2.1 Лопастные насосы. Основные параметры

В нефтегазовой промышленности среди лопастных гидромашин наиболее широкое применение получили центробежные и вихревые. Так, в частности, в системе магистрального трубопроводного транспорта нефти на нефтеперекачивающих станциях, как основное оборудование, используются центробежные насосы типа НМ, имеющие два конструктивных исполнения: секционные трехступенчатые и спиральные одноступенчатые. Область применения данного типа насосов по полям подач лежит в пределах от 125 до 10000 м³/ч. Здесь же, в качестве подпорных насосов, применяют насосы НПВ (нефтяные подпорные вертикальные). Они выпускаются четырех типоразмеров: НПВ – 1250-60, НПВ 2500-80, НПВ 3600-90, НПВ 5000-120. Цифры в маркировке указывают на производительность (м³/ч) и напор насоса (м). Центробежные секционные насосные агрегаты типа ЦНС используют в системе промыслового сбора и подготовки нефти и газа на дожимных насосных станциях и в системе поддержания пластового давления.

Основными параметрами насосов (показателями их работы) являются подача, создаваемый напор (давление), потребляемая насосом мощность, коэффициент полезного действия (КПД) и вакуумметрическая высота всасывания.

Различают подачу объемную и массовую.

– объемная подача - объем жидкости, подаваемый насосом в единицу времени [м³ / с; м³ / ч; м³ / с];

– массовая - равна массе жидкости, перекачиваемой в единицу времени [кг / с; т /год];

Связь между объемной и массовой подачей выражается формулой

,

– теоретической (или идеальной) подачей считается подача, которую мог бы обеспечивать насос при отсутствии каких либо потерь.

Давление насосаопределяется из зависимости, получаемой по уравнению Бернулли при наличии источника энергии (рисунок 2.1):

,

где и - давления на выходе из насоса и входе в него,

и - скорость жидкости на выходе из насоса и входе в него,

- ускорение свободного падения,

- плотность среды,

и – отметки центров сечений выхода из насоса и входе в него.

Рисунок 2.1

Учитывая малость значений и , получаем, что давление насоса - это разность давлений на выходе из насоса и входе в него:

.

Действительный напор насоса это разность удельных энергий жидкости на входе в насос и выходе из него. Напор насоса выражается в метрах столба перекачиваемой жидкости.

Сумма действительного напора и гидравлических потерь в насосе составит теоретический напор .

Потребляемая мощность насоса состоит из полезной мощности и мощности, затрачиваемой на преодоление гидравлических сопротивлений в насосе , на утечки жидкой среды через неплотности в насосеи на механическое трение деталей насоса.

Таким образом, .

Полезная мощность, сообщаемая насосом перекачиваемой жидкости, равна

.

Сравнение полезной мощности с мощностью, учитывающей различные потери, позволяет найти коэффициенты полезного действия (КПД) насоса по видам потерь:

гидравлический , объемный;

механический и общий КПД насоса

или .

Вакуумметрическая высота всасывания определяет всасывающую способность насоса и характеризует допустимый вакуум на входе, при котором обеспечивается нормальная работа машины.