Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Санкт-Петербургский государственный морской технический университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Монг КР.docx

Скачиваний:

Добавлен:

01.05.2025

Размер:

1.12 Mб

Скачать

☆

1 / 31 2 3 > Следующая >>>

1. Гидравлический расчет трубопровода и построение его характеристики, подбор насоса

Рисунок 1- Схема перекачки

1.1 Гидравлический расчет трубопровода

1) Составим уравнение Бернулли для сечений 1-1:2-2 и 3-3:4-4

2) Гидравлический расчет всасывающей линии

Так как скорость движения нефти v = 1-5 м/с принимаем v_вс=3 м/с

Оценим диаметр из уравнения неразрывности:

Q=vS=const

По ГОСТ принимаем:

d_нар = 325 мм, δ = 5 мм →

Уточняем скорость во всасывающей линии:

Определим число Рейнольдса:

Трубы стальные новые, чистые: Δ=0,06 мм

Т.к. Re < Re_1вс,то λ считаем по формуле:

Находим потери по длине:

Находим местные потери:

Определяем суммарные потери:

3) Гидравлический расчет нагнетательной линии.

Принимаем скорость движения в нагнетательной линии

v_н=3м/с

Оценим диаметр из уравнения неразрывности:

Q=vS=const

По ГОСТ принимаем:

d_нар = 325 мм, δ = 5 мм →

Уточняем скорость в нагнетательной линии:

Определим число Рейнольдса:

Трубы стальные новые: Δ=0,06 мм

Т.к. Re < Re_1н, турбулентный режим (зона гладкого трения) => λ считаем по формуле:

Определяем суммарные потери:

4) Потребный напор насоса

1.2 Подбор насоса

По найденному потребному напору и необходимой подаче подбираем насос

марки НМ 1250-260:

Q=1250 м3/ч

Н=260 м

n=3000 об/мин

Δh=20 м

В нашем случае необходимо установить 2 насоса серии НМ 1250-260.

Для построения характеристики трубопровода производим расчет для

нескольких значений напора. Результаты заносим в таблицу.

Q	v		Re	λ	h_вс	h_н	H
150	вс	0,535	5831,31	0,0362	0,039	17,597	59,414
	н	0,535	5831,31	0,0362
300	вс	1,0699	11661,54	0,0304	0,144	59,109	101,031
	н	1,0699	11661,54	0,0304
450	вс	1,6048	17491,76	0,0275	0,309	120,308	162,395
	н	1,6048	17491,76	0,0275
600	вс	2,1397	23321,99	0,0256	0,531	199,104	241,413
	н	2,1397	23321,99	0,0256
750	вс	2,6747	29153,30	0,0242	0,810	294,086	336,674
	н	2,6747	29153,30	0,0242
900	вс	3,2096	34983,53	0,0231	1,143	404,235	447,156
	н	3,2096	34983,53	0,0231
920	вс	3,2809	35761,76	0,0230	1,192	420,572	463,542
	н	3,2809	35761,76	0,0230
1050	вс	3,7445	40813,75	0,0223	1,533	531,154	574,465
	н	3,7445	40813,75	0,0223
1200	вс	4,2795	46645,07	0,0215	1,973	668,864	712,615
	н	4,2795	46645,07	0,0215

По полученным данным строим характеристику трубопровода (Приложение 1)

2. Проверка всасывающей способности

Составим уравнение Бернулли для сечений 1-1 и 2-2

Кавитационный запас

Δh_доп=20 м

Так как Δh_доп>Δh, то требуется подобрать подпорный насос

НПВ1250– 60 Δh_доп=2,2 м

Устанавливаем 1 подпорный насос НПВ 1250-60.

Так как Δh_доп<Δh, значит всасывание насосом и бескавитационная работа

обеспечены.

3. Характеристика насоса, его устройство и особенности его работы

3.1 Насос магистральный

Рисунок 2- Характеристика насоса НМ 1250-260 (D₂=395 мм)

Насосы типа НМ — центробежные горизонтальные одноступенчатые с рабочим колесом двустороннего входа и двухзавитковым спиральным отводом. Входной и выходной патрубки расположены в нижней части корпуса и направлены в противоположные стороны, что обеспечивает удобный доступ ротору без отсоединения патрубков от технологических трубопроводов.

Рисунок 4- Продольный разрез одноступенчатого насоса типа «НМ» с рабочим колесом двустороннего входа жидкости.

Горизонтальный разъем корпуса между нижней 1 и верхней 4 его частями уплотнен прокладкой. Ротор насоса состоит из вала 3, рабочего колеса 7, защитных втулок 5 и 6.

Двусторонний подвод жидкости к рабочему колесу и двухзавитковый спиральный отвод обеспечивает уравновешивание гидравлических осевых и радиальных сил, действующих на ротор.

Опорами ротора служат подшипники скольжения 8 с жидкой принудительной смазкой (под давлением) от маслоустановки агрегатов. Остаточное осевое усилие ротора воспринимают два упорных подшипника 9. Рабочее колесо литое, одностороннего входа. Направляющий аппарат – литой.

Для обеспечения бескавитационной работы насоса устанавливается литое предвключенное колесо.

