Цзянсу Хайфа Машиностроение Лтд.

Изготовитель: Цзянсу Хайфа Машиностроительная Компания, ООО (реорганизована на базе Цзинцзянского завода нержавеющих насосов и клапанов Научно-исследовательского института чёрной металлургии Министерства металлургической промышленности, входящего в состав Цзянсуской группы Лигун, основанной в 1958 году; имеет сертификацию Dun & Bradstreet, соответствует стандарту энергоэффективности центробежных насосов GB19762‑2025, специализируется на разработке и производстве специальных насосов для нефтехимии по стандартам API610/API685). Применительно к системе высоконапорного гидравлического коксорезения для установок замедленного коксования производительностью 3,2 млн тонн/год, установок сухого тушения кокса CDQ и установок замедленного коксования DCU, наша компания разработала конструкцию на основе радиально-разъёмного многоступенчатого центробежного насоса типа «barrel» (торцевой) BB5 по стандарту API 610. Расчётная подача насоса составляет 390 м³/ч, напор — 3750 м, в комплекте с высокоскоростным электродвигателем мощностью 5500 кВт, 12-ступенчатая конструкция рабочего колеса, частота вращения 4300 об/мин что удовлетворяет требованиям высокого давления, высокой плотности энергии и частых переключений режимов работы. Благодаря применению технологии коксорезения с переменной частотой вращения обеспечиваются без нагрузочный пуск насосного агрегата, автоматическая регулировка давления и точное согласование процесса коксорезения, что эффективно снижает ударное воздействие частиц коксовой пыли на рабочие колёса, направляющие аппараты и уплотнительную систему, повышая стабильность работы установки.

I. Эксплуатационные особенности насоса гидрококсорезения установки замедленного коксования
Установка замедленного коксования является важным агрегатом нефтеперерабатывающих предприятий для глубокой переработки тяжёлых нефтяных остатков, при этом система высоконапорного гидравлического коксорез выполняет ключевую задачу по резке кокса. Насос гидрококсорезенияки замедленного коксования производительностью 3 млн тонн/год имеет следующие технические характеристики:

Параметр | Значение
Транспортируемая среда | Вода с содержанием коксовой пыли
Подача | 390 м³/ч
Напор | 3750 м
Число ступеней насоса | 12
Частота вращения | 4300 об/минМощность электродвигателя | 5500 кВт
Режимы работы | Предварительная промывка, бурение, резка кокса, рециркуляция

В связи с быстрыми изменениями давления, частыми переключениями подачи и наличием твёрдых частиц в среде в процессе коксорезения, традиционные обычные многоступенчатые насосы подвержены таким проблемам, как износ рабочих колёс, вибрация ротора, отказ уплотнений и снижение КПД. Поэтому для высоконапорных насосов гидрококсорезения обычно применяется высоконадёжная конструкция BB5. Насос BB5 по стандарту API 610 характеризуется радиальным разъёмом, двухслойным корпусом, многоступенчатыми рабочими колёсами и цельновыдвижным роторным узлом (cartridge), что подходит для условий непрерывной работы под высоким давлением.

II Конструкция высоконапорного насоса гидрококсорезения BB по стандарту API 610
С учётом особенностей насоса гидрококсорезения — высокого напора, большой мощности и высокой частоты вращения — принята горизонтальная радиально-разъёмная конструкция типа «barrel» BB5. Основные конструктивные особенности:

1. Конструкция многоступенчатого высоконапорного ротора

В насосе применено последовательное расположение 12 рабочих колёс, обеспечивающее выходной напор 3750 м за счёт многоступенчатого повышения давления. По сравнению с одноступенчатым высокоскоростным насосом, многоступенчатая конструкция BB5 обладает следующими преимуществами: снижение напора на одну ступень и распределение гидравлической нагрузки; более равномерное нагружение ротора; низкий уровень вибрации при работе; увеличенный межремонтный период.

1. Конструкция высокожёсткого длинного вала

Поскольку длина вала насоса достигает 3,1 м, а рабочая частота вращения — 4300 об/мин, предъявляются повышенные требования к устойчивости вала. В конструкции предусмотрено: применение высокопрочной легированной стали для вала; прецизионная балансировка ротора; оптимизация расстояния между опорами; контроль прогиба вала и критических частот вращения. Это обеспечивает устойчивость ротора в условиях высокоскоростной работы.

