Ротационный лопастной насос для тяжелых высоковязких нефтепродуктов

Для перекачки тяжелых высоковязких нефтепродуктов, в том числе асфальта, гудрона, битума компания ENCE GmbH предлагает ротационный лопастной насос, а также роторный двухвинтовой насос.

Техническое обоснование применения ротационного лопастного насоса:

Наилучшим на сегодняшний день решением для перекачки тяжелых высоковязких сред асфальт, гудрон, битум является высокотехнологичный ротационный лопастной насос предлагаемой конструкции.

Более чем 50-летний опыт в создании насосов для перекачки именно этой среды дает нам основание предложить лопастной насос, как наиболее походящий для столь тяжелой среды по сравнению с центробежными или винтовыми насосами. В нашей производственной линейке есть и центробежные и винтовые насосы, но, тем не менее, для перекачки асфальта, гудрона или битума правильным выбором будет именно ротационный лопастной насос. Мы исходим из того, что правильный выбор типа насоса позволят избежать неисправности в дальнейшем.

Винтовые насосы спроектированы для перекачки тонких жидкостей, не таких вязких как асфальт, гудрон или битум. Разделительные шестерни винтовых насосов и подшипники должны располагаться с внешней стороны по отношению к перекачиваемому продукту, что требует использование четырех механических уплотнений. Валы чересчур длинные, что делает их уязвимыми для повреждения. Длинный насос также труднее поддерживать в нагретом состоянии, поскольку асфальт и гудрон плохо проводят тепло.

Центробежные насосы также не способны удовлетворить высоким требованиям по надежности и сроку службы при перекачке гудрона и асфальта.

Предлагаемый лопастной насос специально спроектирован для среды асфальт/гудрон. Он имеет модульную конструкцию с мощными вращающимися деталями. Нет разделительных шестерен - используются только два одиночных механических уплотнения даже для высокотемпературных применений (свыше 260°С). Кроме того, это – компактный насос и, следовательно, его легко поддерживать в нагретом состоянии.

Хотим отметить еще один момент. Для данного применения нет никакой необходимости использовать двойное механическое уплотнение, которое требует сложной термосифонной системы. Это существенно увеличивает цену, но совершенно не дает никаких преимуществ перед использованием одиночного уплотнения для этой среды. В данном случае мы всегда предлагаем нашим заказчикам стандартное одиночное механическое уплотнение с твердосплавной поверхностью с системой промывки и охлаждения согласно API Plan 11 и Plan 62. Это обеспечивает непрерывную очистку и охлаждение уплотнения. Отверстие под уплотнение в соответствии со стандартными размерами DIN 24960. Можно использовать механические уплотнения от любого изготовителя.

Насос может быть оснащен нагревательной рубашкой для нагревания горячим маслом или паром. Для насосов без рубашки можно использовать электрический обогрев.

Уникальный вращающийся узел состоит из 8 рабочих лопастей, сделанных в виде 2 секций. Каждая секция состоит из 2 половинок лопасти и одной Н-образной лопасти.

Принцип работы

Эксцентриситет между валом и ротором образует камеры между ротором и лопастями, размер которых изменяется при вращении насоса. Жидкость, поступающая в насос, проводится в концы ротора и обратно через напорное отверстие.

На рисунках показано 8 насосных секторов, они показывают, как увеличивается и уменьшается сектор во время вращения. Каждый сектор во время вращения действует таким же образом, вызывая постоянное перекачивающее действие.

В отличие от традиционных лопастных насосов кромка лопасти не вращается с такой высокой окружной скоростью против втулки (что может быть причиной быстрого износа кромки лопасти). Лопасти мягко скользят по плоскости внутри ротора, таким образом, уменьшается износ и поддерживается высокая объемная производительность.

Для изменения производительности насоса не применяется дорогостоящий и требовательный к условиям эксплуатации и класса взрывоопасности помещений частотный преобразователь. Производительность насоса изменяется в пределах 0-100% за счет изменения эксцентриситета вала относительно роторного механизма внутри насоса. С уменьшением эксцентриситета уменьшается и объем камер, что уменьшает подачу. Потребляемая энергия пропорциональна настройке эксцентриситета (величине производительности), за счет чего достигается значительное энергосбережение по сравнению с обычными насосами фиксированного потока, в которых используется система клапанов регулирования давления и расхода. Если вал и ротор занимают концентрическое положение относительно друг друга, то насос не перекачивает жидкость, нет потока и нет поглощенной гидравлической энергии. Увеличение расхода достигается повышением эксцентриситета выше вала.

Эксцентриситет можно изменять тремя способами:

• Вручную с помощью маховика, расположенного сверху.
• Дистанционно с пульта управления оператора посредством пневматического, электропневматического или электрического привода, аналогичного тем, которые устанавливаются на запорно-регулирующей арматуре.
• Автоматически с помощью системы контроля постоянного давления, когда поток на выходе регулируется автоматически так, чтобы поддерживать постоянство расчетного давления в системе. Эта система особенно хорошо подходит для автоматизированных смесительных установок, в которых смесительные емкости и загрузочные механизмы работают с постоянно изменяющейся скоростью потока.

Рассмотрим вариант использования электропневматического привода, который устанавливается на верхней части данного лопастного насоса. Привод соединен с внутренними корпусами насоса. Поток между нулевым и максимальным значением, а также обратное движение между максимальным и нулевым значениями контролируются приводом, получающим управляющий сигнал от оператора. Перемещение привода изменяет позицию внутренних корпусов, меняя эксцентриситет роторов к валу, тем самым, меняя производительность. Сигнал контроля можно калибрировать к производительности, соединяя с датчиком давления для поддерживания постоянного давления. Привод оснащен ручным дублером для возможности ручного контроля подачи насоса.

Рабочие параметры:

• Производительность: до 265 м³/ч (больше – по заказу)
• Рабочая температура: -30...+260°С
• Рабочее давление: до 14 бар (50 бар по заказу)
• Вязкость среды: 2...75000 сСт

Помимо асфальта и гудрона насосы применяются для перекачки других вязких сред:

• перекачка смазочных масел и добавок к ним
• перекачка нефтепродуктов (битум, гудрон, асфальт)
• перекачка консистентных смазок
• перекачка полимеров и высокомолекулярных спиртов
• перекачки смол, лаков и клеев

Предлагаемый объемный лопастной насос имеет конструктивные особенности, обеспечивающие ему долгий срок жизни. Низкие обороты обеспечивают момент без эффекта кавитации таким образом, что перекачиваемая среда не подвергается воздействию, приводящему к потере своих свойств. Если все же возникнет необходимость в замене каких-либо деталей, то простая и надежная конструкция дает возможность пользователям самим легко сделать это.

В качестве альтернативы компания ENCE GmbH для менее вязких сред может предложить центробежные шламовые насосы, а для перекачивания сред под большим давлением мембранные (диафрагменные) насосы, многоступенчатые центробежные насосы специального исполнения, а также поршневые (плунжерные) насосы.