RU2649161C2 - Горизонтальный многоступенчатый секционный центробежный насос - Google Patents
Горизонтальный многоступенчатый секционный центробежный насос Download PDFInfo
- Publication number
- RU2649161C2 RU2649161C2 RU2016137148A RU2016137148A RU2649161C2 RU 2649161 C2 RU2649161 C2 RU 2649161C2 RU 2016137148 A RU2016137148 A RU 2016137148A RU 2016137148 A RU2016137148 A RU 2016137148A RU 2649161 C2 RU2649161 C2 RU 2649161C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pump
- impeller
- pressure
- inequalities
- vanes
- Prior art date
Links
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 abstract description 8
- 238000005086 pumping Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 abstract description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 8
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D1/00—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
- F04D1/06—Multi-stage pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
- F04D29/669—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for liquid pumps
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к горизонтальным многоступенчатым секционным центробежным насосам, используемым для закачки воды в нефтяные пласты и поддержания внутрипластового давления нефтяных месторождений при добыче нефти, а также в качестве питательного насоса высокого давления паровых котлов электростанций и парогенераторных установок. Насос содержит по меньшей мере две проточные части, каждая из которых включает центробежное колесо и направляющий аппарат. Количество лопастей (х) каждого рабочего колеса и количество лопаток (у) каждого направляющего аппарата определяется системами неравенств. При этом значения х и у должны удовлетворять хотя бы одной системе неравенств и составляют числа от 1 до 14. Изобретение направлено на создание насоса, обладающего повышенным КПД за счет уменьшения вихреобразования из-за воздействия возмущающих сил и пульсаций давления; снижения вибрации насоса вследствие уменьшения возмущающих сил и пульсаций давления. 4 ил.
Description
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к горизонтальным многоступенчатым секционным центробежным насосным установкам, предназначенным для закачки воды в нефтяные пласты и поддержания внутрипластового давления нефтяных месторождений при добыче нефти, а также для использования в качестве питательного насоса высокого давления паровых котлов электростанций и парогенераторных установок на нефтяных месторождениях.
В многоступенчатых центробежных насосных установках весь объем перекачиваемой жидкости передается последовательно от одного рабочего колеса насоса к другому, что приводит к повышению общего напора, вырабатываемого насосом. Общий напор многоступенчатого насоса будет равен сумме напоров, создаваемых каждым рабочим колесом. Секционное устройство насоса и установка рабочих колес на едином валу позволяет снизить трудоемкость монтажных и ремонтных работ при изготовлении и эксплуатации насоса. Однако при этом возникают проблемы по устранению вибраций, что в целом приводит к уменьшению срока службы насоса, снижению его надежности и КПД, увеличению затрат на эксплуатационные расходы.
Известен горизонтальный многоступенчатый секционный центробежный насос, входящий в состав горизонтальной многоступенчатой секционной центробежной насосной установки (патент RU 2529979 С1).
Недостатком данного насоса является, в частности, неоптимальное соотношение количества лопастей и лопаток каждой пары рабочего колеса и направляющего аппарата, что обуславливает более высокий уровень вибрации, приводит к снижению надежности, ремонтопригодности, к уменьшению срока эксплуатации, понижает КПД проточной части насоса.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание горизонтального многоступенчатого секционного центробежного насоса для горизонтальной многоступенчатой секционной центробежной насосной установки, обладающего повышенными КПД, надежностью, ремонтопригодностью, сроком эксплуатации.
В ходе решения данной задачи достигается совокупность технических результатов: уменьшение вихреобразования из-за воздействия возмущающих сил и пульсаций давления; снижение вибрации насоса в следствии уменьшения возмущающих сил и пульсаций давления.
Указанная совокупность технических результатов достигается тем, что горизонтальный многоступенчатый секционный центробежный насос содержит минимум две проточных части, которые включают центробежное рабочее колесо и направляющий аппарат, при этом количество лопастей (х) каждого рабочего колеса и количество лопаток (у) каждого направляющего аппарата должно удовлетворять хотя бы одной системе неравенств, выбранной из группы:
где x и y составляют числа от 1 до 14.
Данное выполнение проточной части эффективно для любого горизонтального многоступенчатого секционного центробежного насоса. Далее описан частный случай исполнения насоса.
Горизонтальный многоступенчатый секционный центробежный насос (в дальнейшем - насос) входит в состав горизонтальной многоступенчатой секционной центробежной насосной установки, которая включает приводной электродвигатель, сам насос, муфту, соединяющую валы насоса и электродвигателя, опорную раму для крепления насоса и электродвигателя. Насос включает цилиндрический секционный корпус (в дальнейшем - корпус), рабочие колеса, установленные на валу, щелевые уплотнения, направляющие аппараты, входную торцевую и напорную крышки, входной и напорный патрубки. Вал с рабочими колесами установлен в опорных подшипниках и имеет торцевые уплотнения, размещенные в камерах входной и торцевой крышек. При этом корпус насоса выполнен в виде двух отдельных частей, в каждой их которых размещены рабочие колеса и направляющие аппараты, а напорная крышка установлена между этими двумя частями корпуса. Насос содержит переводную торцевую крышку для перевода жидкости из первой части корпуса во вторую через переводные каналы, выполненные в напорной и переводной крышках заодно с ними, торцевое уплотнение, размещенное в камере переводной крышки. Рабочие колеса, установленные на валу в первой и второй частях корпуса, расположены зеркально друг другу относительно напорной крышки, расположенной между первой и второй частями корпуса. Щелевые уплотнения рабочих колес насоса выполнены в виде колец из износостойкого материала, установленных по горячей посадке в рабочих колесах и зафиксированных от проворота с помощью резьбовых винтов. Входная и переводная крышки выполнены с каналами подачи очищенной жидкости из системы гидроциклонной сепарации в камеры торцевых уплотнений, а также с каналами подачи пара из внешнего источника генерации пара в камеры торцевых уплотнений. Первые секции частей корпуса насоса в местах установки колес первых ступеней снабжены отводными каналами забора жидкости в систему гидроциклонной сепарации, а корпусы двухрядных роликовых радиально-упорных подшипников - каналами подачи масла в их центральную часть.
Настоящий горизонтальный многоступенчатый секционный центробежный насос иллюстрируется фиг. 1-4.
На фиг. 1 показан общий вид горизонтальной многоступенчатой секционной центробежной насосной установки;
на фиг. 2 показан вид насоса в продольном сечении;
на фиг. 3 показана проточная часть насоса;
на фиг. 4 показана проточная часть насоса.
Как показано на фиг. 1-4, насос (2) входит в состав горизонтальной многоступенчатой секционной центробежной насосной установки, которая наряду с насосом включает приводной электродвигатель (1), муфту (3), соединяющую валы (4) и (5) соответственно насоса (2) и электродвигателя (1), опорную раму (6) для крепления насоса (2) и электродвигателя (1), при этом насос (2) содержит цилиндрический секционный корпус (7) (в дальнейшем корпус), рабочие колеса (8), установленные на валу (4), щелевые уплотнения (9), направляющие аппараты (10), входную торцевую (11) и напорную (12) крышки, входной (13) и напорный (14) патрубки, вал (4) с рабочими колесами (8) установлен в опорных подшипниках и имеет торцевое уплотнение (15), размещенное в камере (16) входной торцевой (11) крышки. Проточные части насоса, состоящие из рабочих колес (8) и направляющих аппаратов (10), размещены в корпусе (2). Переводная торцевая крышка (17) предназначена для перевода жидкости из первой части (А) цилиндрического корпуса (7) во вторую (В) через переводные каналы (18), выполненные в напорной (12) и переводной (17) крышках заодно с ними. Торцевое уплотнение (19) размещено в камере (20) переводной крышки (17), рабочие колеса (8), установленные на валу (4) и размещенные в первой (А) и второй (В) частях корпуса (2), расположены зеркально друг другу относительно напорной крышки (12).
Входная торцевая (11) и переводная (17) крышки содержат каналы (21) подачи очищенной жидкости из системы (22) гидроциклонной сепарации в камеры торцевых уплотнений. Входная торцевая (11) и переводная (17) крышки содержат каналы (23) подачи пара из внешнего источника генерации пара (не показано) в камеры торцевых уплотнений. Первые секции каждой из двух частей (А) и (В) корпуса (7) насоса (2) в местах установки рабочих колес (8), первых ступеней снабжены отводными каналами (24) забора жидкости в систему (22) гидроциклонной сепарации. Корпусы подшипников содержат каналы (25) подачи масла в их центральную часть.
Для исключения возмущающих воздействий сил и пульсаций давлений в каждой проточной части насоса, (х) - количество лопастей (26) каждого рабочего колеса (8), и (у) - количество лопаток (27) каждого направляющего аппарата (10), выбирается из условия удовлетворения хотя бы одной системе неравенств, выбранной из группы
где x и y составляют числа от 1 до 14.
Данные неравенства описывают выбор соотношения количества лопастей (х) рабочего колеса и количества лопаток (у) направляющего аппарата. Системы неравенств были получены экспериментальным путем, путем перебора всех возможных соотношений количества лопастей и лопаток рабочего колеса и направляющего аппарата в матрице размером 14×14, где 14 - это количество лопастей рабочего колеса от 1-го до 14-ти штук и 14 - это количество лопаток направляющего аппарата от 1-й до 14-ти штук.
Согласно полученным результатам, в случае выполнения проточной части насоса таким образом, что количество лопастей (х) каждого рабочего колеса и количество лопаток (у) каждого направляющего аппарата удовлетворяет хотя бы одной системе неравенств из указанной группы, то при эксплуатации насоса практически отсутствует возмущающее воздействие сил и пульсаций давлений в проточной части насоса. Кроме того, перебор данных соотношений осуществлялся расчетом трехмерной параметризированной математической модели рабочего колеса и направляющего аппарата.
Пример реализации изобретения
Конструктор проектирует насос исходя из конкретных параметров, заданных в его техническом задании (в общем случае это: 1. подача насоса в м3/ч; 2. напор наоса в м). Соответственно на основе классической теории расчета, приближаясь по расчету к выбору числа лопастей рабочего колеса и лопаток направляющего аппарата, теория дает возможные диапазоны по расчету. Теория точно не описывает количество элементов, а лишь дает диапазоны.
Например, число лопастей должно быть от 7-ми до 10-ти, а лопаток от 6-ти до 8-ми. Инженер-конструктор выбрал число лопастей (х) рабочего колеса, равным 8, а число лопаток (у) направляющего аппарата, равным 6. Подставляем данные значения в неравенства и получаем
Выбранные значения не удовлетворяют ни одной системе неравенств. Следовательно, при выборе данных значений в проточной части насоса возникнут возмущающие силы и пульсации давлений, что в свою очередь приведет к снижению КПД и увеличению вибрации насоса.
Если инженер-конструктор выбрал число лопастей (х) рабочего колеса равным 10, а число лопаток (у) направляющего аппарата равным 8, то
Выбранные значения удовлетворяют четвертой системе неравенств. Следовательно, при выборе указанных значений в проточной части насоса не возникнут возмущающие силы и пульсации давлений, что в свою очередь приведет к увеличению КПД и снижению вибрации насоса.
Изобретение позволяет выбрать точное оптимальное количество лопастей рабочего колеса и лопаток направляющего аппарата. Насос по изобретению обладает повышенными КПД, надежностью, ремонтопригодностью и сроком эксплуатации.
Claims (7)
- Горизонтальный многоступенчатый секционный центробежный насос, содержащий по крайней мере две проточных части, каждая из которых включает центробежное рабочее колесо и направляющий аппарат, отличающийся тем, что количество лопастей ( x ) каждого рабочего колеса и количество лопаток ( y ) каждого направляющего аппарата должны удовлетворять хотя бы одной системе неравенств, выбранной из группы
- где x и y составляют числа от 1 до 14.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016137148A RU2649161C2 (ru) | 2016-09-16 | 2016-09-16 | Горизонтальный многоступенчатый секционный центробежный насос |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016137148A RU2649161C2 (ru) | 2016-09-16 | 2016-09-16 | Горизонтальный многоступенчатый секционный центробежный насос |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015139548/06A Division RU2600662C1 (ru) | 2015-09-17 | 2015-09-17 | Горизонтальная многоступенчатая секционная центробежная насосная установка |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2016137148A3 RU2016137148A3 (ru) | 2018-03-19 |
RU2016137148A RU2016137148A (ru) | 2018-03-19 |
RU2649161C2 true RU2649161C2 (ru) | 2018-03-30 |
Family
ID=61627387
