ООО «СМЗ»: 10 лет в переработке

Автор: А.И. Швиндин (ООО «Сумский машиностроительный завод»)

Опубликовано в журнале Химическая техника №1/2018

ООО «Сумский машиностроительный завод», созданный в 2007 г. на базе ООО «ДС Союз», за десятилетнюю деятельность поставил на 16 НПЗ стран СНГ более 200 типоразмеров насосного оборудования нового поколения.

Насосное оборудование нефтеперерабатывающих производств стран СНГ состоит в основном из центробежных консольных насосов различных конструкций и создавалось в два этапа. Первое поколение – в 50-х годах ХХ века – «холодные» чугунные типа НК (для нефтепродуктов температурой < 200°С) и «горячие» стальные типа НГК (для нефтепродуктов температурой 200…400°С). Второе поколение создавалось в 1970–1980-х годах – насосы типа НК и НКВ в стальном исполнении для перекачивания сред с температурным диапазоном от –80 до +400°С. На 2010 г. на всех НПЗ и ГПЗ консольных насосов со сроком службы 30 и более лет было от 18 до 60 %. И если на заре отечественной нефтепереработки наработка на отказ ответственных насосов, например, «печных», требовалась 45 суток, а пропановых – 100 суток [1], то в современных условиях требуется двух-трехлетний межремонтный пробег оборудования технологических установок, в том числе насосного. Существующий насосный парк не обеспечивал это требование [2].

В 1990-х годах начались серьезные проблемы с насосным оборудованием. Причин много: это и осложнение условий эксплуатации вследствие ухудшения качества нефти и работы на нерасчетных режимах, и качество изготовления насосов; и некачественные ремонты, и качество комплектующих изделий – подшипников, соединительных муфт, уплотнений вала, и невозможность модернизации старых насосов под современные торцовые уплотнения – двойные и тандемные. Все эти причины в совокупности существенно снижали надежность и долговечность насосов. Кроме того, существующие десятилетиями рекомендации по подрезкам до 20% диаметра рабочих колес для снижения напора насоса до 36–40% с целью расширения их потребительских свойств на практике оказались неэффективными. Такие глубокие подрезки неэкономичны и ведут к увеличению относительного энергопотребления. Требуется применение новых проточных частей, обеспечивающих экономичную работу насосов во всем рабочем диапазоне по подаче и приемлемые вибродинамические характеристики.

Особенно выделились в части ненадежной работы крупные консольные насосы НК 560/300, НКВ 600/320 и НКВ 1000/320, при этом насос НК 1000/320 из-за повышенной виброактивности на паспортной частоте вращения (3000 об/мин) практически эксплуатировался только на половинной (1500 об/мин) с соответствующим снижением параметров [3].

До конца ХХ века отечественное насосостроение практически не занималось совершенствованием существующего парка насосного оборудования НПЗ. К началу ХХI века в зарубежных стандартах и некоторых отечественных нормативных документах были сформулированы и конкретизированы требования к нефтяным насосам. Наиболее полно эти требования изложены в «рекомендациях» международного стандарта ISO 13709/API 610 8-го, 9-го, 10-го и 11-го изданий. Основные положения этого стандарта были взяты на вооружение компаниями «ЛУКОЙЛ» и «Роснефть», где были разработаны конкретные технические условия на поставку насосного оборудования на предприятия этих компаний [4]. Отечественное насосное оборудование не в полной мере соответствовало этим рекомендациям. В частности, в этих документов было указано, что для подач более 360 м³/ч необходимо применять только двухопорные насосы по типу ВВ2, ВВ3, ВВ4 или ВВ5, а не консольные по типу ОН1 или ОН2. Кроме того, для перекачивания нефтепродуктов температурой < 200°С и плотностью менее 700 кг/м³ необходимо применять двухопорные двухкорпусные насосы с радиальными разъемами корпусных деталей по типу ВВ2 и ВВ5. Таким образом, жестко ограничено применение крупных консольных насосов типа НК, НКВ и двухкорпусных многоступенчатых насосов с горизонтальным разъемом корпуса (по типу ВВ1 и ВВ3 API 610), в том числе насосов НПС 200-700 и его разновидностей. Как следствие, отечественный насосный рынок уверенно начал заполняться насосами зарубежных компаний и корпораций.

