12. Характеристика нпс

Основное назначение НПС заключается в сборе нефти или нефтепродукта из сечения трубопровода с низким напором, увеличение их напора и закачка в сечение с высоким напором. Главным элементом НПС является насос.

Насос – это устройство для принудительного перемещения жидкости от сечения с меньшим значением напора HВ к сечению с большим значением НН. Разность указанных напоров или напор H создаваемый насосом называется дифференциальным напором насоса, а расход жидкости Q нефти, проходящей через насос – его подачей.

Характеристикой центробежного насоса называется графическое изображение зависимости развиваемого напора H, потребляемой мощности N, коэффициента полезного действия (КПД.) η и допустимого кавитационного запаса Δhдоп от подачи Q (рис. 5.9).

Рис. 5.9. Характеристика центробежного насоса

Для магистральных и подпорных насосов, применяемых в трубопроводном транспорте, рабочая зона соответствует интервалу подач 0,8QН  Q  1,2QН.

Напорная характеристика центробежного насоса может быть описана уравнением параболы

(5.35)

где а и b – коэффициенты характеристики, определяемые при аппроксимации N экспериментально полученных значений напора и подачи или по заводской характеристике насоса, снятых на воде при заданном числе оборотов привода.

Qч – подача насоса, м3/ч.

Центробежные насосы на НПС соединяются последовательно и параллельно. При последовательном соединении увеличивается напрор и при параллельном – расход.

При последовательном соединении характеристики насосов складываются при постоянных подачах, тогда суммарная характеристика насосного цеха имеет следующий вид

, (5.36)

При параллельном соединении характеристики насосов складываются при постоянных напорах

, (5.38)

где n – число параллельно включенных насосов.

Как правило параллельно включают однотипные насосы, тогда выражение (5.38) можно преобразовать к виду

, (5.39)

Полезная мощность насоса Nпол определяется формулой

.

Потребляема мощность насосной установки N, состоящей из центробежного нагнетателя и электродвигателя, валы которых соединены механической передачей

, (5.42)

где ηн – КПД центробежного насоса, определяемый зависимостью

; (5.43)

где k1, k2, k3 – коэффициенты аппроксимации, определяемые методом наименьших квадратов.

Коэффициент полезного действия механической передачи может быть принят равным ηмех =0,99.

Коэффициент полезного действия электродвигателя э в зависимости от его загрузки определяется выражением

, (5.44)

где r0, r1, r2 – эмпирические коэффициенты, определяются методом наименьших квадратов по паспортным характеристикам электродвигателей насосных агрегатов. В случае отсутствия этих данных коэффициенты r0, r1 и r2 могут быть приняты в соответствии с типом электродвигателя по табл. 5.4 [2, 27];

KЗ – коэффициент загрузки электродвигателя, равный отношению мощности на валу электродвигателя Nв к его номинальной мощности Nэл.ном:

. (5.45)

Значения коэффициентов в формуле (5.45)

Потребляема мощность для НПС с РП, с учётом (5.37), определиться как

.