диплом (1196650), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Напор это давление жидкости, которое она приобретает, выраженноев метрах столба жидкости. Подачей обычно называют объем жидкости,проходящий через насос в единицу времени. Эти два показателя зависят отЛистВКР 21.03.01.2017.ПЗ-946Изм.Лист№ докум.ПодписьДата177конструкции и габаритов насоса, а также от частоты вращения рабочегоколеса[6].ВпаспортахнасосовобычноприводяттакжеКПДикавитационный запас. Основные характеристики насосного оборудованиямагистральной насосной приведены в таблице 2 и 3.Таблица 2Характеристики насосов НМОбозначениеПодача насосов, сотипоразмера насоса сменными роторамиНМ 1250-250НМ 2500-230НМ 3600-230НМ 7000-250НМ 10000-250Напор,ДопустимыйКПД, неH, мкавитационныйменее, %запас h, м%, от Qномм3/ч708002551680125165626626787018002252786125315022038867025002253587125450022045867050002504589125875025060897070002506089125125002509787Таблица 3Характеристика насосов НПВОбозначениеПодача насосов , м3/чтипоразмера насосаНапор,ДопустимыйКПД, неH, мкавитационныйменее, %запас h, мНПВ 150-6015060372НПВ 300-6030060475НПВ 600-6060060477НПВ 1250-601250602,282НПВ 1250-11012501102,284ЛистВКР 21.03.01.2017.ПЗ-946Изм.Лист№ докум.ПодписьДата18Окончание таблицы 3Подача насосов , м3/чОбозначениетипоразмера насосаНапор,ДопустимыйКПД, неH, мкавитационныйменее, %запас h, мНПВ 2500-12028001202,884НПВ 3600-603600603,284НПВ 3600-903600903,284НПВ 5000-90500090583НПВ 5000-1205000120585Зачастую каждый насос в комплектации имеет сменные ротора с рабочимиколесами разного диаметра.
Обычно насосы производят на частоту вращения3000 об/мин, потому что ни один из насосов не работает без привода.Магистральный насос всегда работает в связке с электродвигателем.2.3.2 Электропривод насосовАгрегат, который дает вращение валу рабочего колеса насоса, называетсяприводом насоса. В качестве привода магистральных насосов обычноиспользуютэлектродвигатели.Внефтянойпромышленностичастоиспользуют два типа: асинхронные и синхронные.Синхронный электродвигатель – электрическая машина переменноготока, скорость ротора которого равна частоте вращения магнитного поля ввоздушном зазоре.
Принцип действия заключается во взаимодействиивращающегосяпеременногомагнитногополяякоряспостоянныммагнитным полем полюсов индуктора. Якорь обычно расположен на статоре(неподвижной части электродвигателя), а индуктор на роторе (вращающейсячасти). В маломощных двигателях используют постоянные магниты, а вболее мощных - электромагниты.В нефтяной промышленности обычно используют электродвигателисерии СТД. Их основные характеристики приведены в таблице 4.ЛистВКР 21.03.01.2017.ПЗ-946Изм.Лист№ докум.ПодписьДата199Таблица 4Основные характеристики синхронных двигателейМаркаНоминальнаямощность, кВтНоминальноенапряжение,кВКПДпри Частота вращенияноминальнойвала, об/миннагрузке, %СТДП-800-280010 (6)96,03000СТДП-1250-2125010 (6)96,53000СТДП-1600-20160010 (6)96,73000СТДП-2000-2200010 (6)96,73000СТДП-2500-2250010 (6)96,83000СТДП-3200-2320010 (6)97,13000СТДП-4000-2400010 (6)97,23000СТДП-5000-2500010 (6)97,33000СТДП-6300630010 (6)97,43000СТДП-8000-2800010 (6)97,63000СТДП-10000-21000010 (6)97,73000СТДП-12500-21250010 (6)97,73000К преимуществам синхронных электродвигателей можно лучшиеэнергетические характеристики, чем у асинхронных.
