Вакуумные насосы и системы для осушения газопроводов

Вакуумные системы «ВС-2.500х10.000» разработаны и предназначены для освобождения (осушки) линейных газопроводов от воды и её паров, остающихся в строящихся газопроводных линиях после проведения их гидравлических испытаний на герметичность. Удаление воды в газообразном состоянии происходит при её кипении и превращении в пар при температурах ниже +15°С в диапазонах низких давлений, ориентировочно при вакууме (от 2 до 15) мбар абс. При этом сами трубы уже сварены и уложены в землю. После удаления воды (осушения) в них запускают чистый сухой газообразный азот, а затем вводят в эксплуатацию, т.е. заполняют газообразными горючими углеводородами и транспортируют их по газопроводным линиям и системам под высоким давлением.

Рис. 1. Вакуумная система ВС-2.500х10.000

Рис. 2. Шкаф управления вакуумной системы

Конструкция вакуумной системы

Вакуумная система ВС-2.500х10.000 состоит из 4-х блоков насосов НБ-630х2.500, соединённых:

Насосные блоки НБ-630х2.500 соединяются между собой коллектором, представляющим из себя трубу DN 300 (Ду 300 мм) с четырьмя отводами к каждому насосному блоку, объединяющую эти блоки параллельно в одну вакуумную систему.

Насосный блок НБ-630х2.500 – это последовательно соединённые пластинчато-роторный форвакуумный насос с рециркуляционной смазкой RA 0630B и двухроторный вакуумный насос BORA-883 (или т.н. бустерный или насос Рутса).

Форвакуумный насос может вести откачку объёмов от атмосферного (1013 мбар абс.) давления до вакуума порядка 0,1 мбар абс. с номинальной производительностью около 630 м³/ч.

Насос Рутса в данном случае может стартовать только с низкого давления, порядка (40…60) мбар абс. с номинальной скоростью откачки около 2500 м³/ч. Т.о. он может работать только в паре с форвакуумным насосом, стартуя с разрежения, создаваемого форвакуумным насосом и одновременно делая выхлоп в разрежение, обеспечиваемое тем же форвакуумным насосом. Насос Рутса создает перепад давлений (от 30 до 80) мбар, при этом увеличивая скорость откачки насосного блока НБ-630х2.500 номинально с 630 до 2500 м³/ч.

Предусмотрена возможность запуска насосов Рутса с давлений порядка 100…250 мбар. При этом скорость откачки насосного блока НБ-630х2.500 минимальна при запуске насоса Рутса при повышенном давлении. Далее, по мере улучшения вакуума и достижения низких давлений в диапазоне (от 10 до 0,05) мбар абс., производительность насосов Рутса растёт и достигает максимальных значений, что соответствует частоте вращения вала двигателя и роторов Рутса 50 Гц. Скорость откачки форвакуумных насосов постоянна. Скорость откачки (производительность) насосов Рутса контролируется и автоматически устанавливается системой управления (СУ), которая имеет в своем составе частотные инверторы, регулирующие скорость вращения роторов (и соотв. производительность откачки) насосов Рутса через программируемый контроллер.

Схема вакуумная принципиальная В3 системы вакуумной ВС-2.500х10.000

Обозначение по схеме Оборудование Кол-во
B1, B2, B3 и B4 Бустерный вакуумный насос (насос Рутса) BORA-883 (7,5 кВт) 4
M Электродвигатели насосов RA 0630B (15 кВт) и BORA-883 (7,5 кВт) 8
P1, P2, P3 и P4 Форвакуумный пластинчато-роторный насос RA 0630B 4
P1.1, P2.1, P3.1 и P4.1 Датчик вакуума на линии всасывания насоса BORA-883 4
P1.2, P2.2, P3.2 и P4.2 Датчик вакуума на линии выхлопа насоса BORA-883 4
PTC1.1, PTC2.1, PTC3.1 и PTC4.1 Термистор электропривода насоса BORA-883 4
PTC1.2, PTC2.2, PTC3.2 и PTC4.2 Термистор электропривода насоса RA 0630B 4
RV1.1, RV2.1, RV3.1 и RV4.1 Сильфонный компенсатор DN 80 4
T1.1, T2.1, T3.1 и T4.1 Датчик температуры на линии выхлопа насоса BORA-883 4
T1.2, T2.2, T3.2 и T4.2 Датчик температуры на линии выхлопа насоса RA 0630B 4
V1.1, V2.2, V3.1 и V4.4 Затвор дисковый DN 200 с ручным управлением 4

Рис. 3. Частотный инвертор управления насосом Рутса

Рис. 4. Динамический блок контроля и управления компрессией насосов Рутса

Рис. 3. Частотный инвертор управления насосом Рутса Рис. 4. Динамический блок контроля и управления компрессией насосов Рутса

Технические данные вакуумной системы

Технические данные Тип вакуумной системы
ВС-2.500х10.000
Производительность откачки, номинально, м³/ч 8 000
Форвакуумные насосы RA 0630B, 15 кВт, 4 шт.
Насосы Рутса (Roots) BORA 8830, 7,5 кВт, 4 шт.
Производительность откачки, max, м³/ч 10 000
Предельное остаточное давление, мбар абс. 0,05
Мощность электроприводов, кВт 90
Потребляемая мощность, max, кВт 82,5
Уровень шума в работе, дБ(А) 78
Габаритные размеры, max:
- длина, мм
- ширина, мм
- высота, мм		 Присоединительный фланец DN 300
5 700
2 400
2 400
Вес системы в сборе, max, кг 6 280
Режим работы системы Продолжительный (24 часа в сутки)

Рис. 5. Две вакуумные системы ВС-2.500х10.000 на линии сборки

Рис. 6. Погрузка вакуумной системы с помощью автомобильного крана (7,5 тонн)

Обе системы ВС-2.500х10.000 установлены для осушения ветки газопровода длиной 210 км в районе города Бухара (Узбекистан). Эту трассу газопровода из России ведут российские компании в рамках реализации одного из крупных российско-китайских проектов.

В России такой метод осушения газопроводов является сравнительно новым. Ранее для сбора остатков воды применяли поршни большого диаметра, которые протягивали по всей длине трубы. При такой механически тяжелой, жесткой и грубой технологии пары и жидкая фаза воды удалялись не полностью. Специалистами признано, что метод осушения вакуумом является более эффективным.

Системы ВС-2.500х10.000 являются одними из первых вакуумных систем отечественного производства, изготовленных именно для осушения газопроводов. Ранее аналогичные системы поставлялись в Россию из Европы известной в мире вакуумной техники компанией Oerlikon Leybold Vacuum.

Возможно также использование этих систем для форвакуумной откачки воздуха, неагрессивных и невзрывоопасных газов или газообразных смесей (в т.ч. и паров) из любых прочных герметичных объёмов с целью получения в них вакуума порядка 0,05 мбар абс.