|
Регулирование изменением напорной характеристики насоса
Подбор ЦБН и определение режима работы
Рис. 1 – Трубопроводная схема
Определение величины потребного напора для заданной подачи.
Зададимся скоростью в нагнетательной линии
В соответствии с ГОСТ примем Dнаг=1220 мм, δ= 10 мм; Dвс=1420 мм, δ= 10 мм.
Зона гладкого трения
Зона гладкого трения
Составим уравнения Бернулли для сечений 1-1 и 2-2:
И для сечений 3-3 и 4-4:
Тогда потребный напор равен:
Расчет и графическое построение кривой потребного напора
Зададимся несколькими значениями расхода Q и определим величины потребного напора в соответствии с уравнением:
Результаты расчета приведены в таблице 1.
Q, м3/ч
| vвс, м/с
| Re
| λ
|
| vнаг, м/с
| Re
| λ
|
|
|
| 0,09
| 394,7
| 0,16213
|
| 0,123
| 460,5
| 0,13897
| 4,4
| 64,6
|
| 0,18
| 789,5
| 0,08107
|
| 0,246
| 921,1
| 0,06948
| 8,9
|
|
| 0,271
| 1184,2
| 0,05404
|
| 0,368
| 1381,6
| 0,04632
| 13,3
| 73,5
|
| 0,361
|
| 0,04053
|
| 0,491
| 1842,1
| 0,03474
| 17,8
|
|
| 0,451
| 1973,7
| 0,03243
|
| 0,614
| 2302,7
| 0,02779
| 22,2
| 82,4
|
| 0,541
| 2368,4
| -
| -
| -
| -
| -
| -
| -
|
| 0,632
| 2763,2
| -
| -
| -
| -
| -
| -
| -
|
| 0,722
| 3157,9
| 0,04221
| 0,1
| 0,982
| 3684,3
| 0,04061
| 83,2
| 143,4
|
| 0,812
| 3552,7
| 0,04098
| 0,1
| 1,105
| 4144,8
| 0,03943
| 102,3
| 162,5
|
| 0,902
| 3947,4
| 0,03992
| 0,1
| 1,228
| 4605,3
| 0,03841
|
| 183,2
|
| 0,992
| 4342,2
| 0,03898
| 0,1
| 1,351
| 5065,8
| 0,0375
| 145,3
| 205,6
|
| 1,083
| 4736,9
| 0,03814
| 0,2
| 1,474
| 5526,4
| 0,0367
| 169,2
| 229,5
|
| 1,173
| 5131,6
| 0,03738
| 0,2
| 1,597
| 5986,9
| 0,03597
| 194,6
|
|
| 1,263
| 5526,4
| 0,0367
| 0,2
| 1,719
| 6447,4
| 0,03531
| 221,6
| 281,9
|
| 1,353
| 5921,1
| 0,03607
| 0,3
| 1,842
|
| 0,03471
|
| 310,4
|
| 1,444
| 6315,9
| 0,03549
| 0,3
| 1,965
| 7368,5
| 0,03415
| 279,9
| 340,3
|
| 1,534
| 6710,6
| 0,03496
| 0,3
| 2,088
|
| 0,03364
| 311,2
| 371,7
|
| 1,624
| 7105,3
| 0,03446
| 0,4
| 2,211
| 8289,6
| 0,03316
|
| 404,5
|
| 1,714
| 7500,1
| 0,034
| 0,4
| 2,333
| 8750,1
| 0,03271
| 378,1
| 438,7
|
| 1,805
| 7894,8
| 0,03357
| 0,5
| 2,456
| 9210,6
| 0,0323
| 413,6
| 474,2
|
| 1,895
| 8289,6
| 0,03316
| 0,5
| 2,579
| 9671,2
| 0,03191
| 450,5
| 511,1
|
| 1,985
| 8684,3
| 0,03278
| 0,6
| 2,702
| 10131,7
| 0,03154
| 488,7
| 549,4
|
| 2,075
|
| 0,03241
| 0,6
| 2,825
| 10592,2
| 0,03119
| 528,2
|
|
| 2,165
| 9473,8
| 0,03207
| 0,7
| 2,947
| 11052,8
| 0,03086
| 569,1
| 629,9
| Таблица 1 – результаты расчеты при заданных подачах
По полученным результатам строим кривую потребного напора
Подбор основных ЦБН
Возьмем НМ 10000-210 с диаметром колеса 530 мм.
Описание и паспортная характеристика ЦБН. Аналитический расчет паспортной характеристики.
Дополнительный кавитационный запас 65 м.
