2в_расчет_оборудования_НПС. Исходные данные Рассмотрим мнп протяжённостью

• Название: Исходные данные Рассмотрим мнп протяжённостью
• Дата: 03.06.2022
• Размер: 111.23 Kb.
• Имя файла: 2в_расчет_оборудования_НПС.docx
• Тип: Документы; #566587
• страница: 3 из 4

Рис. 2. Зависимости коэффициентов пересчёта К_Н, К_Q и K_от числа Рейнольдса

в насосе Re_Н
Критическое значение вязкости нефти _п, выше которого необходим пересчет напорной характеристики: (n – об/с), откуда следует, что для насоса данного типа





3. Определяем коэффициенты пересчета напора К_Н, подачи и к.п.д. К_ насоса с воды на вязкую нефть:



где Re_гр – граничное число Рейнольдса (см. рис. 2);



Re_гр0,22410⁵

Re_гр 0,22410⁵

а_ - поправочный коэффициент.

а_1,33

_{а1,3372,2-0,326=0,33}

4. Определяем величины аппроксимационных коэффициентов h_м , а_м,b_м , c_0 , c_1 , c_2 в формулах

H_м = h_м + а_мQ - b_м  Q² (или H_м = h_м- b_м  Q² при а_м = 0)

_м = c_0 + c_1 Q + c_2  Q²













H_м = h_м + а_мQ - b_м  Q²













H_м = 568,9– 0,00505 180²=405,3

5. Определяем подачу насоса в оптимальном режиме:





при которой к.п.д. и напор насоса соответственно равны =



=2,14·10^-2+66·10^-4·164,4-2007·10^-8·164,4²=0,56





IV. Пересчет характеристик подпорного насоса с воды на вязкую жидкость

Пересчёт характеристик необходим, если кинематическая вязкость транспортируемой жидкости _t при заданной температуре перекачки t = t_п.н попадает на интервал:

_п  _t  _доп ,

1. 
   Определяем кинематическую вязкость _t:
   

_t=_t/_t

где _t– плотность (в кг/м³)

_t - динамическая вязкость (в Па с) перекачиваемой жидкости при t = t_П.Н., которая находится по формуле Рейнольдса-Филонова:

, при -5С  t_П.Н.  80С ,

где  - коэффициент крутизны вискосограммы ( = 0,02 – 0,03, где нижний предел соответствует высоким температурам, а верхний – низким, в наших расчётах принимаем  = 0,025).

_t=1,36 Ст



2. Определяем критическое значение вязкости перекачиваемой среды:

Чтобы вычислить значение _П , определяющее необходимость пересчёта коэффициентов в напорной характеристике насоса, необходимо найти число Re_H, называемое числом Рейнольдса в насосе, и сравнить его с переходным числом Рейнольдса Re_П:

,

где – скорость схода жидкости с лопаток рабочего колеса насоса (в м/с)

_t– кинематическая вязкость перекачиваемой жидкости (в м²/с,

D_K– диаметр (в м) рабочего колеса насоса.

n – число оборотов (в с^-1) рабочего колеса насоса.





где n_S - коэффициент быстроходности насоса на режиме максимального к.п.д., являющийся индивидуальной характеристикой насоса



где n – число оборотов ротора (рабочего колеса) насоса, об/мин

Q_В.опт - подача (м³/ч) насоса при работе на воде с максимальным к.п.д.

Н_В.опт - напор (м)насоса при работе на воде с максимальным к.п.д.

n_K, - число последовательно установленных рабочих колёс (ступеней насоса) (Н_В.опт /n_K - напор создаваемый одной ступенью,).

n_BC - число сторон всасывания рабочего колеса Q_В.опт /n_BC- расход, приходящийся на одну сторону рабочего колеса).





, _п  _t , следовательно характеристики центробежного нагнетателя, построенные на воде (_п =1Ст), отличаются от характеристик нагнетателя, работающего на более вязкой жидкости, т.е. коэффициенты в уравнеии:

Н_ПВ = F_ПВ(Q) = h_П.В – b_П.ВQ² пересчитываются.

Критическое значение вязкости нефти _п, выше которого необходим пересчет напорной характеристики: (n – об/с), откуда следует, что для насоса данного типа





3. Определяем коэффициенты пересчета напора К_Н, подачи и к.п.д. К_ насоса с воды на вязкую нефть:



где Re_гр – граничное число Рейнольдса (см. рис. 2);

Re_гр0,22410⁵



а_ - поправочный коэффициент.

