Характеристики основных и подпорныхнасосов НПС

- Характеристикой насоса называется графическая зависимость основных параметров насоса (напора, мощности, к.п.д., допустимого кавитационного запаса или высоты всасывания от подачи).

- Центробежные насосы, к которым относятся агрегаты НМ, НПВ и НМП, могут иметь два вида характеристик – универсальную и комплексную, которая является основной.

- Ее получают при стандартных условиях:

- 1. Частота оборотов ротора насосов постоянна и равна номинальным оборотам насоса;

- 2. Перекачиваемая жидкость: вода, плотностью 1000кг/м³ и вязкостью 1сСт.

- 3. Температура воды 20°С.

- Кривая Q-H называется напорной характеристикой насоса, показывает зависимость напора развиваемого насосом от подачи насоса. Кривая N-Q – мощностная характеристика насоса. Она показывает зависимость мощности потребляемой насосом от подачи насоса.к.п.д.-Q показывает зависимость кпд насоса от его подачи; Δh_доп-Q показывает зависимость от подачи допустимого кавитационного запаса.

- Рекомендуемая заводом-изготовителем область применения насосов по подаче (рабочая зона) отмечена на характеристике в виде обособленного поля. Рабочей зоне отвечают наиболее высокие значения к.п.д. насоса.

- Область применения насоса может быть расширена обточкой их рабочих колес. Насосы магистральных нефтепроводов допускается обтачивать не более чем на 10%, т.к. при большем значении обточки рабочих колес наблюдается заметное снижение к.п.д. насосов. Предельно допустимому значению обточки рабочего колеса соответствует нижняя кривая Н-Q из двух приведенных на характеристике. Верхняя отвечает необточенному колесу.

- Допустимый кавитационный запас Δh_доп, приводимый на характеристике, есть минимально допустимый избыток удельной энергии перекачиваемой жидкости на входе в насос над удельной энергией насыщенных паров жидкости, при котором не происходит холодного кипения жидкости в насосе или кавитации.

- При решении многих инженерных задач Н-Q характеристики насосов используются в аналитической форме, которую получают путем аппроксимации графической зависимости:

- Н=a-bQ².

- На H-Q характеристике в ее рабочей зоне берут две любые точки с координатами Q₁, H₁ и Q₂, H₂ соответственно. В результате получают систему уравнений с двумя неизвестными – a и b.

- Н₁=a-bQ²₁.

- Н₂=a-bQ²₂.

- Решение данных уравнений дает зависимости для определения числа значений a и b, которые можно использовать для определения напора насоса в зависимости от его подачи.

18. Совместная работа насосов и трубопроводной сети.

- Насосы НПС и линейная часть нефтепровода составляют единую гидродинамическую систему. Режим работы такой системы определяется ее рабочей точкой.

- Рабочей точкой системы, состоящей из одного или нескольких насосов и трубопроводной сети, называется точка пересечения суммарной H-Q характеристики всех насосов с суммарной H-Q характеристикой сети.

- Рабочая точка системы характеризует гидродинамическое единство ее элементов (насосов и трубопроводов). Оно состоит в том, что через насос и трубопровод проходит одно и то же количество жидкости, при этом насос развивает только такой напор, который теряется в трубопроводе

- Рабочая точка системы определяет рабочие точки отдельных насосов, входящих в систему. Рабочие точки насосов (их Н и Q координаты) показывают напор и подачу, развиваемые насосами при работе их в данной системе.

- Поскольку рабочая точка принадлежит характеристике трубопровода, то её координаты показывают пропускную способность трубопровода и потери напора в нем при работе на него данных насосов с данной Q-Н характеристикой.

- Таким образом, координаты рабочей точки системы насосы – трубопроводная сеть показывают как режим работы всей системы, так и каждого его элемента.

- На нефтеперекачивающих станциях в общем случае возможны следующие схемы соединения насосов: последовательное, параллельное и смешанное параллельно-последовательное соединение.

- 1. Последовательное соединение.

- 1 и 2 – насосы,

- 3 – трубопроводная сеть.

-

- Допустим, НПС оснащена двумя насосами с характеристиками 1 и 2. Станция работает на трубопровод с характеристикой 3.

- Рабочая точка такой сложной системы есть точка пересечения характеристики трубопровода 3 с суммарной характеристикой насосов, т.е. с кривой, являющейся суммой кривых 1 и 2 по напору при равных Q.

- НС состоит из насосов 1 и 2, которые соединены последовательно, поэтому производительности насосов равны, и производительность каждого насоса равна производительности НС – Q^*. При Q^* насос 1 развивает согласно его характеристике напор Н₁, а насос 2 – напор Н₂. Таким образом, определены режимы работы каждого насоса и соответственно их рабочие точки – m₁ и m₂.

- 2. Параллельное соединение.

- 1 и 2 – насосы с известными характеристиками,

- 3 – трубопроводная сеть.

- Рабочая точка находится как точка пересечения суммарной характеристики насосов с характеристикой трубопроводной сети. При параллельном соединении насосов в самом общем случае производительности у них могут быть разными, напоры же всегда одинаковы, в противном случае насос с большим напором «задавит» насос с меньшим напором, и тот в гидродинамическом смысле уже не будет являться насосом, а станет одним из элементов трубопроводной сети. Следовательно, суммарная характеристика насосов находится графическим сложением подач насосов при одинаковых напорах.

- После сложения 1 и 2 получим характеристику 1+2 и рабочую точку системы М (Q^*;H^*), отражающую режим работы системы. НС и сеть 3 находятся в гидродинамическом единстве, т.е. напор НС строго равен потерям напора в сети 3 и составляет Н^*. Поскольку НС образовано параллельно соединенными насосами, то напоры у насосов одинаковы и напор каждого насоса равен напору НС Н^*. При напоре Н^* насос 1 согласно его характеристике имеет подачу Q₁, а насос 2 при этом же напоре Н^* подачу Q₂. Таким образом, определили режим работы каждого насоса и соответственно рабочие точки насосов – m₁ и m₂.

- 3. Смешанное параллельно последовательное соединение.

- Решаем задачу аналогично предыдущим.