10 Регулирование режима работы насосных станций.

Методы регулирования 2 группы

1Изменение параметров нпс:

• Количества насосов и схемы соединения

• Применение сменных роторов,обточка рабочих колес

• Изменение частоты вращения вала

2Изменение параметров тр-да

• Дросселирование

• Байпасирование

• Противотурбулентные присадки

Изменение количества работающих насосов. Этот метод прим-ся при необх-ти изм-я расхода в НП. Однако результат зав-т не только от схемы соед-я насосов, но и вида хар-ки ТП (рис. 1.22).

Рис. 1.22. Сов-ная хар-ка ТП и ПС при рег-нии изм-м числа и схемы вкл-я насосов

1 – характеристика насоса;

2 – напорная характеристика ПС при последовательном соединении насосов;

3 – напорная характеристика ПС при параллельном соединении насосов;

4, 5 – характеристика трубопровода;

6 – -Q характеристика насоса при последовательном соединении;

7 – -Q характеристика насоса при параллельном соединении

Рассм. в качестве примера парал-ное и посл-ное соед-е двух одинаковых центр-х насосов при работе их на ТП с разл-м гидравлическим сопротивлением.

Как видно из графических построений (рис. 1.22), послед-ное соед-е насосов целе сообразно при работе на ТП с крутой хар-кой. При этом насосы работают с большей, чем при парал-ном соед-и, подачей (Q_B>Q_C), а также с более высоким сум-м напором и КПД. Парал-е сое-е насосов более предпочтительно при работе на ТП с пологой хар-кой (Q_F>Q_E, H_F>H_E, _F>_E).

Рис. 1.23. Характеристика насоса со сменными роторами

Регулирование с помощью сменных роторов. Большинство современных магистральных насосов укомплектовано сменными роторами на пониженную подачу 0,5Q_НОМ и 0,7Q_НОМ. Кроме того насос НМ 10000-210 укомплектован сменным ротором на 1,25 Q_НОМ. Сменные роторы имеют частные характеристики (рис. 1.23).

Применение сменных роторов является экономичным на начальной стадии эксплуатации нефтепровода, когда не все перекачивающие станции построены, и трубопровод не выведен на проектную мощность (поэтапный ввод нефтепровода в эксплуатацию). Эффект от установки сменных роторов можно получить и при длительном уменьшении объема перекачки.

Обточка рабочих колес по наружному диаметру широко применяется в трубопроводном транспорте нефти. В зависимости от величины коэффициента быстроходности n_S обточку колес можно выполнять в следующих пределах: при 60< n_S<120 допускается обрезка колес до 20%; при 120< n_S<200 – до 15%; при n_S=200300 – до 10%.

Пересчет характеристики насоса при обточке рабочего колеса выполняется по формулам подобия:

(1.65)

где Q_З, H_З и N_З – подача, напор и потребляемая мощность, соответствующие заводскому диаметру рабочего колеса D_З;

Q_У, H_У и N_У – то же при уменьшенном диаметре рабочего колеса D_У.

Способ регулирования за счет обточки рабочего колеса может быть эффективно использован при установившемся на длительное время режиме перекачки. Следует отметить, что уменьшение диаметра рабочего колеса сверх допустимых пределов приводит к нарушению нормальной гидродинамики потока в рабочих органах насоса и значительному снижению к. п. д.

Изменение частоты вращения вала насоса – прогрессивный и экономичный метод регулирования. Применение плавного регулирование частоты вращения роторов насосов на ПС магистральных нефтепроводов облегчает синхронизацию работы станций, позволяет полностью исключить обточку рабочих колес, применение сменных роторов, а также избежать гидравлических ударов в нефтепроводе. При этом сокращается время запуска и остановки насосных агрегатов. Однако, в силу технических причин, этот способ регулирования пока не нашел широкого распространения.

Метод изменения частоты вращения основан на теории подобия

(1.66)

где Q₁, H₁ и N₂ – подача, напор и потребляемая мощность, соответствующая частоте вращения рабочего колеса n₁;

Рис. 1.24. Совмещенная характеристика нефтепровода и насоса при изменении частоты вращения вала

Q₂, H₂ и N₂ – то же при частоте вращения рабочего колеса n₂.

При уменьшении частоты вращения характеристика насоса изменится и рабочая точка сместится из положения А₁ в А₂ (рис. 1.24).

В соответствии с (1.66) при пересчете характеристик насоса с частоты вращения n₁ на частоту n₂, получим следующие соотношения:

. (1.67)

Изм-е частоты вращ-я вала насоса возможно в следующих случаях:

• применение двигателей с изменяемой частотой вращения;

• уст-ка на валу насосов муфт с регламент-м коэф-м проскальз-я (гидр-ких или ЭМх);

• прим-е преобраз-й частоты тока при одновр-м изм-и напр-я пит-я эл.дв-лей.

Следует отметить, что изменять частоту вращения в широких пределах нельзя, так как при этом существенно уменьшается к. п. д. насосов.