Осевое усилие ротора уравновешено разгрузочным диском. Концевые уплотнения ротора – механические торцевые. Опоры ротора – подшипники скольжения с кольцевой смазкой и водяным охлаждением.

Крышки всасывания и напорная стягиваются стяжными шпильками, образуя вместе с секциями корпус насоса.

Насос и электродвигатель, соединенные муфтой, устанавливают на отдельных фундаментных рамах.

Направление вращения вала – по часовой стрелке, если смотреть со стороны электродвигателя. Насосы изготавливают по ТУ 26-06-1407-84.

3.2 Насос подпорный

Рисунок 3- Характеристика насоса НПВ 1250-60 (D₂= 445 мм)

Перед основным насосом чаще всего на производствах ставят подпорный насос. Его назначение - создавать необходимое давление на входе в основной насос, чтоб обеспечить ему нормальные условия всасывания.

Допускаемый кавитационный запас ∆h доп получают на основе снятая кавитационных характеристик и приводят в паспортах или каталогах. Пределы изменения ∆h доп для основных насосов от 18 до 80 м, для подпорных насосов от 2-х до 6 м. Такой малый кавитационный запас подпорных наосов позволяет им осуществлять нормальное всасывание из резервуарных парков НПС. Па выходе эти насосы дают давления, большие допускаемого давления Pbq основных насосов. Обороты вала подпорных насосов 1000 или 1500 об/мин.

В целях уменьшения капитальных затрат на строительство зданий подпорных насосных станций (цехов) в последнее время устанавливают вертикальные подпорные насосы (рисунок 4) в открытом исполнении. Конструктивно этот насос, расположенный в нижней части стакана 1, сходен с насосом НМП. Он также имеет рабочее колесо 16, предвключенные колеса 15, 17, вал 13, спиральный корпус 2, нагнетательные патрубки 3, подводы 14, 18.

На верхний фланец фонаря 11 устанавливается электродвигатель, соединяемый с помощью муфты с валом насоса.

Нефть входит в стакан по всасывающему патрубку 21, выходит по напорным патрубкам 4, 7. Весь вал вращается на подшипниках скольжения 6, 19, опираясь на крестовины 20,5. Напорные патрубки конструктивно переходят в напорную крышку 8.

Подшипник 10 радиально-упорный. Он воспринимает нагрузку от вала двигателя. В месте выхода вала 13 из напорной крышки устанавливается торцевое уплотнение 12.

Стакан 1 герметичный, он эксплуатируется под абсолютным давлением (0,05...0,1)МПа. Он опускается в колодец глубиной 3-4 м. Это позволяет увеличить подпор на входе насоса НПВ.

М арка насоса читается так: "НПВ 1250-60" - насос магистральный подпорный вертикальный на оптимальную подачу 1250 м3/ч и напор Н_о = 60 м. Насосы НПВ изготовляют на подачи от 150 до 5000 м3/ч и напором от 60 до 120 м. Эти насосы допускают как последовательную, так и параллельную схему (чаще параллельно). Кавитационный запас насосов НПВ в пределах 2...5 м.

Рисунок 4- Подпорный вертикальный насос типа НПВ:

1-стакан; 2- спиральный корпус; 3- нагнетательные патрубки; 4,7- напорные патрубки; 5,20- крестовины; 6,19- подшипники скольжения; 8- напорная крышка; 9- втулка; 10- радиально-упорный подшипник; 11- электродвигатель; 12- торцевое уплотнение; 13- вал; 14,18- подводы; 15,17- предвключенные колеса; 16- рабочее колесо.

4. Пересчет характеристики с воды на перекачиваемый продукт

Характеристики насоса НМ 1250-260 при работе на воде

Q	Н	N	КПД
0	251	360	0
200	250	370	37
400	250	400	55
600	243	480	69
800	233	560	75
1000	220	640	78
1100	213	680	79
1200	200	760	80
1300	187	800	80
1360	178	840	80

Определяем коэффициент быстроходности насоса

Определим переходное число Рейнольдса

Определяем число Рейнольдса

Так как Re_н>Re_пер, то присутствует автомодельный режим . В таком случае пересчет Q и H не требуется

2) Пересчет КПД

Выбираем коэффициенты, которые учитывают гидравлические и дисковые

потери α и А:

α = 0,04

А = 1686

Значение КПД для остальных значений подач приведены в таблице с

результатами расчета.

3) Пересчет мощности

Значение мощности для остальных значений подач приведены в таблице с результатами расчета.

Характеристики насоса на перекачиваемом продукте

Q	Н	N	КПД
0	251	0	0
200	250	318,77	35,86
400	250	350,04	52,48
600	243	425,20	65,04
800	233	498,72	70,32
1000	220	571,47	72,94
1100	213	607,73	73,81
1200	200	679,81	74,68
1300	187	715,59	74,68
1360	178	751,37	74,68

Характеристики насоса НПВ 1250-60 при работе на воде

Q	Н	N	КПД
0	64	90	0
200	63	100	24
400	62	120	41
600	59	130	52
800	55	150	63
1000	51	160	69
1100	49	160	71
1200	45	160	73
1300	42	155	74
1360	40	150	75

Определяем коэффициент быстроходности насоса