_а1,33

_а1,33

4. Определяем величины аппроксимационных коэффициентов h_м , а_м,b_м , c_0 , c_1 , c_2 в формулах

H_м = h_м + а_мQ - b_м  Q² (или H_м = h_м- b_м  Q² при а_м = 0)

_м = c_0 + c_1 Q + c_2  Q²

















H_п = h_п + а_пQ – b_п  Q²







H_п = 58 - 1058·10^-8  150²=57,8 м

5. Определяем подачу насоса в оптимальном режиме:



при которой к.п.д. и напор насоса соответственно равны =





=5,58·10^-2+66,4·10^-4·133,5-2479·10^-8·133,5²=0,5



Сводная таблица

Режим	Подача, м3/ч	Напор, м	К.П.Д.
Магистральный насос
Номинальный	180	500	0,72
Оптимальный на воде	165,4	518,2	0,7
Оптимальный на нефти	164,4	432,2	0,56
Подпорный насос
Номинальный	150	60	0,72
Оптимальный на воде	154	63,7	0,63
Оптимальный на нефти	133,5	63,5	0,5

V. Расчет безкавитационной работыосновного насоса

Для нормальной (безкавитационной) работы основного насоса необходимо, чтобы минимальный подпор на входе в него h_вх превышал бы напор h_S , соответствующий давлению насыщенных паров перекачиваемой жидкости P_S , на величину, равную разности допустимого кавитационного запаса и скоростного напора на входе в насос h_ck,


или

,
где - минимальное давление на входе в насос (в Па)

- соответствующий ему подпор (в метрах нефтяного столба);

- давление насыщенных паров перекачиваемой жидкости при температуре t = t _П.Н (Па)

- соответствующий давлению насещеных паров напор (м); - допустимый кавитационный запас, м.

- скоростной напор на входе насос, м;

V_вс.п– скорость жидкости во всасывающем патрубке основного насоса, м/с.

,

где S_пр.вс, D_вс.п – площадь проходного сечения (м²)

D_вс.п –внутренний диаметр всасывающего (приёмного) патрубка насоса (м, см. таблица 8).

1. 
   Определяем давление насыщенных паров перекачиваемой нефти:
   

где Т_П.Н = t_П.Н + 273, Т_Н.К – температура соответственно перекачиваемой нефти (t_П.Н приведена в табл. 1) и начала её кипения (в К), которая выбирается студентом самостоятельно в зависимости от конкретного типа добываемой нефти: Арланская - Т_П.К =308К; Бавлинская – 296; Мангышлакская – 330; Мухановская – 311; Ромашкинская – 316; Туймазинская – 298; Усть-Балыкская – 314.

2. 
   Определяем допустимый кавитационный запас насоса при перекачке нефти и нефтепродуктов:
   

где - допустимый кавитационный запас основного насоса при работе на воде в номинальном режиме (см.табл. 7);

k_h – коэффициент запаса, k_h = 1,1…1,15;

, - поправки соответственно на температуру и вязкость перекачиваемой жидкости (в м).





где - напор, соответствующий давлению насыщенных паров перекачиваемой жидкости,







_вх – коэффициент местного сопротивления на входе в основной насос, вычисляемый по формуле:



Для основного насоса число Рейнольдса на входе в насос Re_вх рассчитываются по диаметру всасывающего патрубка насоса D_вс.п.

.

.

3. 
   Определяем минимального подпора h_вх на входе в первый по счёту основной магистральный насос НПС и соответствующего ему давления Р_вх
   

Р_вх = h_вх _tg

Р_вх = 7,7 746,3 9,81=0,056 МПа

4. 
   Определяем рабочее давление на выходе из НПС Р_раб при последовательном включении в ней нескольких однотипных насосов серии НМ не превысит допустимого Р_доп., указанного в табл. 2. В противном случае следует пересчитать диаметры рабочих колёс, выбранных ранее основного и подпорного насосов.
   

Р_раб = Н_НС_tg = (H_вх + m_МН_М) _tg  P_доп ,

где Н_НС = H_вх +m_МН_М - суммарный напор, на выходе из насосной станции (НС);

Р_раб = Н_НС_tg = (7,7+1·511) 746,3·9,81=3,79 МПа

m_М– число последовательно включаемых на каждой НПС основных магистральных насосов. (для насосов с подачей 500 м³/ч и выше последовательно включают не более трех насосных агрегатов при одном резервном);

- напор, создаваемый одним магистральным насосом при плановом режиме перекачки с расходом Q = Q_ч

Q_ч– часовой расход в трубопроводе (в м³/ч,)

H_вх – подпор на входе в первый по счету магистральный насос НПС при перекачке по схеме “из насоса в насос”;