Методические указания к выполнению контрольной работы




Для создания и поддержания в трубопроводе напора, доста­точного для обеспечения транспортировки нефти или нефтепро­дукта, используют нефтеперекачивающие станции (НПС). Ос­новное назначение каждой НПС состоит в том, чтобы забрать жидкость из сечения трубопровода с низким напором, увеличить этот напор и затем ввести транспортируемую жидкость в сечение трубопровода с высоким напором, поэтому главным элементом НПС являются насосы. Таким образом, насосы - это устройства для принудительного перемещения жидкости от сечения с меньшим значением напора Нв (в линии всасывания насоса) к сечению с большим значением напора Нн (в линии нагнетания). Величина Н = НН - Нв разности напоров между линиями на­гнетания и всасывания, то есть создаваемый насосом напор, на­зывается дифференциальным напором насоса

Расход Q жидкости, проходящей через насос, называется его подачей.

Для перекачки нефтей и нефтепродуктов используют, в основном, центробежные насосы, в которых необходимый напор создается за счет центробежной силы. При этом, чем больше напор Н, который должен создать такой насос, тем меньше подача V, которую он может обеспечить. Зависимость Н = H(Q) называется гидравлической (Q - Н) - характеристикой насоса. Гидравлические характеристики центробежных насосов обычно представляют двучленной зависимостью

H = a-bQ2,

в которой а и b - коэффициенты аппроксимации. Гидравличе­ские (Q - Н) - характеристики некоторых центробежных насо­сов, предназначенных для перекачки нефти и нефтепродуктов, приведены в таблице 2.

Гидравлическая (Q—Н) - характеристика НПС складыва­ется из соответствующих характеристик отдельных насосов станции, соединенных последовательно или параллельно, а также характеристик станционных трубопроводов (системы обвязки) станции:

Hст=Hcyм.(Q)-hст(Q), (40)

где Нсум (Q)- суммарная характеристика насосов, установлен­ных на станции; hст (Q) - характеристика станционных трубо­проводов.

Полезная мощность Nn насосной установки определяется формулой

Nn=pgQH, (41)

в которой Н - дифференциальный напор, развиваемый насосом; Q - подача насоса. В системе СИ мощность измеряется в Ваттах: [ Nn ] = кг/ м3 х м/с2х м3/с х м =(кг-м22)/с = Дж/с = Вт. Мощность NB на валу насоса определяется формулой

где ηн - коэффициент полезного действия центробежного на­гнетателя.

 

Таблица 2. Коэффициенты аппроксимации

характеристик некоторых центробежных насосов

 

Тип насоса Диаметр рабочего колеса, мм а, м b, м/(м3/ч)2  
НМ 1250-260     0,451 10-4
НМ 2500-230     0,792 10-5
НМ 2500-230 на подачу 1800м3     0,812 10-5
НМ 2500-230 на подачу 1250м3     0,160 10-4
НМ 3600-230     0,579 10-5
НМ 3600-230 на подачу 2500 м3     0,644 10-5
НМ 3600-230 на подачу 1800м3     0,125 10-5
НМ 5000-210     0,260 10-5
НМ 5000-210 на подачу 3500 м3     0,529 -10-5
НМ 5000-2 10 на подачу 2500 м3     0,484 10-5
НМ 7000-210     0,194 10-5
НМ 10000-210 на подачу 7000 м3 505/484   0,208 10-5
НМ 10000-210 на подачу 5000м3 475/455   0,197 10-5

Потребляемая мощность Nнy насосной установки (состоящей, как известно, из центробежного нагнетателя и привода) определяется формулой

в которой ηпр - коэффициент полезного действия привода насосной установки. Коэффициент η = ηи • ηпр полезного действия насосной установки так же, как и дифференциальный напор, зависит от подачи Q насоса. Эту зависимость называют (Q - η) - характери­стикой насоса. Характеристику центробежного насоса обычно представляют в виде двухчленной формулы:

η = kQ – kQ2

где k и k1 - коэффициенты аппроксимации. В рабочем диапазоне подач коэффициент η|, как правило, максимален (обычно 0,8: 0,85).

