Нажмите "Enter", чтобы перейти к контенту

Криогенные насосы

Криогенные насосы. Для перекачки сжиженных газов в процессах их получения, транспортировки и применения при низких температурах, применяются специализированные насосные агрегаты, которые называются криогенные насосы.

В зависимости от давления жидкости, применяемого в этих процессах, применяются криогенные насосы различных принципов действия: центробежные и поршневые.

Центробежные криогенные насосы (ЦКН)

ЦКН, предназначены для заполнения ёмкостей криогенными жидкостями и для подъёма давления, перед подачей их в технологические процессы. Привод насосов может быть укомплектован частотным преобразователем, для изменения числа оборотов электродвигателя и, следовательно, расхода и давления подачи.

С помощью ЦКН перекачиваются в жидком виде: азот, аргон, метан, водород, кислород и некоторые другие сжиженные газы, из изотермических ёмкостей в другие криогенные резервуары, при давлении от 2 до 100 бар, с производительностью от 10 до 10 000 л/мин.

Применение ЦКН.

ЦКН применяются:

для бесперебойной подачи сжиженного газа в линию его потребления, ЦКН используются при заправке холодных газификаторов, установленных в голове линии, жидким криогенным продуктом, под давлением;

для перекачки криогенной жидкости из транспортных средств доставки, автомобильных и железнодорожных ёмкостей, в стационарные ёмкости;

для заправки автомобильного транспорта, жидким криогенным продуктом, в составе заправочной станции, в нитке, где осуществляется заправка автомобильных цистерн.

Устройство ЦКН

ЦКН включает в себя: составной корпус поз.1, композитное уплотнение поз.2, насосное колесо поз.3, винтовой индуктор поз.4, хвостовую часть поз.5, приводной вал поз.6, опорные подшипники вала поз.7, четыре пустотелых спицы, соединяющих улитку ЦКН с блоком подшипников поз.8, про ставку поз.9, кольцевую пластину, из материала с низкой теплопроводностью поз. 10.

Составной корпус включает в себя литые конструкции: улитку, съёмный корпус и хвостовую часть, собранные воедино с помощью болтовых соединений. Композитное уплотнение представляет собой герметичную пару трения, состоящую из двух втулок, одна из которых закреплена на валу, а другая, запрессована в корпусе улитки. Насосное колесо представляет собой литую турбинку, закреплённую на валу, которая создаёт разрежение на всасывании, и давление, на патрубке подачи жидкости. Винтовой индуктор представляет собой многовинтовой шнек, закреплённый на валу. Хвостовая часть предназначена для закрепления опорных подшипников на приводном рабочем валу.

Работа ЦКН.

При включении электродвигателя привода насоса, начинает вращаться насосное колесо и, создавая разрежение на патрубке всасывания, соединённом с трубопроводом откачиваемой ёмкости, засасывает криогенную жидкость из неё. Винтовой индуктор обеспечивает низкую высоту всасывания, а композитное уплотнение обеспечивает надёжную герметичность. Жидкость, через напорный патрубок, под давлением подаётся в трубопровод на перекачку.

Погружные центробежные криогенные насосы

Некоторые недостатки ЦКН (сложные в эксплуатации композитные уплотнения, необходимость их смазки, необходимость заполнения насоса перед пуском криогенной жидкостью для его охлаждения и некоторые другие) полностью исключены в конструкции погружного герметичного ЦКН.

В этом насосе применён тот же принцип создания разрежения жидкости для всасывания и нагнетания для подачи её в сеть, что и в обычном ЦКН, однако, в нём применена конструкция единого вала, на котором помещены рабочее колесо, ротор электродвигателя и подшипники, и вся эта конструкция помещена в сосуд под давлением, который заполнен перекачиваемой жидкостью.

Отсутствие уплотнений, упорных подшипников, отсутствие вала между насосом и тёплым электродвигателем, значительно повышает надёжность и увеличивает срок эксплуатации такой конструкции.

Поршневые криогенные насосы (ПКН)

Для создания, при перекачке, больших давлений криогенной жидкости при небольшой производительности, применяются поршневые КН.

ПКН предназначены для заполнения отдельных газовых баллонов и моноблоков различными газами, такими как двуокись углерода, азот, аргон, кислород, водород, для подачи азота в нефтяные скважины, для применения в станциях заправки, в той нитке, где предусмотрена заправка ёмкостей газом. Давление, создаваемое в системе перекачки, может достигать 420 бар.

Устройство ПКН

ПКН представляет собой поршневой насос одинарного действия и включает в себя: кожух вакуумной камеры поз.1, вакуумную камеру поз.2, камеру всасывания поз.3, прямоточный всасывающий клапан поз.4, уплотнение штока поз.5, кривошипно-шатунный механизм поз.6, корпус насоса поз.7, всасывающий патрубок поз.8, поршень насоса поз9, нагнетательный клапан поз. 10, патрубок сброса паров поз 11.

Холодный конец камеры всасывания, расположен под углом 10О к горизонтали, для улучшения отвода, образующегося при перекачке газа, из неё.

Вакуумная изоляция камеры обеспечивает поддержание низкой температуры и быстрый запуск агрегата.

Материал уплотнительных колец штока сохраняет рабочие свойства при низких температурах.

Зоны сальника и кривошипно-шатунного механизма оснащены отверстиями для подачи азота, в качестве термоизоляции.

Головка поршня выполнена из бронзы, что обеспечивает безопасную работу при перекачке жидкого кислорода.

Работа ПКН.

Для осуществления перекачки жидкости с помощью ПКН, при мобильной собранной на месте или стационарной схеме подключения, включается клапан, соединяющий перекачиваемую ёмкость с ПКН и включается электродвигатель ПКН.

Через трансмиссию (редуктор или клиноремённую передачу), вращающий момент, от электродвигателя передаётся валу кривошипно- шатунного механизма и, приводя его во вращение, обеспечивает, возвратно поступательное движение поршня ПКН.

Криогенная жидкость подаётся к всасывающему патрубку и, при движении поршня в крайнее заднее положение, создаваемое при этом разрежение в камере всасывания, открывает всасывающий клапан и засасывает жидкость в неё, при закрытом нагнетательном клапане.

При движении поршня в крайнее переднее положение, всасывающий клапан, под действием возникающего разрежения в камере, закрывается, а нагнетательный клапан, под действием давления возникающего в камере, открывается и, порция жидкости подаётся в линию потребителю, где она затем подаётся на испаритель или закачивается в скважину.

Кривошипно –шатунный механизм, в процессе работы, смазывается консистентной смазкой, что обеспечивает его бесперебойную работу.

Вертикальный ПКН.

Существуют на сегодняшний день, и начинают приобретать всё большую популярность ПКН в вертикальном исполнении.

Вертикальный ПКН погружён в рабочую жидкость, а это обозначает что он готов к работе, без всякой подготовки, в нём отсутствует гравитационная нагрузка на поршень, что соответственно. увеличивает срок службы поршневых колец, размещение электродвигателя с задней стороны вертикальной рамы насоса значительно увеличивает безопасность эксплуатации агрегата.

Все ПКН снабжены вакуумно изолированными поршнями и комплектуются электродвигателем, трансмиссией, накопителем, клапанами управления и контрольной панелью.

Поделиться ссылкой:

Комментарии отключены.