Система разгрузки и охлаждения торцевых уплотнений

Устройства, уплотняющие выход вала насоса из корпуса как в процессе работы, так и при остановках агрегатов, находятся под воздействием динамического или статического напора. В основ­ных насосах, перекачивающих нефть или нефтепродукты, величи­на напора в камерах уплотнений колеблется от двух—трех десят­ков до 700 -800 м.

При последовательном соединении насосов в первом насосе напор в камере уплотнения минимален, а в третьем максимален. Работа уплотнения под большим напором снижает надежность узла уплотнения. Поэтому для снижения напора в камерах уплот­нения до допустимых значений предусматривают систему гидрав­лической разгрузки с отводом части перекачиваемой жидкости по специальному трубопроводу 4 (рис. 14) в зону пониженного дав­ления.

Рис. 14. Традиционная система разгрузки и охлаждения концевых уплот­нений вала насоса:

ВП — всасывающая полость; НП — нагнетательная полость

Рис. 15. Технологическая схема обвязки насосов промежуточной НПС

Обычно жидкость из линии разгрузки подают либо в резерву­ар сбора утечек, либо в коллектор насосной станции со стороны всасывания. Наличие постоянной циркуляции жидкости из поло­сти всасывания насоса через щелевые уплотнения 1 и полость ка­меры 2 торцевого уплотнения 3обеспечивает не только снижение напора в камерах уплотнений, но и охлаждение деталей торцевого уплотнения. Отсутствие такой циркуляции контактных колец тор­цевого уплотнения может привести к нарушению режима работы торцевого уплотнения и даже к аварии.

На рис. 15 дана технологическая схема обвязки насосных аг­регатов промежуточной насосной станции и системы разгрузки уплотнений вала при последовательном соединении основных на­сосов. Эта система получила название групповой и основным не­достатком является снижение КПД установки из-за значительной величины перетока жидкости по линии разгрузки. Переток жид­кости зависит от количества работающих насосов, развиваемых насосами напоров, состояния щелевых уплотнений и достигает нескольких десятков кубических метров в час.

С появлением торцевых уплотнений, обеспечивающих необ­ходимую надежность работы насосного агрегата, при напорах в камере уплотнений до 500 — 800 м стало возможным от группо­вой системы разгрузки отказаться, а охлаждение торцевых уплот­нении обеспечить путем создания циркуляции жидкости из поло­сти нагнетаний насоса в полость всасывания насоса (рис. 16). Такая схема получила название индивидуальной системы охлаж­дения торцевых уплотнений.

Рис. 16. Индивидуальная схема охлаждения торцевых уплотнений «нагнетательная полость – камера уплотнений»

Объем постоянно циркулирующей жидкости заметно сокра­щается (2 — 4 м³/ч). Нагнетательную полость насоса соединяют с камерами уплотнений 2 трубопроводом 4 диаметром 14-16 мм. Жидкость при этом охлаждает торцевые уплотнения 3и через щелевые уплотнения 1проходит в полость всасывания насоса. Вен­тиль 5,устанавливаемый на выходе из нагнетательной полости, по­зволяет регулировать объем циркулирующей жидкости. Недо­статком является некоторое снижение объемного КПД насоса и засорение вентиля и трубопроводов, обнаруженное при про­мышленном испытании этой системы.