31. Подбор насосно-силового оборудования

В общем случае подбор насосов производится в несколько этапов.

I этап: выбирается тип насоса.

При этом руководствуются вязкостью жидкости: для маловязких выбираются лопастные наосы, для вязких выбираются объемные насосы.

II этап: выбирается конструктивное исполнения насоса, ориентируясь на агрессивное свойство жидкости (вода, бензин, кислота и т.д.)

III этап: подбирается конкретная марка насоса нужного типа и конструктивного исполнения. Обычно насос подбирают к трубопроводной системе, о которой практически всё известно – d и L труб. Физическая характеристика жидкости (вязкость, плотность и т.д.). Такая информация о системе практически всегда позволяет рассчитать HQ характеристику трубопровода по формуле Дарси-Вейсбаха

или Лейбензона,

в результате характеристика трубопровода оказывается известной. Конкретную марку насоса подбирают к этой характеристике. Выбирают такой насос, чтобы HQ характеристика его пересекали HQ характеристику трубопровода в точке с нужными или требуемыми от системы значениями H и Q, при этом производительность насоса: абсцисса в точке пересечения характеристики должна обязательно лежать в рабочей зоне насоса и как можно ближе к её середине. Если всем отмеченным требованиям отвечает несколько марок насоса, то из них окончательно принимают ту, у которой наиболее высокий КПД в соответствующей рабочей точке насоса.

После подбора насоса производится подбор приводящего его двигателя. К двигателям приводящим центробежных насосов предъявляются:

1. Конструктивное исполнения двигателя должно соответствовать конструктивному исполнению насоса.

2. Частота оборотов вала двигателя должна равняется или быть близка номинальным оборотом ротора насоса.

3. Мощность двигателя должна соответствовать мощности насоса.

Основное требование: требования по мощности.

Мощность приводящего электродвигателя должна определять по следующей зависимости.

NНСА=

К3 – коэффициент запаса мощности

К3 = 1,15 до 500 кВт

К3 = 1,1 более 500 кВт

- КПД двигателя

- КПД передаточного механизма

В качестве Q в соответствии с мощностной характеристикой насоса принимается максимально возможная производительность насоса. В качестве таковой, строго говоря, принимается производить соответствующей правой границе рабочей зоны.

В качестве расчетных Н и η принимаются напор и общий КПД насоса соответствующие принимаемому в расчет значению Н.

Если не удается подобрать двигатель нужного конструктивного исполнения, то подбирается любой другой двигатель, но в этом случае он обязательно размещается в отдельном от насоса помещении.

Если не удается подобрать двигатель, нужно подобрать двигатель подходящий по оборотам, при этом обороты двигателя должны быть ниже оборотов насоса несущественно.

При этом все характеристики насоса пересчитывается на обороты двигателя.

32. Определение необходимого числа насосных станций

Пренебрегая в уравнении баланса напоров и величиной получим

. (1)

По этому уравнению будем находить число станций n0.

Напор, развиваемый одной станцией (НCT), логично брать соответствующим расчетному расходу по характеристике Q — Н.

Число станций n0 обычно оказывается смешанной дробью. Его округляют до целого числа п.

Производительность нефтепровода при округленном числе станций будем называть проектной.

Если n0 округлено в большую сторону, то проектная производительность Qб будет больше расчетной Q0, и наоборот, при округлении n0 в меньшую сторону, проектный расход QM окажется меньше расчетного. Это видно из формулы (20) и из рис. 1.

Производительности QM или Qб устанавливаются в системе насосные станции — трубопровод автоматически.

Однако можно проектную производительность оставить равной расчетной. Для этого необходимо, чтобы рабочая точка на совмещенной характеристике трубопровода и насосных станций находилась на отрезке ab (рис. 1).

Рис.1. Изменение производительности при округлении числа станций

При округлении n0 в меньшую сторону характеристика трубопровода должна проходить через точку а, т. е. потеря напора в трубопроводе должна быть уменьшена на величину Оа = (n0 — п)НCT. Это может быть осуществлено прокладкой лупинга (или вставки большего диаметра).

Лупинг длиной х уменьшает гидравлическое сопротивление на . Следовательно, длина лупинга, обеспечивающая сохранение расчетной производительности при округлении числа станций в меньшую сторону, может быть найдена из равенства

.

Можно также воспользоваться (21) и уравнением

.

Результат будет такой же. Получим

.

При округлении n0 в большую сторону напор, развиваемый станциями при расчетном расходе Q0, будет больше необходимого (т. е. больше потери напора в трубопроводе) на величину Н', показанную на рис. 11 отрезком оb.

Уравнение баланса напоров при округлении n0 в большую сторону будет следующим:

.

Очевидно, что Н' = (п— n0)/Hст; Н' — величина, на которую должен быть уменьшен напор, развиваемый станциями.

Снижение напора может быть достигнуто уменьшением числа насосных агрегатов и обрезкой колес насосов.

После уменьшения числа насосных агрегатов характеристика насосных станций опустится, в результате чего разрыв между напором, развиваемым насосными станциями, и потерей напора в трубопроводе сократится.

Окончательное сбалансирование напоров можно получить обточкой колес насосов. Диаметр обточенного колеса можно найти по формуле (15).

Если после уменьшения числа насосных агрегатов характеристика насосных станций пройдет ниже точки 0, т. е. если при расходе Q напор, развиваемый насосными станциями, окажется меньше потери напора в трубопроводе, баланс напоров может быть восстановлен уменьшением крутизны характеристики трубопровода (лупинг, вставка большего диаметра).