Методические указания по решению задачи

1. Построить совмещенную H-Q характеристику НПС и линейной части. Причем характеристику НПС дать в виде 4-х кривых: характеристики подпорного насоса, суммарной характеристики подпорного насоса и одного основного насоса, суммарной характеристики подпорного насоса и двух основных, характеристики всей станции.

2. Определить по совмещенным характеристикам исходное значение Q, затем значение Q при снижении объемов перекачки.

3. Из всех способов регулирования выбрать те, которые рационально применять для регулирования при изменении режима работы НПС на короткий период времени.

4. Определить рабочие точки НПС при каждом из выбранных способов регулирования.

5. Выбрать наиболее экономичный способ.

Обеспечение бескавитационной работы насосов на НПС

Теоретические основы

В процессе эксплуатации насосов давление, в какой либо точке их всасывающего тракта может оказаться равным или меньшим давлению насыщенных паров жидкости. В этой точке жидкость практически мгновенно переходит в газообразное состояние, образуя пузырьки с паром. Данные пузыри потоком жидкости переносятся в область повышенного давления в проточной части насоса, где за счет повышения давления пар в пузырьках конденсируется и пузыри схлапываются. Рассмотренный процесс называется кавитацией. При схлапывании пузырьков в объем, ранее занимаемый ими, со всех сторон устремляется жидкость, и в точках схлапывания происходит сильный гидроудар со скачком давления в несколько сот атмосфер. Если в момент схлапывания пузырек находился на поверхности детали, отмеченный удар приходится по этой детали. Несмотря на значительный скачек давления мощность удара сравнительно невелика, ввиду небольших размеров пузырьков и деталь не разрушается. Однако в результате множественности ударов происходит интенсивное старение металла детали. Он теряет пластичность и становится хрупким. При очередной кавитации металл на поверхности детали выкрашивается - прочность детали снижается, ее поверхность становится шероховатой, что приводит к повышению потерь энергии внутри насоса и к снижению гидравлического и общего КПД насоса.

Отмеченные достаточно тяжелые последствия от кавитации являются весьма отдаленными по времени. Но существует негативные последствия, возникающие сразу же при кавитации:

1. Резкое повышение вибрации насоса.

2. Резкое падение напора и КПД, а так же подачи.

3. При сильно развитой кавитации полный срыв подачи.

Все перечисленное не допускает эксплуатацию насосов в кавитационном режиме. Наиболее кардинальное предотвращение кавитации - поддержание во всех точках всасывающего тракта давление выше давления насыщения паров жидкости.

Превышение давления над Р_S должно наблюдаться во всех точках всасывающего тракта и поэтому равняться, как минимум, потерям давления во всём всасывающем тракте, то есть:

или для большей гарантии

Таким образом, условие бескавитационной работы центробежного насоса в общем случае имеет вид

, (4.16)

или

, (4.17)

где Р_вх и Н_вх - соответственно давление и напор на входе всасывающего патрубка насоса.

При эксплуатации НС обеспечение бескавитационного режима работы контролируется по манометру, показывающему значение Р_вх. При проектировании станций выполнение условия бескавитационной работы проверяется расчетом. Для этого, обычно, используется выражение (4.17).

Проверка состоит в расчете Н_вх и сопоставлении его значения с правой частью (4.17). Для НС магистральных нефтепроводов Н_вх - остаточный напор предшествующих станций. Для НС, ведущих откачку жидкости из резервуара, что имеет место, например, на нефтебазах

, (4.18)

где Н₀ - располагаемый напор в начале всасывающего тру­бопровода; h - общие потери напора во всасывающем трубопроводе.

В случае невыполнения условий (4.16) и (4.17) добиваются их выполнения. Способы, с помощью которых добиваются выполнения этих условий, наглядно прослеживаются из зависимостей (4.17) и (4.18).

Задача для самостоятельного решения

При проектировании насосной станции внешней перекачки для подачи нефти из резервуарного парка нефтепромыслов на ГНПС нефтепровода предварительно выбран насос, указанный в таблице 4.3.

Требуется проверить выполнение условия бескавитационной работы насоса, пользуясь справочными данными, приведенными в табл. 4.3. При невыполнении указанного условия предложить возможные решения, обеспечивающие его выполнение.

По одному из предложенных решений выполнить расчеты с определением требуемого значения параметра, изменение которого позволит добиться бескавитационной работы насоса.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: