ДОБЫЧА НЕфТИ И ГАЗА_ (1047819)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

ДОБЫЧА НЕШТИ И ГАЗА

УДК 621.514.5

Б. И. БОРОВСКИЙ, С. Г. ВАЛЮХОВ, С. В. ГРИГОРЬЕВ

Крым, ин-т природоохранного и курортного стр-ва,
КБ Химавтоматики '

Высокооборотный шестиступенчатый малоразмерный центробежный насос

Приведены основные характеристики высокооборотно­го насоса высокого давления ШГИЮ 5.02, предназначен­ного для нефтяной промышленности. Параметры насо­са занимают промежуточное положение между высоко­оборотными малорасходными и полнорасходными на­сосами, частота вращения составляет 20650 об/мин. Из­ложены основные особенности расчета такого типа на- сосов. По сравнению с низкооборотными насосами, час­тота вращения которых составляет 2950 об/мин, масса и габариты насоса ШГИЮ 5.02 в 15 раз меньше при бо­лее высокой экономичности.

Для интенсификации добычи нефти исполь­зуются экологически чистые тепловые энергоус­тановки, подающие высокотемпературный пар в нефтяную скважину [1]. Энергоустановки вклю­чают высоконапорные насосы для подачи воды в парогенератор. Повышение экономичности и снижение массы (металлоемкости) и габаритов насосов может быть достигнуто за счет увели­чения частоты вращения их роторов.

Конструкторское бюро Химавтоматики в по­рядке конверсии разработало Для энергоустанов­ки МАЭУ-10/20 высокооборотный шестиступен­чатый центробежный насос ШГИЮ 5.02 (рис. 1) с частотой вращения 20650 об/мин, обеспечиваю­щий давление 11 МПа при номинальной подаче 1,15 л/с. Насос приводится в действие электро­двигателем через мультипликатор, повышающий частоту вращения от 2950 до 20650 об/мин. Мас­са насоса 80 кг, габаритные размеры 410x230x240 мм, диаметр центробежного колеса 56 мм. По сравнению с низкооборотными электронасоса­ми с частотой вращения 1450 и 2950 об/мин масса и габариты насоса ШГИЮ 5.02 меньше соответ­ственно в 29 и 15 раз, а экономичность его при­менения примерно на 5 % выше.

Для минимизации гидродинамических осевых сил, действующих на ротор, последние три сту­пени насоса ШГИЮ 5.02 развернуты по отноше­нию к первым трем. Полная разгрузка ротора от осевых сил обеспечивается гидропятой, установ­ленной перед четвертой ступенью, на линии пе­репуска воды между четвертой и первой ступе­нями. Расход воды через гидропяту составляет 0,35 л/с (30 % от номинальной подачи насоса). Для обеспечения требуемого ресурса работы (8000 ч) в насосе используются подшипники скольжения на водяной смазке, показавшие удо­влетворительную работоспособность, в том чис­ле и в морской воде.

При проектировании насоса ШГИЮ 5.02 встретились трудности, связанные с тем, что его параметры относятся к неисследованной области. Существуют методы расчета высокооборотных полно- [2] и малорасходных насосов [3]. На­сос ШГИЮ 5.02 при коэффициенте быстроход­ности ступени, равном 53, имеет подачу 1,15 л/с, что превышает максимальную подачу (0,3 л/с), характерную для высокооборотных малорасход­ных насосов, но значительно меньше подачи вы­сокооборотных полнорасходных насосов.

При расчете насоса ШГИЮ 5.02 использова­лись зависимости, применяемые при проектиро­вании полно- и малорасходных насосов как вы­сокооборотных, так и низкооборотных. Учитыва­лась также особенность малоразмерных насосов, состоящая в значительном отрицательном влия­нии погранслоев, толщина которых соизмерима с размерами проходных сечений насоса [3].

При расчете наружного диаметра центробеж­ного колеса использовалась поправка К- Пфлей-дерера на влияние конечного числа лопаток, поскольку она предусматривает наибольший диаметр по сравнению с другими известными рекомендациями. Диффузорность течения в коле­се, обусловленная соотношением относительных скоростей на выходе и входе, определялась в со­ответствии с рекомендациями [3, 4]. Гидравличе­ские потери энергии в колесе вычислялись по соотношениям [5]. В связи с малым значением коэффициента расхода

φ = C_2m /U₂, = 0,072,

где C_2m — меридиональная скорость потока;U₂ — окружная скорость колеса, принят небольшой угол лопастей на выходе колеса, равный 30° [1, 2].

