3.3 Расчет насосной установки для подачи поглотительного раствора на серный скруббер

Исходные данные:

1. Количество поглотительного раствора, которое подается на скруббер:

877000

V_м = —————–– = 0,208 м³/с

3600*1170

2. Геометрическая высота подъема жидкости в трубопроводе, Н_г, м - 31

1. Длина трубопровода (общая), l, м – 60

2. На трубопроводе установлены местные сопротивления: 2 задвижки, 4 отвода под углом 90° (R₀/d = 3), 1 диафрагма

3. Давление в сборнике раствора – атмосферное.

4. Давление в скруббере – 810 мм рт. ст.

Принимаем по рекомендациям скорость движения поглотительного раствораа в трубопроводе 2 м/с [2]. Тогда диаметр трубопровода рассчитывается по уравнению:

4 * V_м

d_т = ------------- ,

• p *w₀

де w₀ – скорость раствора в трубопроводе, м/с. Получаем

4 * 0,208

d_т = ––––––––––– = 0,364 м

Ö 3,14 * 2

Полученный диаметр трубопровода округляется до ближайшего стандартного значения. Принимаем к установке трубопровод диаметром 380х10 мм с внутренним диаметром 360 мм [7].

Действительная скорость раствора в трубопроводе:

4 * V_м 4 * 0,208

w = –––––––––––– = –––––––––––––– = 2 м/с

π * d_т² 3,14 * 0,36²

Принимаем, что трубопровод изготовлен из новых стальных труб, то есть абсолютная шероховатость D = 0,2мм [7,8].

w_тр * d_тр * r_м 2 *0,36 * 1170

Re = —————— = ————————— = 886737,

m_м 0,95 * 10^-3

то есть режим движения устойчивый турбулентный. Коэффициент трения l определяем по номограмме [7] при d/D = 360/0,2 = 1800 и Re = 886737. Находим, что l =0,0196. Определяем значения коэффициентов местного сопротивления:

а) вход в трубы x₁ = 0,5;

б) задвижки x₂ =2 * 0,25 = 0,5 ;

в) отводы под углом 90° (R₀ / d =3) x₃ =4 * 0,13 = 0,52 ;

г) диафрагма (m =0,25) x₄ = 17,8 ;

д) выход из трубы x₅ = 1

åx = 20,32

Суммарные потери давления в трубопроводе:

DР_сум = (l * l /d_тр + åx) * w² * r / 2 = (0,0196 * 60 / 0,36 + 20,32)* 2² * 1170/2 = 55193 Па

Необходимый напор насоса составляет:

Р₂ – Р₁

Н = ———— + h_сум + H_геом

rg

где:

Р₁ – давление в сборнике ;

Р₂ – давление в скруббере;

h_сум = DР_сум / rg – потери напора в трубопроводе:

55193

h_сум = ————— = 5 м вод. ст.

1170 * 9,81

H_геом – геометрическая высота подъема жидкости, м

Тогда

(810 – 760)* 133,3

Н = –––––––––––––––– + 5 + 31 = 38,7 м вод. ст.

9,81*1170

Такой напор при заданной производительности могут обеспечивать центробежные насосы.

Полезная мощность насоса определяется по формуле:

N_к = V_в * rg * Н = 0,208 * 1170 * 9,81 * 38,7 = 92390 Вт @ 92,4 кВт

Мощность на валу электродвигателя:

N_к N_к

N_дв = —— = —————

h_заг h_{дв *} h_{н *} h_пер

где:

h_дв – к.п.д. двигателя, который принимается 0,8 [8];

h_н - к.п.д. насоса, который равен 0,65 [8;

h_пер = 1 - к.п.д. передачи.

Тогда

92,4

N_дв = ———–– = 178 кВт

0,8 * 0,65

Установленная мощность электродвигателя:

N_вст = b * N_дв,

где:

b - коэффициент запаса мощности, который равен 1,05 [7].

Тогда

N_вст = 1,05 * 178 = 187 кВт

Принимаем к установке два центробежных насоса марки Х500/37, соединенных параллельно, каждый с такими характеристиками [8]: производительность Q = 0,15 м³/с, напор Н = 37 м, n = 16 с^-1, h_н = 0,7.

К каждому насосу установлен электродвигатель типа АО2 – 102 – 6 с номинальной мощностью N_н = 125 кВт.