В проектной практике для аппроксимации гидравлических (Q - Н) и (Q —η) - характеристик насоса используют паспорт­ные кривые, а вычисление параметров а, b и k, k1 осуществля­ют методом наименьших квадратов по 5 точкам (Qi, Hi) и (Qi, ηi), лежащим на этих кривых.

На перекачивающих станциях центробежные насосы соеди­няют последовательно для увеличения напора или параллельно для увеличения расхода.

При последовательном соединении насосов, рис. 1.8, их (Q-H) - характеристики складываются; при этом подача (расход) жидкости в насосах одна и та же, а напоры суммируются: q1=q2=Q; H = HI+H2.

Рис. 1.8. Последовательное соединение насосов

Если H = a1 - b1Q2- характеристика первого насоса, H=a2 – b2Q2- характеристика второго насоса, то система двух последовательно соединенных насосов имеет характеристику

H = (a1+a2) - (b1+b2)-Q2

При параллельном соединении насосов, рис. 1.9, их (Q - H)- характеристики складываются иначе: подачи q1 и q2

(расходы) жидкости в насосах суммируются, а напор, создавае­мый каждым насосом, один и тот же: Q = q1 + q2, Н = Н1 = Н2.

Рис. 1.9 Параллельное соединение насосов

Если H = a1-b1Q2 - характеристика первого насоса, Н = а22•Q2 - характеристика второго насоса, то система двух параллельно соединенных насосов имеет характеристику

Рабочие характеристики центробежных насосов могут быть изменены путем изменения диаметра Dк. рабочего колеса или частоты ω вращения его вала. Измененная характеристика насо­са при изменении диаметра D'к. рабочего колеса или частоты ω' его вращения, связана с характеристикой насоса при номинальных значениях Dк.0, ωo этих параметров формулами:

для изменения диаметра колеса и частоты вращения его вала соответственно.

Задания к контрольной работе по предмету «Машины и оборудование газонефтепроводов и газонефтехранилищ» (продолжение вариантов (с 9))

Задания для контрольной работы. (продолжение с варианта 9)

Вариант 1

Разность давлений в линиях нагнетания и всасыва­ния магистрального нефтяного насоса НМ 2500-230, рассчитанного на подачу 1800 м3/ч и перекачивающего сырую нефть (р = 880 кг/м3), равна 20 атм. Найти подачу (расход жидкости) насоса.

Вариант 2

Давление в линии всасывания центробежного насоса НМ 1250-260 равно 0,3 МПа. Определить давление в линии нагнетания этого насоса, если известно, что он ведет пере­качку дизельного топлива (р = 840 кг/м3) с расходом 900 м3/ч.

Ответ. 2,73 МПа.

Вариант 3

Два центробежных насоса НМ 5000-210 с характеристиками Н = 272- 0,260 10-5Q2 (Н - в м, Q - в м3/ч), соединенные последовательно, развивают совместно напор 420 м. Определить расход перекачки.

Вариант 4

Два центробежных насоса НМ 1250-260, один с ха­рактеристикой H = 331-0,451 10-4Q2, другой - с характе­ристикой Н = 301 - 0,387 10-4Q2, соединены параллельно. Какую характеристику будет иметь система этих двух насосов?

Вариант 5

Определить подачу системы двух параллельно со­единенных центробежных насосов, характеристики которых заданы уравнениями

Н = 270-0,465-10-4Q2 и Н = 260-0,430 10-4 Q2, если известно, что развиваемый ими напор составляет 240 м.

 

Вариант 6

Два центробежных насоса, один с характеристикой Н=330 - 0,415 • 10-4 • Q2, другой с характеристикой Н = 280-0,315-10-4Q2 (Н- в м, Q- в м3/ч), соединен­ные параллельно, перекачивают вместе 2000 м3/ч. Опреде­лить напор, развиваемый системой этих двух насосов.

Вариант 7

15. Определить напор, развиваемый системой двух параллельно соединенных насосов НМ 5000-210, характеристики которых заданы уравнениями

Н = 272 - 0,260 • 10-5•Q2 и Н = 250 - 0,203 • 10-5 • Q2,

если известно, что они перекачивают сырую нефть с расходом 8000 м3/ч.

