Цзянсу Хайфа Машиностроение Лтд.

【Перевод】

В химических, нефтеперерабатывающих установках, циркуляционных системах электростанций, проектах углехимии и водоподготовки параллельное подключение насосов довольно распространенным проектным решением. Многие пользователи при выборе насоса спрашивают меня: «Если подключить два насоса параллельно, увеличится ли расход вдвое?» Исходя из нашего практического опыта работы с химическими технологическими насосами610, этот вопрос нельзя упрощенно понимать как «расход одного насоса умн на два». Суть параллельной работы насосов заключается в том, что два или более насосов совместно подают жидкость в одну и ту же сеть при одинаковом выходном давлении или одинаковом напоре. Теоретически параллельное подключение увеличить расход системы; однако на практике конечный расход также зависит от кривой производительности насоса, кривой сопротивления трубопровода, степени открытия клапанов, выходного давления, свойств среды и способа управления. Если эти условия не были предварительно рассчитаны, при параллельной работе насосов может возникнуть ситуация, когда один насос работает с большой нагрузкой, а другой — с малой, или даже могут возникнуть обратный ток, вибрация, перегрузка и повреждение механических уплотнений. Как технические специалисты Jiangsu Haifa Machinery Manufacturing Co., Ltd., при выборе и проектировании насосов API610 для нефтехимических процессов, химических насосов OH2, тяжелонагруженных технологических насосов BB2, многоступенчатых центробежных насосов BB3, многоступенчатых насосов BB4 и т. д., мы обычно оцениваем пригодность насосов для параллельной работы по следующим аспектам.

1. Сначала определите цель параллельного подключения, не подключайте насосы параллельно только ради «лишнего насоса»Параллельное подключение насосов обычно преследует несколько целей: во-первых, значительное изменение расхода в рабочем режиме — при низкой нагрузке работает один насос, при высокой — два; во-вторых, расширение системы на позднем этапе, когда расход одного существующего насоса недостаточен и требуется добавить насос той же спецификации; в-третьих, требование непрерывного производства на установке, необходимость в схеме «один рабочий, один резервный» или «д рабочих, один резерв»; в-четвертых, на некоторых технологических участках нежелательно выбирать слишком большой одиночный насос, предпочтительнее повысить гибкость регулирования за счет комбинированной работы нескольких насосов. Однако параллельное подключение подходит не для всех условий. Если системе в первую очередь не хватает напора, а не расхода, не следует в первую очередь рассматриватьльное подключение, а нужно рассмотреть последовательное подключение, увеличение числа ступеней рабочего колеса иливыбор насоса. Параллельное подключение в основном решает проблему «недостаточного расхода», а последова — проблему «недостаточ напора». Этот момент необходимо четко прояснить этапе разработки проекта.2. Кривые производительности параллельно работающих насосов быть близки, лучше всего выбирать насосы одной модели и спецификацииПри параллельной работе идеальным вариантом является насосов одной модели, с одинаковой частотой вращения, одинаковым диаметром рабочего колеса,ой схемой уплот и одинаковой конфигурацией материалов. В этом случае кривые производительности двух насосов практически идентичны, распределение расхода относительно равномерно, и управление работой на месте также проще. Если характеристики двух насосов сильно различаются, например, один имеет высокий напор, а другой — низкий, то работе в одной выходной сети насос с более высоким напором будет нести большую нагрузку по расходу, а насос с более низким напором может работать с недостаточной отдачей. В серьезных случаях может быть «задавлен» выходной сетью, что приведет к работе с малым расходом, нагреву, вибрации и даже обратному току. Особенно в условиях высоких температур, высокого давления, легковоспламеняющихся, взрывоопасных и сильнокоррозионных сред этим риском нельзя пренебрегать., наши нефтехимические технологические насосы серии API610-OH2 / HES имеют диапазон расхода от 2 до 2600 м³/ч, диапазон напора до 300 м,чую температуру от -80 до 450°C, расчетное давление от 2,5 МПа до 26 МПа. Для таких одноступенчатых консольных химических технологических насосов если проектом предусмотрена параллельная, мы уделяем особое внимание проверкей в кривых двух насосов в номинальной точке, точке минимального непрерывного стабильного расхода, точке закрытия и точке большого расхода, чтобы избежать длительной работы одного насоса вне зоны высокого КПД.3. Не смотрите только на одного насоса,мотрите на рабочую точку системы после параллельного подключенияМногие проблемы на месте возникают не из-за самого насоса, а из-за того что трубопроводная система не была правильно рассчитана. После параллельного подключения двух насосов каждый из них не обязательно сохраняет свой первоначальный номинальный расход. Потому что после увеличения общего расхода потери на трение в трубопроводе значительно возраста, кривая сопротивления системы становится круче, и фактическая точка пересечения смещается в