1. Высоконадёжная уплотнительная система

С учётом особенностей среды, содержащей коксовую пыль, применена конструкция механического уплотнения по стандарту API 682. Путём рациональной организации: схемы промывки; системы охлаждения; конструкции уплотнительной камеры — снижается риск попадания коксовой пыли нацевые поверхности уплотнения и повышается срок службы уплотнений.

III. Технология коксорезения с переменной частотой вращения для снижения ударного воздействия коксовой пыли
Традиционные системы коксорезения обычно используют насосы с постоянной частотой вращения, регулировка давления осуществляется клапанами, что приводит к: увеличению потерь на дросселирование; длительной работе насоса вне зоны оптимального КПД; высокоскоростному абразивному воздействию коксовой пыли на проточные элементы. В данном проекте применена технология привода с переменной частотой вращения, обеспечивающая автоматическую регулировку частоты вращения насоса в зависимости от стадии коксорезения:
— На стадии предварительной промывки частота вращения снижается, обеспечивая подачу воды при низком давлении и большом расходе.
— На стадии бурения давление повышается для обеспечения стабильного бурения.
На стадии резки кокса выходное давление автоматически регулируется в зависимости от сопротивления коксового слоя, повышая эффективность резки.
— На стадии рецикуляции нагрузка снижается, обеспечивая энергосберегающий режим работы.
Управление с переменной частотой вращения не только снижает потребление энергии, но и уменьшает высокоскоростное ударное воздействие частиц коксовой пыли на рабочие колёса и направляющие аппараты, повышая срок службы проточных элементов насоса.

IV. Технологический прорыв в отечественных высоконапорных насосах гидрококсорезения
В прошлом высоконапорные насы гидрококсоения для крупных нефтеперерабатывающих предприятий длительное время зависели от импортных брендов. Основные причины включают: высокую сложность проектирования сверхвысокого напора; высокие требования к устойчивости высокоскоростного ротора; сложность многоступенчатых гидравлических моделей; высокие требования к динамическому анализу длинного вала. Компания Цзянсу Хайфа Машиностроительная Компания, ОО, опираясь на возможности проектирования и изготовления высоконапорных многоступенчатых насосов поту API 610, осуществила локализацию разработки высоконапорных насосов гидрококсорезения. Продукция охватывает:
— Высоконапорные насосы типа «barrel» BB5 по стандарту API 610;
Высоконапорные насосы для закачки воды;
— Технологические насосы для нефтеперерабатывающих установок;
— Насосы для коксовой суспензии;
— Высокоэнергетические насосные агрегаты для нефтемии.
Благодаря гидравлической оптимизации, анализу динамики ротора и технологиям высокоскоростной обработки и изготовления повышена надёжность отечественных высоконапорных насосов.

. Практическая ценность
Локализация высоконапорного насоса гидрококсорезения для установки замедленного коксования производительностью 3 млн тонн/год позволяет:
— Заменить импортное высококлассное насосное оборудование;
— Снизить затраты на приобретение и техническое обслуживание оборудования;
— Повысить надёжность обеспечения работы нефтеперерабатывающих установок;
— Обеспечить самостоятельный контроль над ключевым оборудованием.
В будущем высоконапорные насы гидрококсоения будут продолжать играть важную роль в крупнотоннажной нефтепереработке, углехимии и нефтехимической промышленности.

Справочные технические стандарты:
API 610 — Centrifugal Pumps for Petroleum, Petrochemical and Natural Gas Industries.
API 682 — Pumps—Shaft Sealing Systems for Centrifugal and Rotary Pumps.
ISO 13709 — Centrifugal Pumps for, Petrochemical and Natural Industries.
GB/T 3216 — Насосы роторные динамические. Приёмочные испытания гидравлических характеристик.
GB/T 5657 — Технические условия на центробежные насосы.
Hydraulic Institute Standards — Centrifugal Pump Design and Performance Standards.

Данный высоконапорный насос гидрококсорезения BB5 прошёл опытно-конструкторскую валидацию и может быть применён для нескольких отечественных установок замедленного коксования производительностью 2,8–3,5 млн тонн. Преимущество обслуживания с цельновыдвижным роторным узлом (характерная особенность BB5). Консультации  

https://www.jslgpump.com