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016137148A RU2649161C2 (ru) | 2016-09-16 | 2016-09-16 | Горизонтальный многоступенчатый секционный центробежный насос |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2649161C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU204975U1 (ru) * | 2020-12-28 | 2021-06-21 | Публичное акционерное общество «Транснефть» (ПАО «Транснефть») | Многоступенчатый центробежный насос |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU530114A1 (ru) * | 1973-06-20 | 1976-09-30 | Предприятие П/Я М-5717 | Многоступенчатый центробежный насос |
RU2161737C1 (ru) * | 2000-03-02 | 2001-01-10 | Открытое акционерное общество "Альметьевский насосный завод" | Многоступенчатый центробежный насос |
JP2008298020A (ja) * | 2007-06-01 | 2008-12-11 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd | 多段遠心ポンプ |
RU94644U1 (ru) * | 2009-11-27 | 2010-05-27 | Открытое Акционерное Общество "Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт Атомного И Энергетического Насосостроения" | Многоступенчатый насос |
RU119823U1 (ru) * | 2010-09-30 | 2012-08-27 | Открытое акционерное общество "Бугульминский электронасосный завод" | Многоступенчатый центробежный насос |
RU2529979C1 (ru) * | 2013-04-04 | 2014-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Нефтекамский машиностроительный завод" (ООО "НКМЗ") | Горизонтальная многоступенчатая секционная центробежная насосная установка и способ сборки насосной установки |
-
2016
- 2016-09-16 RU RU2016137148A patent/RU2649161C2/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU530114A1 (ru) * | 1973-06-20 | 1976-09-30 | Предприятие П/Я М-5717 | Многоступенчатый центробежный насос |
RU2161737C1 (ru) * | 2000-03-02 | 2001-01-10 | Открытое акционерное общество "Альметьевский насосный завод" | Многоступенчатый центробежный насос |
JP2008298020A (ja) * | 2007-06-01 | 2008-12-11 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd | 多段遠心ポンプ |
RU94644U1 (ru) * | 2009-11-27 | 2010-05-27 | Открытое Акционерное Общество "Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт Атомного И Энергетического Насосостроения" | Многоступенчатый насос |
RU119823U1 (ru) * | 2010-09-30 | 2012-08-27 | Открытое акционерное общество "Бугульминский электронасосный завод" | Многоступенчатый центробежный насос |
RU2529979C1 (ru) * | 2013-04-04 | 2014-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Нефтекамский машиностроительный завод" (ООО "НКМЗ") | Горизонтальная многоступенчатая секционная центробежная насосная установка и способ сборки насосной установки |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU204975U1 (ru) * | 2020-12-28 | 2021-06-21 | Публичное акционерное общество «Транснефть» (ПАО «Транснефть») | Многоступенчатый центробежный насос |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2016137148A3 (ru) | 2018-03-19 |
RU2016137148A (ru) | 2018-03-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2600662C1 (ru) | Горизонтальная многоступенчатая секционная центробежная насосная установка | |
CN201858161U (zh) | 水平轴向吸入节段式多级高压离心泵 | |
US9677569B2 (en) | Bi-directional hydrostatic thrust bearing for a rotating machine | |
US20120282116A1 (en) | Subsea pumping system | |
AU2011217078B2 (en) | Improved pump | |
WO2018013010A1 (ru) | Одноступенчатый центробежный насосный агрегат | |
RU2690597C2 (ru) | Насос с осевым разъемом | |
RU2649161C2 (ru) | Горизонтальный многоступенчатый секционный центробежный насос | |
CN109611259A (zh) | 一种海水淡化泵和透平一体机模块化装置 | |
JP2017020412A (ja) | 流体機械および軸封装置 | |
WO2018205002A1 (pt) | Sistema para circulação de gás em espaços anulares de máquinas rotativas | |
RU121319U1 (ru) | Кустовая дожимная насосная установка для системы ппд | |
US7901177B2 (en) | Fluid pump having multiple outlets for exhausting fluids having different fluid flow characteristics | |
RU92921U1 (ru) | Центробежный многоступенчатый насос | |
US2500227A (en) | Liquid pumping unit | |
CN104265640A (zh) | 高效深井潜水泵 | |
US9593694B2 (en) | Pump | |
RU117533U1 (ru) | Насос с рабочим колесом двустороннего входа | |
RU2745095C1 (ru) | Горизонтальный многоступенчатый секционный центробежный насос | |
RU2311561C1 (ru) | Устройство многоступенчатого насоса | |
RU175504U1 (ru) | Центробежный насос | |
US220108A (en) | Improvement in rotary pumping apparatus | |
RU199763U1 (ru) | Горизонтальный многоступенчатый центробежный насос | |
CN107939688A (zh) | 双级自平衡多级离心泵 | |
RU2103555C1 (ru) | Многоступенчатый центробежный насос |