Уважаемые посетители! На сайте проводятся технические работы. Некоторые страницы могут быть недоступны.

Подразделы:

Криогенные поршневые насосы: насосов много - P2K один

Скачать статью

Сегодня можно купить все. Эпоха дефицита, распределения промышленного оборудования Госпланом через фонды и деятельности заводов в режиме «натурального хозяйства» канула в лету. Мы не ограничены в возможностях и нам доступна любая информация. Поэтому, подбирая промышленное оборудование, мы часто задаем себе вопрос: «Как сделать правильный выбор?». Какая особенность того или иного технического решения существенна для решения конкретной производственной задачи. Когда имеет смысл экономить и покупать дешевое, а когда самым экономичным может оказаться самое дорогое? Рассмотрим эту проблему на примере одного из самых сложных и самых важных узлов большинства криогенных систем: криогенных поршневых насосов.

Криогенные поршневые насосы P2K

Признанный мировой лидер в области разработки и изготовления криогенных поршневых насосов – компания ACD (Калифорния) производит серийно более десяти модификаций поршневых криогенных насосов. При этом непрерывно ведется работа по созданию и испытаниям все новых и новых моделей. Почему десять, а не один насос на все случаи жизни? Почему эта напряженная творческая работа упорно продолжается? По одной простой причине – универсальных решений не бывает. Если Вы будете учитывать индивидуальные особенности и физику процесса при решении любой производственной задачи, Вы всегда сможете добиться наилучших экономических и технических показателей работы оборудования.

Самое массовое применение поршневые криогенные насосы находят на на-полнительных станциях. Это заправка баллонов продуктами разделения воздуха (кислород, азот, аргон), водородом, компримированным природным газом, углекислотой. Также многоплунжерные криогенные поршневые насосы большой производительности и с увеличенным рабочим давлением применяются при закачке азота, а иногда и углекислого газа в нефтяные пласты для увеличения добычи нефти. Последние годы стремительно развивается применение сжиженного природного газа в энергетике и в качестве моторного топлива на морском, железнодорожном и автомобильном транспорте. Здесь опять потребовались многоплунжерные поршневые насосы большой производительности.

Конструктивные особенности насосного агрегата Конструктивные особенности насосного агрегата с насосом Р2К

Остановимся на самом массовом применении криогенных поршневых насосов в составе наполнительных станций. Поршневой насосный агрегат – это сердце наполнительной станции. Именно в насосном агрегате происходит повышение давления рабочей среды. Насосный агрегат сначала превращает электрическую энергию в механическую, а затем механическую энергию во внутреннюю энергию компримированной газовой среды, заправляемой в баллоны высокого давления.

Компания ACD производит для наполнительных станций серийно десяток модификаций горизонтальных насосов и только одну модификацию вертикального насоса
Р2K. Все насосы можно условно разделить на 3 группы:
горизонтальные одноплунжерные насосы ACPD, RPB, NOVA, SGSL, RPSA для малых и средних станций с относительно небольшой производительностью до 17 литров в минуту, рабочим давлением до 420 бар для не очень напряженных режимов эксплуатации;
вертикальный одноплунжерный насос P2K средней производительности до 25 литров в минуту, рабочим давлением до 420 бар для средних и крупных наполнительных стан-ций и тяжелых условий эксплуатации по 8-12 часов в сутки;
многоплунжерные насосы X9 и SGV большой производительности до 150 литров в минуту, рабочим давлением до 670 бар для заправки баллонов и крупных стационарных и передвижных реципиентов и тяжелых условий эксплуатации по 8-12 часов в сутки.

Разделение насосных агрегатов на три группы произошло не случайно. Горизонтальные одноплунжерные насосы легче, проще в изготовлении и дешевле. Вертикальный насос P2K сконструирован специально для тяжелых условий эксплуатации на средних и крупных наполнительных станциях. При дальнейшем увеличении производительности вновь применяют насосы с горизонтальной схемой размещения цилиндров из-за необходимости создания многоплунжерных машин с применением, для повышения долговечности, жидкой смазки, которая разбрызгивается деталями механизма движения или принудительно подается специальным масляным насосом.

Насосы разные нужны, Насосы разные важны. Итак, насосов много, а Р2К один. Рассмотрим детально его особенности. В этом насосе в полном объеме реализованы все преимущества вертикального расположения плунжерной пары.

Вертикальная конструкция насоса исключает гравитационную нагрузку на поршень, увеличивая, тем самым, срок службы поршневых колец и обеспечивая плавную работу всасывающего клапана.

Вертикальный насос всегда погружен в криогенную жидкость и является, по существу, погружным. Криогенная жидкость находится в вертикальном криостате насоса с экранно-вакуумной изоляцией. Это означает что криостат насоса следует однажды заполнить жидкостью, и он всегда готов к пуску. Причем у насоса исключительно низкий кавитационный запас. Всего 0.14 бар. Всасывающий патрубок находится на высоте 230 мм, а всасывающий клапан еще ниже. Такие насосы эффективно работают как с вертикальными емкостями с термосифонами или без термосифонов, и, что особенно важно, отлично работают вместе с горизонтальными криогенными емкостями. Максимальное рабочее давление на линии всасывания – 20 бар.

насосный агрегат Основные габаритные размеры насосного агрегата с насосом Р2К

Расположение двигателя – одно из главных преимуществ вертикальной конструкции, повышающее безопасность эксплуатации насоса. Расположение двигателя с задней стороны рамы насоса за защитным стальным кожухом исключает возможность попадания криогенной жидкости в зону расположения двигателя. В случае утечки, например, жидкого кислорода из насоса или из разъемных соединений трубопроводов и арматуры, исключается возможность пожара, взрыва или иного риска.

график производительности насосов Р2К Диаграмма производительности исполнений насосов Р2К

Вертикальная холодная часть насоса находится внутри корпуса с вакуумной изоляцией в погруженном состоянии, минимизируя тем самым теплоприток к перекачиваемой жидкости и повышая эффективность работы насоса особенно при неблагоприятных условиях всасывания.

Использование V-образного ленточного зажима, который соединяет корпус холод-ной части насоса и проставок между холодной частью и механизмом движения, обеспечивает с одной стороны - надежное и безопасное соединение, с другой стороны - быстрый и легкий доступ к холодной части насоса.

Вертикальная конструкция насоса снижает вибрацию и уровень шума. Демпфером шума и вибрации является как сама криогенная жидкость, так и экранно-вакуумная изоляция криостата насоса.

Вертикальная конструкция насоса уменьшает занимаемую насосом площадь. Это обстоятельство часто является решающим при принятии решения в пользу Р2К.

Наличие внешних масленок для смазки роликовых подшипников и крейцкопфа механизма движения обеспечивает их длительный срок службы. Сменная втулка крейцкопфа снижает износ крейцкопфа и, тем самым, уменьшает расходы на техническое обслуживание.

Картриджное уплотнение в верхней части штока обеспечивает легкую замену уплотнения без необходимости съема корпуса и холодной части насоса.

Техническое обслуживание холодной части насоса выполняется легко благодаря возможности поворота холодной части и механизма движения на угол 45°. Время технического обслуживания, включая регламентную замену изнашиваемых деталей, занимает всего 30 минут.

В целом следует отметить, что Р2К сконструирован как тихоходный насос с увеличенным до 2 дюймов диаметром поршня и увеличенной длиной хода – 1.5 дюйма. Это обеспечивает при меньшей скорости движения ту же производительность, что и для насосов с меньшей длиной хода и меньшим диаметром поршня. Тем самым обеспечивается более высокая надежность, и снижаются эксплуатационные расходы.

Насос выпускается в 4-х модификациях, отличающихся диаметром цилиндра: 1,25” (32 мм); 1,50” (38 мм); 1,75” (44,5 мм); 2,0” (50,8 мм). Механизм движения и ход поршня 1,50” (38 мм) для всех модификаций общие.

Соответственно для различных модификаций доступны разные значения предельного рабочего давления и производительности:

  • Р2К 1,25”х1,50” – 420 бар; 10 литров в минуту;
  • Р2К 1,50”х1,50” – 420 бар; 14 литров в минуту;
  • Р2К 1,75”х1,50” – 310 бар; 19 литров в минуту;
  • Р2К 2,0”х1,50” – 240 бар; 25 литров в минуту.
Насос может использоваться для следующих применений:
  • заполнение баллонов при продолжительной работе с максимальной нагрузкой;
  • заполнение ресиверов при продолжительной работе со средней нагрузкой;
  • автоматическое заполнение ресиверов.
Комплект поставки насоса. Основные элементы
  • Механизм движения с консистентной смазкой в сборе с холодной частью насоса, включая криостат с вакуумной изоляцией.
  • Электродвигатель с ременной передачей и защитным кожухом.
  • Стальная рама.
  • Фильтр на всасывании из монели.
  • Продувочная линия с ручным клапаном и предохранительным клапаном низкого давления.
  • Демпфер на нагнетании с предохранительным клапаном высокого давления, манометром и линией сброса.
Дополнительные элементы поставки:
  • Гибкие металлорукава на линиях всасывания и возврата.
  • Обратный клапан на линии нагнетания.
  • Датчик давления на нагнетании для контроля над превышением давления.
  • Датчик температуры для контроля охлаждения насоса (устанавливается в линии возврата).
  • Датчик температуры для контроля кавитации (устанавливается в нагнетательной линии).
  • Датчик температуры для контроля утечек через уплотнение штока (устанавливается в нижней части механизма движения).
  • Шкаф управления.

Теперь остановимся на самом важном. На том где такой насосный агрегат можно приобрести? Ответ естественный и простой – приобретать насосные агрегаты надо у компании изготовителя, то есть в ООО «Мониторинг Вентиль и Фитинг» (MV&F). Производство насосных агрегатов с насосами P2K локализовано в России в 2015 году. Сборка осуществляется на производственных площадях компании MV&F в Москве с полного одобрения и при поддержке ACD.

Насколько глубока локализация? Прежде всего, имеет место чисто российская интеллектуальная составляющая. Вся конструкторская и эксплуатационная документация разработана нашим конструкторским бюро. Насосный агрегат сопровождается всеми декларациями, сертификатами и эксплуатационными документами на русском языке в соответствии с требованиями Технических Регламентов Таможенного Союза.

Насосный агрегат Насосный агрегат MV&F c насосом Р2К

Электродвигатель, датчики давления и температуры предлагаются только российского производства. При работе с горючими газами или при установке в пожаровзрывоопасных зонах двигатель и датчики применяется во взрывозащищенном исполнении. Электродвигатель может быть установлен как односкоростной или двухскоростной, так и в специальном исполнении для работы с частотным преобразователем.

Предохранительные клапаны, металлорукава, буферная емкость, шкафы управления и рама насосного агрегата производятся непосредственно в компании ООО «Мониторинг Вентиль и Фитинг» в Москве. Сборка и комплексные испытания насосных агрегатов тоже осуществляются в Москве. Гарантийное, пост гарантийное и сервисное обслуживание так же обеспечивается специалистами MV&F.

Шкаф управления насосного агрегата Р2К с частотным преобразователем Шкаф управления насосного агрегата Р2К с частотным преобразователем. Уличное исполнение

Шкафы управления изготавливаются как в общепромышленном исполнении, так и во взрывозащищенном. Как для размещения в помещении, так и на открытой уличной площадке. Оснащаются всеми необходимыми защитами и блокировками, как по току, так и по защите насоса от кавитации и утечек. Для пуска двигателя применяются устройства плавного пуска или частотные преобразователи.

Рама насоса предлагается на выбор в следующих вариантах исполнения:

  • из оцинкованной углеродистой стали;
  • из оцинкованной углеродистой стали с последующей покраской по двухкомпонентному грунту высококачественными двухкомпонентными эмалями на полимерной основе;
  • из нержавеющей стали.

Совместная работа специалистов компаний ACD и MV&F продолжается как в части совершенствования насосных агрегатов с насосами Р2К, так и в направлении создания новых многоплунжерных насосных агрегатов с вертикальным размещением цилиндров.

Если у Вас есть вопросы по условиям эксплуатации и применения поршневых насосных агрегатов, как с насосами горизонтального типа, так и с насосами вертикального типа, Вы всегда можете обратиться за помощью и консультацией к инженерам нашей компании. Продукция компании ООО «Мониторинг Вентиль и Фитинг» (MV&F) - это опыт, проверенный временем.