3. Характеристики насосов, насосных станций и трубопровода. Совмещённая характеристика.

Характеристиками центробежных насосов называются зависимости развиваемого напора H, потребляемой мощности N, коэффициента полезного действия η и допустимого кавитационного запаса Δh от подачи Q

η _max

Рабочая зона

Характеристики центробежного насоса

Характеристикой перекачивающей станции принято называть суммарную зависимость напорных характеристик H(Q) для всех работающих насосов на ПС. Для определения суммарной напорной характеристики нескольких параллельно работающих насосов складываются абсциссы характеристик H(Q) (рис. 1.4).

Рис. 1.4. Суммарная характеристика H(Q) параллельно соединенных насосов 1 – одного насоса; 2 – двух насосов; 3 – трех насосов

При последовательном соединении производится сложение ординат (напоров) насосов, соответствующим одинаковым расходам (рис. 1.5).

Рис. 1.5. Суммарная характеристика H(Q)

последовательно соединенных насосов

1 – одного насоса; 2 – двух насосов;

3 – трех насосов

Напорная характеристика центробежного насоса может быть описана уравнением параболы

где а и b – коэффициенты, определяемые по заводской характеристике насоса.

При параллельном соединении p однотипных насосов их суммарная напорная характеристика имеет вид

При последовательном соединении s однотипных насосов аналитическая зависимость суммарной напорной характеристики может быть представлена в виде

Если соединяемые насосы разнотипны, то .

Характеристика нефтепровода

Характеристикой нефтепровода называется зависимость потерь напора от расхода. Для трубопровода постоянного диаметра можно записать

, (1.28)

где N_э – число эксплуатационных участков.

Графически характеристика нефтепровода представлена на рис.

Рис. 1.11. Характеристика нефтепровода

Нач. точка хар-ки ТП совп-т с вел-ной отр. z+N_Эh_ОСТ. В диап-не расходов от 0 до Q_КР=DRe_КР/4 (область лам. режима течения при Re_КР=2320) зав-ть H от Q линейная. При Q> Q_КР хар-ка имеет вид параболы вида Q^2–m. Величины , D и L_P опр-т крутизну хар-ки ТП. Чем меньше д-р D и чем больше в-ть нефти  и расч-я длина НП L_Р, тем круче его хар-ка.

Совмещенная характеристика

Точка пересечения характеристик называется рабочей точкой (А), которая характеризует потери напора в НП и его пропускную способность при заданных условиях (рис. 1.12). ТП и ПС составляют единую гидравлическую систему. Изменение режима работы ПС (отключение части насосов или станций) приведет к изменению режима НП в целом. Изменение гидравлического сопротивления ТП или отдельного его перегона (изменение вязкости, включение резервных ниток, замена труб на отдельных участках трассы и т. п.) в свою очередь окажет влияние на режим работы всех перекачивающих станций.

4. Уравнение баланса напоров.

Формулы для гидравлического расчета нефтепровода.

Для МНП пост-го д-ра с n ПС, уравнение баланса напоров имеет вид

. (1.34)

В начале каждого эксплуатационного учатка ПС оснащены подпорными насосами. В конце трубопровода и каждого эксплуатационного участка требуется обеспечить остаточный напор h_ОСТ для преодоления сопротивления технологических ТПв и закачки в резервуары.

Правая часть уравнения (1.34) представляет собой полные потери напора в ТП

Левая часть уравнения (1.34) – сум-й напор, развиваемый всеми работающими насосами ПС (активный напор). С помощью коэф-в хар-к насосов активный сум-й напор может быть представлен зависимостью

, (1.35)

где m_М – количество работающих магистральных насосов на одной ПС;

m_П – кол-во работающих подп. насосов на ГПС (или на ПС в начале ЭУ), вкл-х параллельно;

а_П, b_П, h_П – коэф-ты хар-ки и напор, разв-й подп. насосом при подаче Q;

а_М, b_М, h_М – то же для магистрального насоса.

Обозначив

и

,

можно записать

, (1.36)

Выразив левую часть уравнения (1.34) через (1.35), а правую часть – через (1.30), получим уравнение баланса напоров в аналитической форме

. (1.37)

Расход в трубопроводе устанавливается сам собой (автоматически) таким образом ,чтобы суммарный напор, развиваемый всеми работающими насосами, был равен напору, необходимому для ведения перекачки!!!

Тот же результат можно получить граф-ки, построив совм-ю хар-ку ТП и НС-й. Точка пересечения хар-к назыв. рабочей точкой (А), которая характеризует потери напора в НП и его пропускную способность при заданных условиях перекачки (рис. 1.12). Рав-во создаваемого и затраченного напоров, а также рав-во подачи насосов и расхода нефти в ТП приводят к важному выводу: ТП и ПС составляют единую гидрав-кую систему

Совмещенная характеристика