2 Вибір основного технологічного обладнання нпс
Насоси для перекачування нафти підбираються за годинним об ’ємом перекачування.
Добова продуктивність насоса визначається за формулою:
,
(2.1)
де кn – коефіцієнт перерозподілу потоку, для однониткових нафтопроводів кn=1,07;
М – продуктивність нафтопроводу (задана в умові завдання),
N – розрахункова кількість робочих днів в році. Приймаємо
N=350 днів.
Годинна продуктивність нафтопроводу дорівнює:
,
(2.2)
При об’ємі перекачування 2028.2 м3/год вибираємо підпірні насоси марки НПВ 2500-80 і основні насоси марки НМ 2500-230.
Перевіряємо робочу зону насосів, яка відповідає діапазону продуктивностей (0,8 – 1,2)Qн (Qн – номінальна подача насоса),
.
Перевіряємо робочу зону насосів, яка відповідає діапазону продуктивностей (0,8 – 1,2)Qн (Qн – номінальна подача насоса),
.
Так як розрахункова продуктивність нафтопроводу знаходиться в межах робочої зони, то насоси для перекачування нафти вибрані правильно.
Для забезпечення технологічного процесу перекачування нафти на головній НС достатньо встановити один підпірний насос.
2.1 Математичне моделювання напірних характеристик насосів нпс
По одному трубопроводу часто транспортуються різні види нафти із різними фізичними властивостями. Це у свою чергу призводить до зміни режиму роботи трубопроводу, викликаючи при цьому необхідність швидко і достатньо точно перераховувати такі параметри як напір на виході НПС та продуктивність трубопроводу та загальні втрати напору.
У сучасних умовах це здійснюється за допомогою програмного забезпечення із використанням математичних моделей.
Для проведення аналітичних розрахунків характеристики насосів представляємо у вигляді математичних моделей
,
(2.3)
,
(2.4)
де h – напір, що створює насос при продуктивності Q;
a, b – постійні коефіцієнти, які визначаються за координатами точок, знятих з графічної характеристики насоса;
m - коефіцієнт, що залежить від режиму руху рідини в трубопроводі, m=0,25.
Для характеристики першого виду
,
,
(2.5)
для характеристики другого виду
,
,
(2.6)
Вибиремо дві точки із графічної характеристики основного насоса :
Q1=2000 м3/год, Н1=250 м,
Q2=3000 м3/год, Н2=205 м.
За формулами (2.5) одержуємо
.
Математична модель основного насоса за першою характеристикою має вигляд
,
(2.7)
За формулами (2.6) одержуємо
,
.
Математична модель основного насоса за другою характеристикою має вигляд
,
(2.8)
Маючи математичні моделі основних насосів розраховуємо напори при інших значеннях продуктивностей. Результати заносимо до таблиці 2.2
Для підпірного насоса віповідно отримаємо
Q1=2000 м3/год, H1=104м,
Q2=3000 м3/год, H2=80 м.
За формулами (2.5) одержуємо
,
.
Математична модель підпірного насоса за першою характеристикою має вигляд
,
(2.9)
За формулами (2.6) одержуємо
,
.
Математична модель підпірного насоса за другою характеристикою має вигляд
,
(2.10)
Результати розрахунків значень напорів за відомими двома характеристиками заносимо до таблиці 2.2 та таблиці 2.3.
Таблиця 2.2 – Залежність напору основного насоса від продуктивності
-
Продуктивність, м3/с
Напір за першою моделлю, м
Напір за другою моделлю, м
Дійсний
напір, м
Годинна
Секундна
0
0
286,0
293,6
282
500
0,138889
283,8
291,2
280
1000
0,277778
277,0
284,2
273
1500
0,416667
265,8
272,4
265
2000
0,555556
250,0
256,0
250
2500
0,694444
229,8
234,8
230
3000
0,833333
205,0
208,9
205
Таблиця 2.3 – Залежність напору підпірного насоса НПВ- 2500-80 від продуктивності
Продуктивність, м3/с |
Напір за першою моделлю, м |
Напір за другою моделлю, м |
Дійсний напір, м |
|
Годинна |
Секундна |
|||
0 |
0 |
108,4 |
112,3 |
98 |
500 |
0,138889 |
107,3 |
110,3 |
103 |
1000 |
0,277778 |
103,8 |
105,6 |
102 |
1500 |
0,416667 |
98,1 |
98,8 |
97,5 |
2000 |
0,555556 |
90,0 |
90,0 |
90 |
2500 |
0,694444 |
79,7 |
79,4 |
80 |
3000 |
0,833333 |
67,0 |
67,0 |
67 |
Для подальших розрахунків знаходимо напори, що створюють основний та підпірний насоси при розрахунковій продуктивності за першою характеристикою
Рисунок 2.1- Графічна характеристика оcновного насоса НМ 255000-230 за результатами математичних моделей
Рисунок 2.2- Графічна характеристика підпірного насоса НПВ 2500-90 за результатами математичних моделей