Они менеечувствительны к колебаниям напряжения сети, что очень важно прислучайных падениях напряжения. Их максимальный момент пропорционаленнапряжению сети, а у асинхронных пропорционален квадрату напряжения.Кроме того они имеют повышенную перегрузочную способность.Однако синхронные двигатели не лишены и недостатков. Основным иключевым является сложность конструкции и эксплуатации, что зачастуюявляется основным критерием выбора.
Достаточно сложная процедура пуска,при которой требуются другие силовые установки для разгона скоростивращения ротора до номинальной.Асинхронный двигатель – это асинхронная электрическая машинапеременного тока, частота вращения магнитного поля статора которогобольше чем частота вращения ротора.Из асинхронных двигателей в нефтяной промышленности получилибольшое распространение асинхронные с короткозамкнутым ротором,ЛистВКР 21.03.01.2017.ПЗ-946Изм.Лист№ докум.ПодписьДата20принадлежащие серии АТД. Их характеристики представлены в таблице 5. Втаком двигателе обмотки статора смещены в пространстве на 120 градусов.Магнитный поток, возникающий в таком положении, оказываетсявращающимся.Асинхронные двигатели имеют неоспоримые преимущества передсинхронными.
К таким можно отнести: отсутствие подвижных контактов,что повышает уровень надежности всего двигателя; простота конструкции иобслуживания; низкая стоимость. Благодаря этим достоинствам асинхронныедвигатели это самый распространенный тип двигателей, доля выпускакоторых составляет 90% от общего числа двигателей в мире.Таблица 5Основные характеристики асинхронных двигателейМаркаНоминальнаямощность,НоминальноеКПДпри Частотаноминальнойвращениянагрузке, %об/минкВтнапряжение,кВАТД-800АТД-1000800010006 (3)6 (3)94,594,529802980АТД-160016006 (3)95,02980АТД-200020006 (3)95,02980АТД-25002500696,02980АТД-40004000696,02985АЗМ-50005000697,02985АС-60006000696,52985АВ-80008000696,62960Выбордвигателяприпроектированиинасосныхвала,станцийосуществляется по итогу технико-экономического обоснования. Однако усинхронных и асинхронных двигателей остается один важный недостаток.Постоянство крутящего момента, которое зависит от характеристик сети.ЛистВКР 21.03.01.2017.ПЗ-946Изм.Лист№ докум.ПодписьДата212.3.3 Вспомогательное оборудование насосных агрегатовДля поддержания расчетных режимов перекачки нефти и нормальнойработы насосного оборудования необходимо функционирование следующихсистем:– разгрузки и охлаждения торцевых уплотнений;– смазки насосных агрегатов;– сбора утечек от торцевых уплотнений;– средств контроля и защиты насосных агрегатов;– подготовки и подачи сжатого воздуха;– охлаждения насосных агрегатов;– оборотного водоснабжения и охлаждения воды воздухом;– система гидрозатвора торцевых уплотнений.ЛистВКР 21.03.01.2017.ПЗ-946Изм.Лист№ докум.ПодписьДата223 ВЫБОР СПОСОБА РЕГУЛИРОВАНИЯ РЕЖИМОВ РАБОТЫ МНАМагистральные насосные агрегаты потребляют 92-97% всей энергииподводимой к НПС, поэтому даже малейшие расхождения рабочихпараметров может привезти к большим потерям, как энергетическим, так иэкономическим.Основными факторами, влияющим на режимы работы системы «НПС трубопровод», являются:–переменнаязагрузканефтепровода,вызваннаяразличнойзакономерностью работы поставщиков нефти, нефтепровода и потребителей;– изменение реологических параметров нефти вследствие сезонногоизменения температуры, а также влияния содержания воды, парафина,растворенного газа и т.
п.;– технологические факторы – изменение параметров насосов, ихвключение и отключение, наличие запасов нефти или свободных емкостей ит. д.;– аварийные или ремонтные ситуации, вызванные повреждениями налинейной части, отказами оборудования НПС, срабатываниями защиты.[7]Некоторые из этих факторов действуют систематически, некоторые –периодически. Всё это создает условия, при которых режимы работысистемы «НПС - трубопровод» непрерывно изменяются во времени, что всвою очередь обуславливает необходимость регулирования.
Все методырегулирования режима работы МНА можно условно разделить на двегруппы:1.связанныесизменениемпараметровтрубопровода(дросселирование, байпасирование)2.связанные с изменением параметров перекачивающих станций(изменение количества работающих насосов или схемы их соединения;ЛистВКР 21.03.01.2017.ПЗ-946Изм.Лист№ докум.ПодписьДата23регулирование с помощью применения сменных роторов или обточенныхрабочих колес; регулирование изменением частоты вращения вала насоса)Актуальнымявляетсявыборболееэффективногоспособарегулирования, потому что у каждого из способов есть достоинства инедостатки.
Рассмотрим каждый из способов регулирования режимов работымагистральных насосных агрегатов.3.1 Методы, связанные с изменением параметров трубопровода3.1.1 ДросселированиеСамым простым и дешевым способом регулирования работы насосаявляется дросселирование.
Заключается он в том, что потоку жидкостипроходящему по напорному патрубку создают искусственное сопротивлениеввидесуженияплощадипоперечногосеченияпотока[9].Такимсопротивлением обычно являются задвижки, заслонки, регуляторы давленияили по-другому дроссельный орган.Суть данного метода показана на рисунке 3. При полностью открытомдроссельном органе D рабочей точкой системы является точка М,производительность системы (нефтепровода) равна Q0, гидропотери в ней Н0.Если дроссельный орган D прикрыть, то его сопротивление увеличится,и к потерям напора в нефтепроводе, отображённом на рисунке 3, кривой 2,прибавляются потери напора в дроссельном органе. Общие потери напора всистеме возрастут, им будет соответствовать кривая 2’.
Рабочая точкасистемы и НПС переместится в положение Мд, производительностьнефтепровода снизится до Qд.ЛистВКР 21.03.01.2017.ПЗ-946Изм.Лист№ докум.ПодписьДата24Рисунок 3 - Изменение режимов работы НПС дросселированиемНапор равный разности Нд – Н’д, развивается НПС для преодолениятолько сил сопротивления дроссельного органа. Соответственно придросселировании производительность нефтепровода не может расти, онатолько уменьшается, а производительность НПС растет.
Из этого можносделать вывод, что такой метод регулирования экономически не выгоден.3.1.2. БайпасированиеЭтот метод состоит в перепуске части перекачиваемой жидкости снапорного патрубка вновь во всасывающий. При этом происходит изменениехарактеристики трубопроводной системы, на которую работает насос иизменяется месторасположение рабочей точки НПС.
Это влечёт за собойизменение режима работы нефтепровода.Допустим, в начальный момент НПС 1 работала без перепуска нанефтепровод 2 (рис. 4). Рабочая точка системы занимает положение М,производительность нефтепровода равна Q0.При открытии задвижки на перепускном трубопроводе 3 , жидкостьбудет двигаться по перепускному и основному трубопроводу. Этитрубопроводы согласно схеме соединены параллельно, тогда их суммарнаяЛистВКР 21.03.01.2017.ПЗ-946Изм.Лист№ докум.ПодписьДата25характеристика будет находиться как сумма абсцисс второй и третьейкривых при одинаковых ординатах. В итоге получается кривая (2+3).Рабочей точкой тогда будет МПа)б)Рисунок 4 - Изменение режимов работы НПС байпасированиема) схема подключения; б) совместная характеристикаКак видно, при работе с перепуском производительность НПСвозрастает с Q0 до QП.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