В январе 2003 г. на совещании в Ассоциации нефтепереработчиков и нефтехимиков в Москве сумским насосостроителям было предложено разработать нефтяные насосы нового поколения взамен некоторых проблемных. Там же были определены два нефтеперерабатывающих завода для внедрения в промышленную эксплуатацию нового насосного оборудования – ООО «ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез» и ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка», где планировались крупные модернизации технологических установок. Первоначально работы проводились в ОАО «ВНИИАЭН», но наиболее плодотворно эти работы были организованы в ООО «ДС Союз», истоки которого начинаются с середины 90-х годов ХХ века в составе АО «Сумский завод «Насосэнергомаш». Тогда это предприятие производило насосное оборудование и запасные части к насосам для тепловой энергетики, металлургии, систем мелиорации, коммунального хозяйства и других отраслей народного хозяйства стран СНГ.

В период 2005–2006 гг. была разработана новая номенклатура нефтяных насосов в соответствии с требованиями действующих нормативных документов. Разработка и создание новых насосов выполнялись под конкретные параметры установок упомянутых НПЗ. Была поставлена также следующая задача: замена устаревших насосов новыми должна обеспечивать двух-трехлетний межремонтный пробег и снижение энергопотребления. В 2007 г. на базе «ДС Союз» было организовано насосное производство ООО «Сумский машиностроительный завод», в котором планомерно решались задачи по созданию нефтяного насосного оборудования нового поколения и внедрение его в действующие технологические установки. Так, на установке депарафинизации масла №31 «ООО ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка» в 2007 г. были заменены морально устаревшие и физически изношенные насосы 6НГ-7´2 (мощность100 кВт) вновь созданными насосами АНДМс 40-230 (мощность 45 кВт). На установке «Дуосол-22» этого НПЗ для деасфальтизации сырья применяется сжиженный пропан 96%-ной очистки температурой 45°С и плотностью 460 кг/м³.

В процессе деасфальтизации сырья сжиженный пропан специальными насосами подается из конденсационной емкости в нижнюю часть колонны. В качестве «пропановых» насосов здесь были применены центробежные двухопорные двухкорпусные насосы Н 360-500сг и Н 500-500сг производства Ленинградского металлического завода, разработанные в 50-е годы ХХ века. О степени надежности этого оборудования можно судить по тому, что в установке были смонтированы три насоса – один рабочий и два резервных мощностью соответственно 400 и 500 кВт. Эти насосы давно сняты с серийного производства, к началу ХХI века морально устарели, физически износились, стали проблемными и практически неремонтопригодными. Одной из проблем их работы является высокое давление упругости паров перекачиваемого сжиженного пропана. Для обеспечения бескавитационной работы насоса в этом случае необходимо обеспечивать соответствующее избыточное давление на его входе. Для герметизации вала насоса при таком входном давлении предусмотрена маслосистема для запирания двойных торцовых уплотнений буферной жидкостью – индустриальным маслом. Эта громоздкая и проблемная установка устаревшей конструкции (рис. 1) требовала огромных количеств масла и охлаждающей воды, кроме того, торцовые уплотнения вала также устаревшей конструкции не могли обеспечивать надежную работу насосного агрегата.

В ООО «СМЗ» был создан насосный агрегат АНМсг 450-500 мощностью 400 кВт, который в июле 2007 г. введен в промышленную эксплуатацию на месте демонтированного насоса Н 360-500сг [5]. Надежная и безостановочная многомесячная работа нового насосного агрегата подтвердила справедливость всех инженерно-технических решений, заложенных в конструкцию насоса при его разработке.  В апреле 2010 г. на этой же установке взамен демонтированного насоса Н 500-500сг был введен в промышленную эксплуатацию насосный агрегат АНМсг 450-500 зав. №2. На сегодняшний день межремонтный пробег новых насосных агрегатов достиг 4 лет. Третий, практически несколько лет не работающий насосный агрегат Н 500-500сг демонтирован за ненадобностью. Проведенные замены насосов позволили обеспечить параметры, требуемые по технологическому режиму установки, повысили надежность работы всего оборудования и значительно снизили эксплуатационные затраты. На рисунке представлены насосные агрегаты на установке «Дуосол-22» до реконструкции (Рис.1, а) и насосные агрегаты АНМсг 450-500 зав. №1, 2 после реконструкции этой установки (Рис.1, б).