новое положение. Приведем простой: номинальный расход одного насоса составляет 100 м³/ч, после параллельного подключения двух насосов общий расход системы не обязательно будет 200 м³/ч, он может быть только 160 м³/ч, 170 м³/ч даже ниже. Причина в том, что сопротивление таких элементов, как диаметр труб, колена, клапаны, теплообменники,тры, форсунки, ограничивает коне расход. Поэтому при выборе насосов для параллельной работы мы обязательно требуем от пользователя предоставления полных данных о трубопроводе, включая уровень жидкости в приемном резервуаре, длину всасывающего трубопровода,ну напорного трубопровода, диаметр труб, количество клапанов, перепад давления на фильтре, перепад на теплообменнике, требования к давлению на входе оборудования и т. д. Только сопоставив криую сопротивления системы свой производительности насоса, можно определить, действительно ли параллельное подключение эффективно.4. На выходе каждого насоса необходимо установить обратный клапан для предотвращения обратного тока и реверсаОбратный клапан на выходе параллельно работающих насосов очень важен. На выходе каждого насоса быть установлен отдельныйтный клапан, и его конструкция должна выбираться в зависимости от среды, давления, диаметра трубопровода и частоты пусков/остановов. Его функция — предотвратить обратный переток жидкости от работающего насоса в остановленный насос через выходной трубопровод что может вызвать реверс рабочего колеса, повреждение подшипников, обратное давление на механическое уплотнение и гидравлический удар по корпусу насоса. В условиях высокотемпературных сред, сильнокоррозионных сред, сред, содержащих твердые частицы, или при высоком давлении выбор обратного клапана не может основываться только на диаметре и классе давления; необходимо также учитывать время срабатывания закрытия, удар тарелки клапана, материал уплотнительных поверхностей и риск гидравлического удара. Для химических технологических насосов API610 мы обычно рекомендуем устанавливать запорную арматуру после обратного клапана на выходе, чтобы облегчить изоляцию отдельного насоса для ремонта.5. Условия на всасывании должны быть достаточными, чтобы параллельные насосы не «боролись за жидкость» друг с другомНаиболее часто упускаемым из виду аспектом при параллельной работе насосов являются условия на стороне всасывания. При одновременной работе двух насосов общий всасываемый расход увеличивается Если диаметр всасывающего трубопровода мал, уровень жидкости на всасывании недостаточен, фильтр забит или компоновка всасывающего трубопровода нерациональна, это может привести к недостаточному кавитационному запасу. Кавитация оказывает прямое влияние на центробежный насос: снижение расхода, колебания напора,ление вибрации, кавитационная эозия рабочего коле, нестабильность торца механического уплотнения. При перекачке высокотемпературных жидкостей, легкоаряющихся сред, криогенных сред или сред, близких клению насыщенного пара, риск кавитации выше. Поэтому проектирование общего всывающего коллек для параллельных насосов должно быть более тщательным, чем для одного насоса. Мы обычно рекоменду не допускать слишком высокой скорости потока во всасыващем коллекторе минимизировать количество колен и местных сопротивлений, обеспечивать достаточную площадь проходного сечения входного фильтра и регистрировать изменения давления на входе при работе одного и двух насосов на этапе пусконаладки. При нестабильных условиях на всасывании не рекомендуется бездумно увеличивать количествольно работающих насосов.6. Последовательность запуска должна быть рациональной, чтобы избежать мгновенных ударов и перегрузокЗапуск параллельных насосов не может быть произвольным. Как правило, сначала следует запустить первый насос, дождаться стабилизации расхода, давления, тока и вибрации, а затем запускать второй насос. Перед запуском второго насоса необходимо проверить состояние выходной задвижки, обратного клапана и давление в сети, чтобы предотвратить гидравлический удар в момент пуска. Для насосов большой мощности, высоконапорных насосов или сетейого давления рекомендуется оснащение частотным пуском, устройством плавногоска или автоматической логикой управления, чтобы избежать чрезмерного пускового тока двигателя и уменьшить гидравлические удары в сети. При остановке также необходимо соблюдать порядок: обычно сначала постепенно снижают нагрузку, затем останавливают один из насосов и, наконец, в зависимости от технологических потребностей оставляют в работе один насос или останавливают все.7. Особое внимание следует уделять режиму малого расхода, нельзя допускать длительной работы насоса в режиме «запертого» напораПри параллельной работе насосов в режиме низкой нагрузки, если оба насоса работают одновременно, расход, приходящийся на каждый насос, может оказаться ниже минимального непрерывного стабильного рас. В этом случае, хотя насосы и вращаются, внутренняя рециркуляция, нагрев, увеличение радиальных сил оказывают негативное влияние на механические уплотнения, подшипники ие колеса. Наши химические технологические насосы серии API610-OH2-HES(X) для малого расхода и высокого напора имеют диапазон расхода 