталей - не менее 5000 ч; для насосов, работающих на загрязненной неагрессивной воде с содержанием механических примесей до 0,5 % по массе и размером частиц до 0,2 мм, - 2400 ч.

Для подачи большого количества воды применяется насос ЦНС-500-1900 с подачей от 300 до 720 м³/ч при напорах соответственно от 2020 до 1600 м. В номинальном режиме при подаче 500 м³/ч насос развивает напор 1875 м. Приводом служит двигатель СТД-4000-2 мощностью 4000 кВт с частотой вращения 50 с^-1.

Конструкция насосов типа ЦНС максимально унифицирована. Базовыми деталями насоса (рис. 2.18. и 2.19.) являются: рабочее колесо 1, направляющий аппарат 2, секция 3, защитная рубашка 4, крышки всасывания 5 и нагнетания 6.

Различные напоры насосов достигаются в результате изменения числа ступеней: от 6 до 8 у насосов ЦНС 500 и от 8 до 16 у насосов ЦНС 180.

Детали в насосах для обеспечения высоких показателей надежности и долговечности изготавливают из хромистых сталей: рабочие колеса и направляющие аппараты литые из стали 20X13Л; секции, основные детали гидравлической разгрузочной пяты и защитные втулки вала-поковки - из стали 20X13; вал-поковка - из стали 40ХФА; крышка всасывания литая из чугуна СЧ 21-40; крышка нагнетания литая из стали 2 5 Л.

Секции насоса зажаты между всасывающей и нагнетательной крышками, которые стягиваются шпильками. Стыки секций уплотняются за счет уплотняющихся поясков и дополнительно за счет резиновых уплотнительных колец.

Рис. 2.20. Схема узла гидроразгрузки

Переток воды между ступенями насоса ограничен передними и задними щелевыми уплотнениями рабочего колеса. Концевые уплотнения насоса комбинированные, при этом щелевое уплотнение предназначено для разгрузки сальникового. Осевое давление воспринимается разгрузочной пятой.

Опорами вала насоса служат подшипники скольжения с парой трения вала - баббит во втулке подшипника. Смазка подшипника принудительная масляная. Валы насоса и синхронного электродвигателя СТД соединены зубчатой муфтой. Система смазки и охлаждения узлов насосного агрегата предназначена для подачи турбинного масла для смазки и охлаждения подшипников насоса, электродвигателя, а также зубчатой муфты. Маслосистема включает в себя пусковой и рабочий шестеренные насосы, бак, маслоотделитель, фильтр и арматуру. Масло охлаждается водой, подаваемой в змеевиковый маслоохладитель. Водой также охлаждаются сальники концевых уплотнений насоса.

Рис. 2.21. Схема установки насоса ЦНС:

1 — электродвигатель; 2 - насос; 3 —линия возврата подаваемой воды на вход насоса; 4 — маслоохладитель; 5 - масляные фильтры; 6 - пусковой маслонасос; 7—масляный бак.

Система автоматики и контрольно-измерительных приборов контролирует режим работы узлов установки, сигнализации и зашиты насосного агрегата.