 

Вариант 8

16. Два центробежных насоса, один НМ-3600-230 с характеристикой Н = 273- 0,125 • 10-4 Q2, а другой - НМ 2500-230 с характеристикой Н = 251-0,812-10-5 Q2 (Н -напор, м; Q - расход, м3/ч), соединенные параллельно, перекачивают нефть с суммарным расходом 1800 м3/ч, причем коэффициент η1 полезного действия первого насоса оказался равным 0,78, а второго - 0,83. Каков коэффициент η полезного действия системы этих двух насосов?

Вариант 9

Два центробежных насоса, один НМ 2500-230 с характеристикой

Н = 245-ОД6-10-4Q2,

а другой НМ - с характеристикой

Н = 295- 0,363 •10-4Q2

(Н - напор, м; Q - расход, м3/ч), соединенные параллельно, перекачивают нефть с суммарным расходом 1800 м3/ч, причем коэффициент η1 полезного действия первого насоса оказался равным 0,72, а второго - 0,80. Каков коэффициент η полезного действия системы этих двух насосов? Ответ, л = 0.733.

 

Вариант 10

Определить мощность на валу центробежного насо­са НМ 3600-230 с подачей на 1800 м3/ч и диаметром рабоче­го колеса 450 мм при перекачке нефти (р = 890 кг/м3) с рас­ходом 1650 м3/ч, если известно, что коэффициент т|н полез­ного действия центробежного нагнетателя при такой подаче равен 0,80.

 

Вариант 11

Напорная характеристика центробежного насоса НМ 1250-260 имеет вид: Н = 295-0,36310-4 Q2 (Н - напор, м; Q - расход, м3/ч). Определить мощность, потребляе­мую насосной установкой при перекачке дизельного топли­ва (р = 840 кг/м3) с расходом 900 м3/ч, если известны коэф­фициенты полезного действия нагнетателя и привода, рав­ные соответственно 0,82 и 0,95.

 

Вариант 12

Гидравлическая (Q-H)- характеристика центро­бежного насоса НМ 1250-260 с диаметром рабочего колеса 440 мм имеет вид: Н = 331-0,451 10-4Q2 (Н - напор, м; Q - расход, м3/ч). Определить, как изменится эта характери­стика, если рабочее колесо обточить до диаметра 418 мм.

 

Вариант 13

Нефтяной магистральный насос НМ 3600-230 с диа­метром рабочего колеса 450 мм, рассчитанный на подачу 1800 м3/ч, имеет гидравлическую (Q-H)- характеристику: Н = 273-0,125 10-4 Q2 (Н - напор, м; Q - расход, м3/ч). Однако обнаружилось, что развиваемый насосом напор на 25 м превышает необходимый. На сколько нужно обточить рабочее колесо этого насоса, чтобы он развивал требуемый напор?

 

Вариант 14

Гидравлическая (Q-H) - характеристика центро­бежного насоса с регулируемой частотой вращения рабоче­го колеса имеет вид: Н = 280-0,795 • 10-4 Q2 (Н - напор, м; Q - расход, м3/ч) при частоте вращения 3200 об/мин. По­строить характеристики того же насоса при частотах вра­щения 2900 и 2600 об/мин.

 

Вариант 15

Гидравлическая (Q-H) - характеристика центробежного насоса с регулируемой частотой вращения рабочего колеса представлена при частоте вращения 3200 об/мин в виде: Н = 280-0,775 • 10-2 Q1.75 (Н - напор, м; Q - расход, м3/ч). Построить характеристики того же насоса при частота вращения 2900 и 2600 об/мин.

 

Вариант 16

Характеристика центробежного насоса с регулируемой частотой вращения при частоте вращения 3200 об/мин имеет вид: Н = 280-0,795 10-4 Q2 (Н - напор, м; Q - рас­ход, м3/ч). Как и на сколько нужно изменить частоту враще­ния рабочего колеса, чтобы насос развивал напор 220 м при подаче 1000м3/ч?

 

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-12-07 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: