Определение потребного напора насоса
Потребный напор определяют путём сложения рассчитанных составляющих, а именно, геометрической разницы уровней в ёмкости и в колонне, потерь на преодоление разницы давлений в ёмкости и в колонне, а также местных суммарных потерь напора во всасывающем и нагнетательном трубопроводах.
(15)
где ΔZ - геометрическая высота подъёма жидкости; ΔНр - потери напора на преодоление разности давлений в приёмном и напорном резервуарах; ΔНВ - суммарная потеря напора во всасывающем трубопроводе; ΔНН - суммарная потеря напора в нагнетательном трубопроводе.
Выбор насоса. Обоснование выбора
На современных типовых установках нефтеперерабатывающих заводов применяют, в основном, центробежные насосы. Они получили широкое распространение в различных отраслях народного хозяйства, в том числе в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Центробежные насосы выпускаются нескольких типов. Наиболее широкое применение нашли насосы горизонтальные консольные одно- и двухступенчатые (тип К), горизонтальные межопорные секционные с осевым разъёмом корпуса (тип С) и горизонтальные межопорные секционные двухкорпусные (тип СД).
Насосы этого типа имеют ряд существенных преимуществ по сравнению с другими насосами: равномерность подачи жидкости; малые габаритные размеры при большой производительности; удобство непосредственного соединения с двигателями (электромотором или турбиной); простота обслуживания и ремонта.
Наряду с перечисленными достоинствами, насосы этого типа обладают следующими недостатками:
Отсутствие сухого всасывания. Перед пуском насос необходимо заполнять жидкостью, так как разрежение, создаваемое при вращении рабочего колеса в воздушной среде, недостаточно для подъёма жидкости во всасывающую полость насоса вследствие большей разности плотностей жидкости и воздуха.
Зависимость напора от скорости вращения ротора. Невозможность варьировать производительность без изменения напора.
Сравнительно невысокий КПД (для насосов небольшой производительности).
Снижение КПД с увеличением вязкости перекачиваемой жидкости.
Однако, благодаря отмеченным выше значительным достоинствам, центробежные насосы продолжают вытеснять поршневые, которые на многих нефтеперерабатывающих заводах уже отсутствуют.
Поэтому, следуя полученным и заданным параметрам работы Н м, Q м3/ч, подбираем нефтяной консольный насос, удовлетворяющий этим характеристикам ГОСТ 23447-79.
После выбора насоса подбирают необходимый двигатель по каталогам двигателей, удовлетворяющий требованиям по мощности:
Nдв > Nпол, где
(16)
где ρ – плотность перекачиваемой жидкости, кг/м3;
g – ускорение свободного падения; Н – напор, м;
Q – расход жидкости, м3/с.
Выбираем необходимый двигатель.
(17)
Выбираем
двигатель с
мощностью
Построение характеристики сети в масштабе характеристики насоса
Рабочая точка определяется путём пересечения рабочих характеристик насоса и сети. Графическое изображение характеристики сети представим выражением:
;
(18)
Обозначим
через
а,
а выражение в квадратных скобках через
b,
получим:
;
(19)
где
;
(20)
Подставляя данные из предыдущих расчётов значения в выражение и значение Q, в разные моменты времени, строим характеристику сети по таблице 1 и совмещаем её с характеристикой насоса. На пересечении двух характеристик определяют «рабочую точку» насоса.
Таблица 1
Характеристика сети
Q, м3/ч |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
45 |
50 |
60 |
Q, м3/c |
0 |
0,003 |
0,0056 |
0,0083 |
0,011 |
0,0125 |
0,014 |
0,016 |
Н, м |
134,6 |
138,8 |
149.2 |
166,6 |
190,8 |
207,2 |
225 |
256 |
Затем строим характеристику сети и насоса с указанием рабочих точек.