Обычно высокооборотные насосы выполняют-

30 ISSN 0548-1414. НЕФТ. И ГАЗОВАЯ ПРОМ-СТЬ. 1992. № 1.

Рис. 1. Схема высокооборотного шестиступенчатого центробежного насоса ШГИЮ 5.02:

1- штуцер подвода воды; 2, 3, 4, 5 — центробежное колесо соответственно первой, третьей, шестой и четвертой ступеней: 6 — подшипник скольжения.

ся одноступенчатыми со спиральными отводами. В третьей и последней ступенях насоса ШГИЮ 5.02 также используются спиральные отводы. Из спирального отвода третьей ступени вода по сверлениям в корпусе поступает на вход в четвертую ступень. В остальных ступенях насоса использованы канальные обратные направляю­щие аппараты (КОНА), имеющие непрерывные межлопастные каналы от выхода из колеса пре­дыдущей ступени до входа в колесо последую­щей. Спиральные отводы рассчитывались в соот­ветствии с [5], а КОНА — по данным [6, 7]. Объемные и дисковые потери определялись по • соотношениям [2]. Для обеспечения высокой эко­номичности насоса при приемлемых антикавита-ционных качествах без использования шнека коэффициент эквивалентного диаметра входа в колесо первой ступени выбран равным 4.

Рис. 2. Характеристики насоса ШГИЮ 5.02.

ISSN 0548-1414. НЕФТ. И ГАЗОВАЯ ПРОМ-СТЬ. 1992. № 1. gj

Принятая схема расчета насоса дала поло­жительные результаты. Его экспериментальные характеристики, приведенные на рис. 2, описы­ваются соотношениями:

Н= 1012 + 224Q — 160Q², (1)

η = 75Q -25Q², (2)

где Н—напор, м; Q — подача насоса, л/с; η— КПД насоса, %.

При номинальной подаче насоса его КПД ра­вен 53 %, экономичность без учета влияния рас-хеда воды через гидропяту на объемный КПД — 61 %, а этот же показатель при тех же значениях коэффициентов быстроходности и эквивалентно­го диаметра входа в колесо для малорасходных насосов составляет 50 % [3], для полнорасход­ных высокооборотных насосов без гидропят —· 70% [5].

Из соотношений (1) и (2), а также рис. 2 сле­дует, что оптимальная подача насоса 1,5 л/с, со­ответствующая режиму максимума КПД, не сов­падает с номинальной, заданной при расчете. Это не является следствием погрешности расче­та, а связано с тем, что с увеличением подачи объемный, дисковый и механический КПД мо­нотонно возрастают, вызывая рост полного КПД. С уменьшением коэффициента быстроходности смещение оптимальной подачи увеличивается [2].

Для насоса ШГИЮ 5.02 оптимальная подача превышает номинальную на 30 %, что соответ­ствует расчетной величине при коэффициенте быстроходности ступени, равном 53 [2]. Послед­нее свидетельствует о том, что на заданном ре­жиме получен максимальный гидравлический КПД насоса, а это, как следует из работы [2], обеспечивает его максимальный полный КПД при номинальной подаче и номинальном напоре, превышающем напор при оптимальной подаче.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Чекалюк Э. Б., Оганов К. А. Тепловые методы повышения
   отдачи нефтяных залежей.—К.: Наук, думка, 1979 —
   208 с.

2. Высокооборотные лопаточные насосы /Под ред. Б. В. Ов­
   сянникова, В. Ф. Чебаевского.— М.: Машиностроение,
   1975 — 336 с.

3. Краев М. В., Лунин В. А., Овсянников Б. В. Малорасход­
   ные насосы авиационных и космических систем.—М.: Ма­
   шиностроение, 1985.— 128 с.

4. Васильцов Э. А., Невелич В. В. Герметические электро­
   насосы.— Л.: Машиностроение, 1966.— 232 с.

5. Боровский Б. И. Энергетические параметры и характери­
   стики высокооборотных лопастных насосов.— М.: Маши­
   ностроение, 1989.— 164 с.

6. Михайлов А. К., Малюшенко В. В. Лопастные насосы.—
   М.: Машиностроение, 1977.— 288 с.

7. Будов В. М. Насосы АЭС.— М.: Энергоатомиздат, 1986.—
   340 с.

Получена 03.12.90

© Боровский Б. И., Валюхов С. Г., Григорьев С. В., 1992

32 ^ISSN 0548-1414. НЕФТ. И ГАЗОВАЯ ПРОМ-СТЬ. 1992. № 1.

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов учебной работы