|
При перекачке нефтепродуктов режим
работы насоса может быть переменным вследствие переменного уровня
нефтепродукта при перекачке из резервуара в резервуар; изменения вязкости
нефтепродукта в различные времена года и суток; последовательной перекачки
разных сортов нефтепродуктов с различной вязкостью; изменения
технологического режима.
Характеристика сети (трубопровода) определяется формулой
Дарси — Вейсбаха и в координатах Н — Q представляет параболу ( 3.10).
Возможна парабола с прямолинейным участком ламинарного режима. Если
резервуары, соединенные между собой трубопроводом, находятся на одном уровне,
то характеристика трубопровода 2 выходит из начала координат, в противном
случае надо учитывать разность уровней ± As (кривые 1, 3).
Саморегулирование центробежного насоса. Если нанести на
характеристику насоса II — Q характеристику сети Н — f (<2 ), определяющую
изменение потерь напора вследствие гидравлических сопротивлений, то рабочий
режим Н I и Q насоса соответствует точке пересечения А ( 3.11).
Гидромуфты. Регулирование частоты вращения вала
насоса посредством гидромуфт возможно при постоянной частоте вращения
двигателя, т. е. оно может быть применено при обычных двигателях переменного
тока. Принцип работы гидромуфты во многом напоминает принцип работы центробежного
насоса ( 3.13). На валу двигателя закреплена и вращается вместе с ним правая
(ведущая) половина муфты. Жидкость, находящаяся в полуокружных каналах этой
половины муфты, центробежной силой отбрасывается к периферии в направлении,
указанном стрелками. Аналогичный процесс происходит и в рабочем колесе
центробежного насоса; поэтому муфта, закрепленная на валу электродвигателя,
практически является подобием рабочего колеса и называется насосным колесом.
Жидкость, выбрасываемая насосным колесом, поступает в ведомую половину муфты
(турбину)^ симметрично расположенную слева и почти аналогичную но конструкции
ведущей половине муфты. Ведомая половина муфты может быть уподоблена рабочему
колесу турбины, приводимому s движение скоростным напором. При складывании двух
половин муфты образуются замкнутые кольцевые полости с расположенными в них
радиальными ^перегородками, между которыми циркулирует масло.
Регулирование дросселированием во всасывающем
трубопроводе. Изменение подачи задвижкой на всасывающей линии производят
в исключительных случаях, поскольку уменьшение подачи увеличивает высоту
всасывания и соз~ дает нежелательные кавнтационные условия работы насоса.
Этим исключением является перекачка кислот. Необходимость снижения напора на
сальники вынуждает производить дросселирование на всасывающей линии в случае,
когда кислота поступает в насос под напором.
Регулирование изменением частоты вращения вала является
экономически более выгодным ( 3.12). При этом способе регулирования изменяют
характеристику Q — Н насоса таким образом, чтобы новая характеристика проиш
через требуемую рабочую точку В. Из 3.12 видно, что регулирован^ подачи в
широком диапазоне приводит к незначительному изменению к. п. среды (рабочей
жидкости). Рабочей жидкостью может служить масло или вода.
Для передачи энергии от одной половины муфты к другой
необходимо, чтобы частота вращения ведущей и ведомой половин муфты была
неодинакова и получалось скольжение между ними. Регулирование частоты
вращения ведомого вала достигается изменением подачи рабочей жидкости в
гидромуфту. Прекращая поступление рабочей жидкости в гидромуфту, можно остановить
приводимый во вращение центробежный насос. При регулировании гидромуфтой
имеют место потери от скольжения, составляющие при полной нагрузке около 3%,
что будет соответствовать 0,97 к. п. д. гидромуфты.
Регулирование изменением частоты вращения даже с учетом
потерь в гидромуфте дает существенную экономическую выгоду по сравнению с
дроссельным регулированием.
Электромагнитные муфты. Регулирование частоты вращения
насосов при постоянной частоте вращения электродвигателей достигается
изменением магнитного потока в элементах магнитной системы муфты. При
развитии производства электромагнитных муфт этот способ регулирования найдет
широкое применение.
Регулирование изменением диаметра рабочего колеса. При
продолжительном изменении режима в сторону уменьшения подачи следует иметь
два комплекта рабочих колес (один комплект, соответствующий максимальному
режиму, другой — минимальному) и производить замену рабочих колес насоса для
соответствующих условий работы. На практике все большее применение находит
метод регулирования параметров насосов путем обточки рабочих колес. При этом
способе регулирования работы центробежных насосов, имеющих направляющий
аппарат, срезают только лопатки, а в насосах спирального типа обтачивают
рабочее колесо по наружному диаметру.
Параллельная работа центробежных насосов. Если
расход перекачиваемой жидкости изменяется в широких пределах, то в сеть
параллельно может быть включено два и более насосов ( 3.14, а) при условии
работы каждого из них в зоне высокого к. п. д. При сния^ении подачи число
насосов, работающих параллельно, уменьшается, а при минимальном расходе
работает только один насос. Такой способ широко применяется при эксплуатации
кустовых насосных станций (КНС) при заводнении нефтяных пластов. Насосы
должны работать в зоне высокого к. п. д. при всех комбинациях подачи.
Преимуществом параллельной работы нескольких насосов по сравнению с работой
одного насоса с большой подачей является то, что при аварии с одним насосом
додача не прекращается, а только несколько уменьшается. При установке
запасных насосов эта подача может быть сохранена. Выбор насосов для
параллельной работы должен быть согласован с характеристикой трубопровода Т
так, чтобы сетевой напор соответствовал напору насоса при максимальном к, п.
д. При этом идентичность характеристик насосов не обязательна.
Исследование параллельной работы производят следующим
образом/Аналогично предыдущему строят характеристику трубопровода Т ( 3.14,
б). Затем на график накладывают характеристику параллельно работающих насосов
/ и II и строят их суммарную характеристику / + II. Подобным же образом
решается задача при любом числе насосов.
Для построения суммарной характеристики необходимо
провести ряд прямых, параллельных горизонтальной оси, и сложить при
постоянных ординатах (напорах) абсциссы (расходы) точек их пересечения с
характеристиками отдельных насосов, т.е. сложить эти характеристики по
горизонтали. В результате получают ряд точек а, Ъ, с, . . ., определяющих
суммарную характеристику / + II двух параллельно работающих насосов. Если
насосы одинаковы, суммарная характеристика получается удвоением абсцисс для
каждой точки характеристики отдельного насоса. Точка м пересечения суммарной
характеристики / + II с характеристикой трубопровода определяет суммарную
подачу Qi+ii и напор Hi+ц двух параллельно работающих насосов. Для
определения подачи каждого насоса через эту точку надо провести
горизонтальную прямую до пересечения с характеристиками отдельных насосов.
Точки пересечения В ж С определяют подачи первого Qi и второго Qu насосов.
Как видно из графика, при раздельной работе насосов на тот
же трубопровод их рабочие точки были бы В' и С', которым соответствуют подачи
Q\ и Qn, большие подач QJ и QN при параллельной работе. Таким образом, суммарная
подача двух параллельно работающих насосов не равна, а всегда меньше
суммарной подачи этих же насосов при раздельной работе.
Последовательная работа центробежных насосов. При
последовательной работе ( 3.15, а) перекачку ведут из насоса в насос:
жидкостьпо приемному" трубопро-^ воду входит в первый насос, выходит из
него и подводится ко второму насосу, из последнего подводится в третий и т.
д. Таким образому жидкость проходит через все насосы, и, наконец, из
последнего насоса поступает в сеть.
(3.46)
|