Цзянсу Хайфа Машиностроение Лтд.

Недавно, систематизируя зарубежные исследовательские материалы по кавитации центробежных насосов, пульсации давления насоса и запасу NPSH, я пришёл к главному выводу: проблема кавитации центробежных насосов не стала менее актуальной благодаря прогрессу в программном обеспечении для проектирования. Напротив, в таких условиях, как нефтепереработка, нефтехимия, углехимия, СПГ, лёгкие углеводороды, конденсат и конденсат пара, кавитация по-прежнему остаётся ключевым фактором, влияющим на стабильную работу химических процессных насосов по стандарту API 610.

При подборе химических процессных насосов API 610 на заводе Jiangsu Haifa мы обычно не смотрим только на одно значение NPSHa. Многие неисправности на месте возникают не потому, что сам насос «непригоден к использованию», а из-за совокупного влияния условий на входе, давления парообразования среды,ления трубопровода, высоты уровня жидкости, колебаний температуры, степени открытия клапана и рабочей точки насоса. Особенно для высокотемпературных сред, низкотемпературных легкоиспаряющихся сред, лёгких углеводородов, сжиженного газа и конденсата — малейшая нестабильность на входе может привести к шуму, вибрации, снижению расхода, недостаточному напору, сокращению срока службы механического уплотнения и другим проблемам. С технической точки зрения, кавитация — это не просто гидравлическое явление; она напрямую влияет на входную кромку рабочего колеса, уплотнительную камеру, подшипниковую систему и общую вибрацию машины. При подборе мы обычно уделяем особое внимание нескольким параметрам: название среды, рабочая температура, давление парообразования, давление на входе, высота уровня жидкости, диаметр входного трубопровода, длина входной линии, перепад давления на фильтре, нормальный расход, номинальный расход, минимальный непрерывный стабильный расход и эффективный запас кавитации установки NPSHa.

Серия HES API 610-OH1/OH2 нефтехимических процессных насосов Jiangsu Haifa представляет собой горизонтальные, радиально-разъёмные, одноступенчатые консольные центробежные насосы с диапазоном расхода 2–2600 м³/ч, напором до 300 м, рабочей температурой от –80 до 450 °C и расчётным давлением 2,5–26 МПа. Эта серия часто используется на нефтеперерабатывающих заводах, в нефтехимии, криогенных установках, углехимии, производстве химических волокон, морской промышленности, опреснении морской воды и других объектах. Если среда представляет собой стабильную жидкую фазу, насосы OH2 лучше подходят по конструкции, обслуживанию и конфигурациилотнений.

Однако если среда склонна к парообразованию, например, сжиженный газ, жидкий аммиак, этилен, конденсат, лёгкие углеводороды и т.д., мы чаще рассматриваем вертикальные серии API-VS5/VS6-HVSD. Диапазон расхода этой серии составляет 2–15000 м³/ч, напор до 1000 м, рабочая температура от –80 до 250 °C, расчётное давление до 15 МПа. Её первая ступень рабочего колеса уделяет больше внимания кавитационным характеристикам, что подходит для условий с глубоким уровнем жидкости, низкотемпературными средами, легкоиспаряющимися средами и высоким напором. многих случаях выбор вертикального насоса обусловлен не «внешним видом», а необходимостью создать лучшие условия всасывания на входе насоса.

Если пользователю требуется высокое давление, многоступенчатость и непрерывная работа, мы также рассматриваем серии BB3 или BB4 в зависимости от условий. Серия BB3 подходит для транспортировки по магистральным трубопроводам высокого давления, закачки воды на нефтяных месторождениях, углехимии, нефтехимии и других применений, с напором до 3000–3200 м и максимальным расчётным давлением до 35 МПа. Горизонтальный секционный многоступенчатый центробежный насос BB4 напор до 1000 м и расчётное давление до 15 МПа; первая и последующие ступени рабочего колесатируются по разным принципам: первая — с акцентом на кавитационные характеристики, последующие — на эффективность.

Лично я считаю, что самый большой урок, который мы можем извлечь из зарубежных исследований кавитации, заключается в следующем: при подборе насосов API 610 нельзя стремиться только к красивой точке КПД; необходимо также учитывать, будет ли насос стабильно работать на месте в долгосрочной перспективе. Многие клиенты предоставляют только параметры Q, H, температуру и название среды — этого недостаточно. Если существует риск парообразования среды, мы обязательно должны выяснить NPSHa, давление парообразования, давление на входе, потери во входном трубопроводе и минимальный непрерыв расход.

Для нефтехимических и химических установок кавитация на ранней стадии может проявляться только в виде усиления шума, но затем постепенно перерастает в точечную коррозию рабочего колеса, вибрацию корпуса насоса, повышение температуры подшипников, утечку механического уплотнения и, в конечном итоге, влияет на непрерывную работу всей установки. Поэтому рекомендации химических процессных насосов API 610 мы отдаём приоритет запасу безопасности, а не выбираем насос слишком маленьким, слишком быстрым или слишком близким к границе кавитации.

Если на месте у пользователя уже возникла кавитация, я обычно советую не спешить с заменой насоса. Сначала можно проверить, не забит ли входной фильтр, полностью ли открыт входной клапан, не снизился ли уровень жидкости, не повысилась ли температура среды, нет ли воздушных мешков в трубопроводе и не отклонился ли насос от номинальной рабочей точки. Если после устранения этих проблем кавитация всё ещё сохраняется, тогда можно рассмотреть оптимизацию рабочего колеса, снижение частоты вращения, переход на двухвсасывающую конструкцию, добавление предвключённого колеса или выбор вертикальной конструкции VS5/VS6.

API 610 химические процессные насосы, кавитация центробежных насосов, NPSH, запас кавитации, центробежный насос OH2, процессный насос BB2, вертикальный насос VS6, LPG pump, centrifugal pump cavitation, API 610 pump, chemical process pump, petrochemical pump, NPSH margin