Рис. 1. Насосные агрегаты на установке «Дуосол-22» (а) – до реконструкци: на переднем и заднем планах Н 500-500сг, между ними АНМсг 450-500 и (б) – после реконструкции: АНМсг 450-500

Успешный ввод в 2007 г. в промышленную эксплуатацию первого «пропанового» насоса АНМсг 450-500 на установке «Дуосол-22» стал визитной карточкой ООО «Сумский машиностроительный завод» в нефтепереработке стран СНГ. К своему десятилетнему юбилею ООО «Сумский машиностроительный завод» поставил на 16 НПЗ Украины, России, Беларуси, Башкортостана и Татарстана более 200 нефтяных насосных агрегатов нового поколения собственных разработок. Насосы выполнены в различных конструктивных исполнениях пo API 610: усовершенствованные консольные АНК, АНКВ по типу ОН2; двухопорные с выносными опорами многоступенчатые секционные АНДМс по типу ВВ4; двухопорные одноступенчатые АНДг по типу ВВ2 и двухопорные двухкорпусные многоступенчатые АНДМг по типу ВВ5. С 2006 по 2017 гг. ООО «Сумский машиностроительный завод» поставил насосное оборудование на следующие предприятия: ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка» (ООО «ЛУКОЙЛ-ВНП»), ООО «ЛУКОЙЛ-Нижегороднефтеоргсинтез», ПАО «ЛУКОЙЛ-Одесский НПЗ», ООО «ЛУКОЙЛ-Коробковский ГПЗ», ООО «Волгоградская ГРЭС», ЗАО «Рязанская нефтеперерабатывающая компания», ОАО «Саратовский НПЗ», ОАО «Новокуйбышевский НПЗ», ОАО «Куйбышевский НПЗ», ОАО «Сызранский НПЗ», ОАО «Нижнекамский НПЗ», ОАО «Новоуфимский НПЗ», ПАО «ЛИНИК»), ПАО «Кременчугский НПЗ», ОАО «РИВНЕАЗОТ», ОАО «НАФТАН».

В табл. 1–3 представлены сведения о поставке насосных агрегатов типа АНК, АНКВ по ТУ У 29.1-31652112-012:2007 и ТУ У 29.1-34933255-017:2008; типа АНДМс по ТУ У 29.1-31652112-011:2007 и ТУ У 29.1-34933255-022:2010; типа АНДг, АНДМг по ТУ У 29.1-34933255-013:2007.

Таблица 1

Поставка насосных агрегатов типа АНК, АНКВ

Таблица 2

Поставка насосных агрегатов типа АНДМс

Таблица 3

Поставка насосных агрегатов типа типа АНДг, АНДМг

Нефтяные насосы нового поколения и насосные агрегаты на их основе производства ООО «Сумский машиностроительный завод» находят все более широкое применение на НПЗ стран СНГ. Положительный опыт их промышленной эксплуатации позволяет рекомендовать новую номенклатуру как для замены физически изношенных насосов, так и для оснащения вновь строящихся и модернизируемых установок.

Ввод в промышленную эксплуатацию большого количества новых нефтяных насосов послужил толчком для модернизации некоторыми отечественными производителями серийной насосной техники с целью обеспечения требований стандартов API. Например, ОАО «Волгограднефтемаш» модернизировало всю номенклатуру своих консольных насосов, восстановил серийное производство двухопорных насосов типа НТ, совместно с НПЦ «Динамика» создало автоматизированный стенд для энергетических и кавитационных испытаний насосов. Бобруйский машиностроительный завод (Республика Беларусь) также модернизировал консольные насосы типа НК нескольких типоразмеров и выполнил реконструкцию проблемных насосов типа НПС – опытные образцы некоторых из них введены в работу на Саратовском НПЗ.

Список литературы

1. Айзенштейн М.Д. Центробежные насосы для нефтяной промышленности. М.: ГНТИ нефтяной и горно-топливной литературы, 1957. 364 с.

2. Швиндин А.И. Центробежные насосы для нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств. 2-е изд., перераб. и доп. М. ООО «НТЦ при Совете главных механиков», 2012. 152 с.

3. Швиндин А.И. Пути совершенствования насосного оборудования для нефтеперерабатывающих производств//Химическая техника. 2011, №2.

4. Технические условия на поставку центробежных насосов и насосных агрегатов для нефтегазоперерабатывающих и нефтехимических организаций Группы «ЛУКОЙЛ». М., 2010.

5. Швиндин А.И., Львов О.С. Новые насосы на масляных производствах НПЗ//Химическая техника. 2008. №11.