Автор работы: Пользователь скрыл имя, 11 Октября 2013 в 10:06, курсовая работа
Перекачивающая насосная станция без емкости предназначена для повышения давления в магистральном нефтепроводе при перекачке нефти.
Нефтеперекачивающая станция ведена в эксплуатацию в 1966 году, является структурным подразделением ОАО «СЗМН» РРНУ и представляет собой комплекс сооружений и устройств для перекачки нефти по магистральному нефтепроводу Альметьевск-Куйбышев d-820 мм и Калтасы-Куйбышев d-820/720. на участке 73-173 км.
Проект нефтеперекачивающий станции разработан институт Гипротрубопровод, г. Москва
Пересчет характеристики насоса при обточке рабочего колеса выполняется по формулам подобия: 2 3
где – подача, напор и потребляемая мощность, соответствующие заводскому диаметру рабочего колеса ;
– то же при уменьшенном диаметре рабочего колеса .
Формулы эти следует считать приближенными, так как не для всех насосов сохраняется условие постоянства площади . В процессе обточки геометрическое подобие исходного и обточенного колес не сохраняется.
Способ регулирования за счет обточки рабочего колеса может быть эффективно использован при установившемся на длительное время режиме перекачки. Следует отметить, что уменьшение диаметра рабочего колеса сверх допустимых пределов приводит к нарушению нормальной гидродинамике потока в рабочих органах насоса и значительному снижению к.п.д.
- Методика пересчета характеристик магистрального ЦБН при обточке
рабочих колес.
По мере обточки приближенно можно считать, что выходная площадь , пропорциональная произведению , остается неизменной, так как в процессе обточки уменьшается, а растет (рисунок 3.2).Тогда при обточке треугольник скоростей на выходе из колеса будет меняться подобно исходному (рисунок 3.3), при этом скорости будут изменяться пропорционально соотношению диаметров.
D0м D2м
D0н
b0м
Рисунок 3.2 - Подобие рабочих колес модельного и натурального насосов
Рисунок 3.3 - Подобие треугольников скоростей на выходе натурального и модельного насосов.
Для соотношения подач в этом случае можно записать:
где – радиальная скорость на выходе из колеса. Для получения соотношения напоров используем уравнение Эйлера
Имеется в виду, что при обточке коэффициент, учитывающий конечное число лопаток и гидравлический к.п.д. меняются несущественно. Таким образом, получаем следующие формулы пересчета подачи и напора при обточке
Формулы эти следует считать приближенными, так как не для всех насосов сохраняется условие постоянства площади . По форме они напоминают частные формулы подобия, однако в процессе обточки геометрическое подобие исходного и обточенного колес не сохраняется.
Изменение параметров насоса при подрезке рабочих колес для центробежных насосов приближенно можно определить по уравнениям подобия:
Изменение характеристик насоса при обточке рабочего колеса показано на рисунок 3.4. Как видно, обрезка существенно расширяет область подач и напоров, перекрываемых насосом данного типа.
Рисунок 3.4 - Характеристики насоса и сети при подрезке рабочего колеса
Для насосов с ns = 60…120 уменьшение диаметра на 10…15 % от первоначального практически не сказывается на КПД. При более высоких ns снижение КПД становится заметным (рисунок 3.5).
Рисунок 3.5 - Допустимая обрезка рабочего колеса в зависимости от коэффициента быстроходности
На практике обточку всех рабочих
колес не производят, а решают смешанную
задачу: часть роторов насосов заменяют
на сменные, а часть обтачивают. Задача
заключается в том, чтобы при заданном
числе насосов, оставшихся на станциях,
подобрать такую комбинацию включения
сменных роторов, чтобы необходимая обточка
была минимальной.
Изменение частоты вращения вала насоса прогрессивный и экономичный метод регулирования. Применение плавного регулирования частоты вращения роторов насосов на НПС магистральных нефтепроводов облегчает синхронизацию работы станций, позволяет полностью исключить обточку рабочих колес, применение сменных роторов, а также избежать гидравлических ударов в нефтепроводе. При этом сокращается время запуска и остановки насосных агрегатов.
При расчете полных затрат энергии на станции при дросселировании необходимо учесть также потери энергии на само дросселирование. Энергия дросселирования – диссипативная энергия трения жидкости, которая переходит в тепло и безвозвратно теряется.
Однако этот способ не нашел широкого распространения, в основном, по техническим причинам. В целом регулирование режимов работы насосов на трубопровод частотой вращения вала экономически выгодно, если технически это осуществимо. Существует три наиболее употребительных технических варианта регулирования частоты вращения роторов насосов:
В качестве двигателей с изменяемой частотой вращения могут быть: двигатели электрические постоянного тока, газовые турбины, двигатели внутреннего сгорания. В магистральном нефтепроводном транспорте некоторое применение получили газовые турбины. Их выгодно применять в местах, где отсутствует электроэнергия или ее дорого подводить. Могут, в частности, использоваться авиационные газовые турбины. В качестве муфт, регулирующих частоту вращения вала насоса, используются гидравлические, электромагнитные, токовихревые. Разрабатываются преобразователи частоты переменного тока на мощности до 6000кВт. Основным элементом их являются полупроводниковые вентили, позволяющие изменять частоту тока и напряжения.
Следует отметить, что изменять частоту вращения в широких пределах нельзя, так как при этом существенно уменьшается к.п.д. насосов.
При уменьшении частоты вращения характеристика насоса изменится и рабочая точка сместится из положения А1 в А2.
Рисунок 3.6 - Совмещенная характеристика нефтепровода и насоса при изменении частоты вращения вала
Регулирование режимов дросселированием потока применяется широко, хотя он и не является экономичным. Этот метод не связан с изменением характеристики насоса или насосной станции. Потребный напор меняется за счет ввода в трубопроводе регулирующего дросселя. Дросселирование можно осуществлять автоматически из операторной с помощью САР
(система автоматического регулирования давления). Частичное перекрытие потока нефти на выходе из насосной станции приводит к дополнительному сопротивлению. При этом рабочая точка из положения А1 смещается в сторону уменьшения расхода в точку А2. С увеличением дросселируемого напора др значение уменьшается. Полный к.п.д. насоса (НПС) определяется выражением . Метод дросселирования нельзя считать экономичным, его можно применить лишь тогда, когда потери энергии на дросселирование не превышают затрат энергии на перекачку.
Метод перепуска части жидкости во всасывающую линию насосов (байпасирование) применяется в основном на головных станциях, где перепуск осуществляется через резервуары. При открытии задвижки на обводной линии (байпасе) напорный трубопровод соединяется с всасывающим, что приводит к уменьшению сопротивления после насоса и рабочая точка перемещается из положения А1 в А3. Метод этот, так же, как и метод дросселирования, неэкономичен, так как связан с расходом электроэнергии на циркуляцию байпасируемой жидкости.
На практике байпасирование используется
редко из-за неэкономичности. Метод
регулирования байпасированием
следует применять при
Рисунок 3.7 - Совмещенная характеристика НПС и трубопровода при регулировании дросселированием и байпасированием.
Таким образом, в соответствии с заданием на проектирование, в рамках настоящего проекта изучена и описана технологическая схема НПС «Елизоветинка», а также рассмотрены основное и вспомогательное оборудование нефтеперекачивающей станции приведены требования ОАО «АК «Транснефть» к эксплуатации нефтеперекачивающей станции и, способы регулирования насосов типа НМ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