Как уже отмечалось, подачу потребителю можно осуществлять с помощью центробежных электронасосов. При их конструировании необходимо выполнить ряд условий, учитывающих специфику этого продукта.
Наличие изоляции насосов и трубопроводов является обязательным условием работы системы заправки , так как в противном случае выполнение необходимых температурных режимов заправки, термостатирования и подпитки окажется невозможными ввиду значительных теплопритоков к из окружающей среды. В этом случае прогрев будет препятствовать созданию требуемого подпора на всасывании электронасосов, а при недостаточном подпоре на всасывании в проточной части центробежного насоса возникнут кавитационные явления, следствием чего является срыв его работы.
При вакуумной изоляции вакуумнаятюлость электронасоса должна быть замкнутой, т. е. герметичной, и иметь собственный вакуумный вентиль для обеспечения откачки вакуумной полости, а также предохранительное устройство для защиты полости, например мембрану. Для упрощения и удешевления конструкции насоса вакуумную полость насоса можно объединить с вакуумными полостями трубопроводов системы заправки в единое замкнутое пространство. В этом случае на трубопроводе системы устанавливаются единые средства вакуумирования, контроля остаточного давления в вакуумной полости и предохранительные устройства на трубопроводе системы.
В центробежных выносных насосах для СПГ применение контактного торцевого уплотнения вала неприемлемо ввиду его негер-метичности, а применение лабиринтного уплотнения требует использования нейтрального газа (азота) для поддува уплотнения, а также высокой точности изготовления, что априори ведет к удорожанию и усложнению уплотнения.
Электронасос, как и любое оборудование, работающее на СПГ, для обеспечения безопасности при эксплуатации требует проведения газовой подготовки нейтральным газом перед подачей СПГ, которую целесообразно выполнять газообразным азотом.
В рамках работы были рассмотрены существующие конструкции электронасосов для перекачки жидкого кислорода с различными параметрами (НкпГЗ-25/50, НкпГЗ-50/80, НкпГЗ-100/100) с целью возможности их использования для перекачки СПГ. Аббревиатура НкпГ означает тип насоса (насос криогенного продукта герметичный), 3 — исполнение корпуса (под вакуумную изоляцию), цифры 25, 50, 100— номинальную подачу, м3/ч; 50, 80 и 100— номинальный напор, м.
Регулирование режима работы этих насосов осуществляют с помощью арматуры, установленной на напорном трубопроводе насоса при неизменной частоте тока электропитания. В последнее время разработано устройство, позволяющее регулировать режим работы насоса с помощью преобразователя частоты, т. е. изменять частоту тока, подаваемого на электродвигатель при неизменном положении арматуры на напорном трубопроводе насоса.
Проведенный анализ показал, что ни один из рассмотренных электронасосов полностью не может быть использован для работы на СПГ, в то же время каждый из них имеет отдельные конструктивные особенности, которые могут быть использованы при создании такого насоса.
При создании выносного насоса для перекачки СПГ нужно учитывать, что:
- его конструкция должна быть герметичной, аналогично конструкции электронасоса НкпП-12,5/260;
- конструкция корпуса насоса должна обеспечивать использование изоляции, например вакуумной, аналогично конструкции электронасоса НкпГЗ-100/80а;
- насос должен иметь вертикальное расположение вала и быть одно- или многоступенчатым.
Как следует из изложенного выше, при работе с герметичная конструкция насоса — единое целое насоса и двигателя. Внутренняя полость насосной части должна быть соединена с внутренней полостью двигателя и образовывать единый замкнутый объем, герметичный по отношению к окружающей среде. Такую конструкцию можно создать, используя идею погружного электронасоса.
Вертикальное расположение вала электронасоса препятствует проникновению жидкой рабочей среды во внутреннюю полость двигателя, которая при работе электронасоса заполнена газовой фазой рабочей среды
Герметичность конструкции электронасоса обеспечивается путем реализации ряда сложных технических решений, а именно:
- разработкой для привода насоса специального двигателя, имеющего герметичную конструкцию корпуса и устройства выводов. Герметичный асинхронный двигатель требует специальной разработки, выполнения необходимого цикла испытаний, что приводит к его удорожанию;
- использованием дополнительного двигателя с вентилятором для охлаждения основного двигателя насоса при его работе;
- изготовлением специальной конструкции удлиненного вала (взамен вала двигателя и отдельного вала насоса).
В качестве альтернативы охлаждению основного двигателя с помощью отдельного вентилятора может использоваться охлаждение его парами рабочей среды, для чего часть жидкости из напорного трубопровода подается в специальную рубашку на корпусе двигателя, где она испаряется, далее поступает в линию всасывания и конденсируется в основном потоке рабочей среды.
Применение центробежного насоса погружного типа позволит осуществлять и слив СПГ из крупных изотермических резервуаров.
Советуем Вам также рассмотреть вопрос о самозащелкивающейся фальцевой кровли.
Этот насос обладает рядом преимуществ по сравнению с выносными: полной герметичностью, отсутствием проблем соединений, относительной простотой. На крупных хранилищах СПГ за рубежом применяются центробежные насосы именно погружного типа.