Q, м3/ч
| H, м
| η, %
| 8000,0
| 309,8
| 85,96
| 8297,9
| 304,6
| 86,65
| 8816,6
| 295,2
| 87,53
| 9231,4
| 287,3
| 87,94
| 9853,8
| 274,7
| 88,06
| 10372,4
| 263,6
| 87,71
| Таблица 2 – Результаты расчеты характеристик насоса НМ 10000-210 при заданных подачах воды
Пересчет паспортной характеристики ЦБН с воды на перекачиваемую жидкость (нефть).
;
Q, м3/ч
| H, м
| η, %
| 7712,767
| 302,3
| 73,93
|
| 297,3
| 74,52
|
| 288,1
| 75,27
|
| 280,3
| 75,62
|
| 268,1
| 75,73
|
| 257,2
| 75,43
| Таблица 3 – Результаты расчеты характеристик насоса НМ 10000-210 при заданных подачах нефти
Подбор подпорного насоса и его пересчет
Возьмем 2 насоса НПВ 5000 – 120 с диаметром колеса 613 мм.
Дополнительный кавитационный запас 5 м.
Q, м3/ч
| H, м
| η, %
| 4000,0
| 131,1
| 84,35
| 4341,4
| 130,8
| 85,59
| 4612,7
| 130,6
| 85,93
| 4829,8
| 130,4
| 85,81
| 5155,4
| 130,1
| 84,95
| 5426,7
| 129,8
| 83,61
| Таблица 4 - Результаты расчеты характеристик насоса НПВ 5000-120 при заданных подачах воды
Пересчет характеристики насоса.
;
Q, м3/ч
| H, м
| η, %
| 3685,5
| 124,1
| 68,32
| 4000,0
| 123,9
| 69,32
| 4250,0
| 123,7
| 69,61
| 4450,0
| 123,5
| 69,51
| 4750,0
| 123,2
| 68,81
| 5000,0
| 122,9
| 67,73
| Таблица 5 - Результаты расчеты характеристик насоса НПВ 5000-120 при заданных подачах нефти
Построение совмещенной характеристики насосов и трубопровода. Определение рабочей точки (режима работы)
Так как подпорные насосы соединены параллельно, то складываем графики напорных характеристик подпорных насосов по расходу.
К полученной характеристике добавив по напору напорную характеристику магистрального насоса, получаем напорную характеристику всех насосов.
Находим точку пересечения кривой потребного напора и напорной характеристики насосов. Это рабочая точка.
Рабочая точка:
Регулирование режима работы
Так как полученная рабочая точка неудовлетворяет проектной подаче, попробуем изменить её. Существует два пути: 1) изменение кривой потребного напора; 2)изменение напорной характеристики насосов.
Регулирование изменением кривой потребного напора
Изменение кривой потребного напора возможно путем дросселирования или байпасирования.
Дросселирование
Дросселирование заключается в ведении дополнительного сопротивления в нагнетательный трубопровод. Обычно это выполняется путем прикрытия задвижки на нагнетательной линии.
A – рабочая точка до дросселирования;
F – рабочая точка при дросселировании;
HF – это напор, развиваемый насосами при дросселировании;
HB – это напор, который идет на перемещение жидкости;
hдр= HF- HB – это потери напора на дросселе.
Из графика 1 видно, что нужно дросселировать 6 м, тогда
Так как потери от дросселирования не превышают 2%, то этот метод допускается для регулирования режима.
Байпасирование
Байпасирование заключается в перепуске части жидкости с нагнетательной на всасывающую линию насоса.
QA – подача насоса без байпаса
ΔQ=QC-QB – количество жидкости, которое циркулирует в байпасе
Из графика 1 видно, что в байпасе должен циркулировать поток с расходом
279 м3/ч.
Байпасирование является экономически невыгодным методом и не применяется при магистральном транспорте нефти.
Регулирование изменением напорной характеристики насоса
Действительный напор превышает проектный на 6 м. Имеется в наличии только один магистральный насос. Так как изменяться может только режим работы магистрального насоса, то его напор должен уменьшится на 6 м при той же подаче 8900 м3/ч. Используем уравнение параболы подобия.
МН 10000-210 при подаче 8900 м3/ч выдает 280 м напора.
Значит нужная нам точка (8900;274). Проведем через неё параболу:
Посчитаем несколько значений, чтобы построить параболу
Q
| H
|
|
|
| 280,191895
|
| 286,4529731
|
| 292,7832344
| Табл. 6 – точки, принадлежащее параболе при a=5,02·10-6 ч2/м5
Из графика 2:
Построив ещё несколько парабол подобия и используя отношение H2/H1, построим напорную характеристику насоса при подобном режиме работы.
Далее посчитаем нужные значения используя формулу подобия:
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|