0,8~12,5 м³/ч, диапазон напора 12~125 м, рабочую температуру от -80 до 450°C, расчетное давление до примерно 2,5Па. Для таких условий малого расхода иого напора мы уделяем больше внимания защите минимальному расходу, конструкции линии рециркуляции и колебаниям выходного давления. Если пользователю требуется параллельная работа, мы обычно рекомендуем оснащение автоматическим рециркуляционным клапаном или байпасной линией минимального расхода, чтобы избежать длительной работы насоса в зоне малого расхода.8. При параллельной работе в условиях высоких температур и высокого давления необходимо учитывать тепловые напряжения впусе насоса, уплотнениях и трубопроводеВ таких условиях, как нефтепереработка, углехимия, переработка природного газа, работа с кубовым остатком, обедненным и обогащенным раствором, высокотемпературной водой и т. д., при параллельной работе насосов необходимо учитывать не только гидравлические характеристики, но и тепловое расширение, напряжения в трубопроводах, промывку и охлаждение уплотнений, а также наг подшипников. Например, наши тяжелонагруженные нефтехимические технологические насосы серии API-BB2 HFDD имеют диапазон расхода 50~4000 м³/ч, диапазон напора до примерно 650 м, рабочую температуру от -80 до 450°C, расчетное давление от 5,0 МПа до 15,0 МПа и часто используются в непрерывных режимах, таких как нефтепереработка, нефтехимия, углехимия, транспортировка сырой нефти и высокотемпературные кубовые остатки. Если такие насосы работают параллельно, мы уделяем особое внимание конструкции с центральной опорой, нагрузкам от входного и выходного трубопроводов, центровке муфты, схеме промывки механического уплотнения и способу охлажденияшипников. Для многоступенчатых насов с более высокимором, например, серии API-BB3 HSSC HDSC, диапазон расхода может составлять от 10 до 1500 м³/ч или от 45 до 1440 м³/ч, напор может превышать 300 м, а максимальное расчетное давление достигать 35 МПа. При использовании таких насосов для питания котлов, закачки воды в нефтяные скважины,ортировки под высоким давлением т. д., управление параллельной работой должно быть еще более осторожным, особенно для предотвращения колебаний давления, гидравлических ударов и обратного давления на один насос в процессе пуска и останова.9. Способ управления должен соответствовать технологии, не рекомендуется полагаться только на ручное регулирование клапаСистема параллельныхосов должна быть оснащена точками контроля давления, расхода, тока, температуры подшипников, вибрации, утечек из уплотнений и т. д. Для условий сильными колебаниями расхода можно использовать частотное регулирование, управление по схеме «один на один» или комбинацию «один насос с постоянной скоростью, с частотным регулированием». Для установок непрерывного можно автоматически запускать и останавливать резервный насос в зависимости от выходного давления расхода. Однако логика управления не должна основы только на выходном давлении. Потому что стабильность выходного давления не означает, что оба насоса работают в рациональных рабочих точках. На месте также необходимо следить за тем, не слишком ли велико отклонение тока одного насоса, нешается ли температура подшипников, нет ли необычного шума от корпуса насоса, нет ли утечек из механического уплотнения, не падает ли давление на входе. Если ток двух насосов明显 различается, необходимо проверить кривые производительности, диаметры рабочих колес, степень открытия клапа и работу обратных клапанов.10. При монтаже параллельных насосов компоновка трубопроводов должна быть максимально симметричнойИз практического опыта, чем симметричнее компоновка трубопроводов параллельных насосов, тем стабильнее их работа. Длина всасывающих и напорных трубопроводов, количество колен и конфигурация кланов для двух насосов должны быть по возможности одинаковыми, чтобы уменьшить неравномерность распределения расхода вызванную различиями в сопротивлении трубопроводов. Фундамент насосов также должен быть наденым, заливка основания, анкерные болты, центровка муфты, опоры трубопров должны выполняться в соответствии с нормами. Нельзя допускать, чтобы вес трубопровода опирался непосредственно на патрубки нас, так как это может вызвать деформацию корпуса насоса, эксцентриситет муфты, нагрев подшипников и утечку из механического уплотнения. Для высокотемпературных насосов необходимо учитывать центровку как в холодном, так и в горячем состоянии, при необходимости следует предусмотреть компенсацию тепловогорения.11. При нестабильной параллельной работе на месте следует сначала проверить следующие моментыЕсли при параллельной работе насосов наблюдается недостаточный расход, колебания давления, усиление вибрации или повышенный ток одного из насосов, я обычно рекомендую провести проверку на месте в следующем порядке: во-первых,ерить правильность направления вращения обоих насосов и соответствие спецификаций рабочих колес; во-вторых, провть, не заклинивает ли обратный клапан на выходе, нет ли неполного открытия или неплотного закрытия; втретьих, проверить, не забит ли фильтр на всасывании, упало ли давление на входе; в-четвертых, проверить, одинакова ли степень откры