Система разгрузки концевых уплотнений насосов

Концевые уплотнения центробежных наосов постоянно находятся под давлением перекачиваемой жидкости. Наличие давления в камерах уплотнений снижает надёжность и работоспособность уплотнений, так как давление дополнительно прижимает трущиеся поверхности друг к другу, чем увеличивает трение между ними. В результате возрастает износ уплотнения, и уплотнение перегревается от избыточного трения.

Назначение системы разгрузки – снижение давления в камерах уплотнений и, одновременно, охлаждение уплотнений потоком перекачиваемой жидкости.

Существует несколько вариантов системы разгрузки. Наиболее простой традиционный вариант. Он заключатся в непосредственном отводе жидкости из камеры уплотнений по трубопроводам в зону пониженного давления, в качестве которой может использоваться либо приёмный трубопровод (коллектор) насосов, либо специальная ёмкость. При этом, когда давление в камерах уплотнений находится в допустимых пределах жидкость из камер отводится в приёмный трубопровод насосов. Этим давление в камерах снижается и уплотнения разгружаются.

Одновременно создаётся циркуляция жидкости через камеры уплотнений, чем достигается охлаждение трущихся поверхностей.

При чрезмерном повышении давления в камерах уплотнений, давления в камерах снижается путём сброса жидкости через предохранительные клапаны в резервуар.

Обычно системы разгрузки отдельных насосов НС объединяют в общую систему разгрузки станции и предохранительные клапаны ставятся на коллекторе общестанционной системы разгрузки.

Недостатком традиционного варианта разгрузки являются постоянная непроизводительная циркуляция перекачиваемой жидкости через насос по системе разгрузки, что снижает объёмный и общий к.п.д. насоса.

Традиционная система разгрузки была первоначально предусмотрена для основных насосов ГНПС «Тюмень». Схема её изображена на рис. 5.1. Согласно рис.5.1 сброс жидкости из камер уплотнений при превышении давления в них производится через предохранительные клапаны в резервуар 5 типа РВС 5000. Откачка нефти из резервуара 5 выполняется погружным насосом 4 типа 12 НА-9×4,который подаёт нефть в приёмный трубопровод подпорной НС.

Вторым вариантом системы разгрузки и охлаждения концевых уплотнений является, так называемая, индивидуальная схема охлаждения и разгрузки. Она состоит в отводе части жидкости с нагнетания насоса (обычно непосредственно из улитки корпуса в верхней части его) и подаче её в камеры уплотнений по трубопроводам. Из камер жидкость перетекает в область всасывания насоса, а затем вновь попадает в область нагнетания и т.д. Происходит циркуляция жидкости в камерах, чем давление и температура в них поддерживаются в требуемых пределах.

Данный вариант также неэкономичен, так как связан с непроизводительной циркуляцией жидкости через насос по системе охлаждения и разгрузки.

Наиболее прогрессивен вариант разгрузки с использованием импеллеров. Импеллер – втулка с винтовой нарезкой, устанавливаемая на вал насоса между рабочим колесом и концевым уплотнением.

При вращении вала насоса втулка также приходит во вращение и за счёт винтовой нарезки создает поток жидкости от камеры уплотнения в сторону рабочего колеса, то есть в сторону области всасывания насоса. Этим давление в камере уплотнения снижается.

Охлаждение уплотнения достигается циркуляцией жидкости через камеру уплотнения. Для этого область всасывания насоса и камеры уплотнения соединяются небольшим каналом, по которому жидкость из области всасывания поступает в камеру. Из камеры же жидкость импеллером вновь подаётся в область всасывания и т.д. При данном варианте разгрузки к.п.д. насоса не снижается.