диплом (1196650), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Посмотрим, какое количество жидкости при этомбудет поступать в нефтепровод 2. Нефтепровод 2 расположен на выходеНПС и находится под напором станции, равным согласно МП величине НП.При напоре НП нефтепровод 2 будет пропускать через себя, если следоватьего H-Q характеристике, производительность Q2, меньшую первоначальнойQ0, существовавшей при перекачке без перепуска.ЛистВКР 21.03.01.2017.ПЗ-946Изм.Лист№ докум.ПодписьДата26Соответственноприперекачкенефтисбайпасированиемпроизводительность нефтепровода будет всегда только снижаться. Такойметод регулирования, так же как и дросселирование, неэкономичен, потомучто происходит возрастание производительности НПС, и это приводит кперерасходуэнергиинаединицуперекачиваемойнефти.Наличиециркуляции снижает КПД системы, и требует строительства байпасноготрубопровода и установки дополнительной арматуры.3.2 Методы, связанные с изменением параметров НПС3.2.1 Регулирование изменением схем соединения МНСуществует два способа соединения насосов – параллельное ипоследовательное, и на этом основывается один из методов регулированияработы НПС.Параллельным соединением называют такую коммутацию, прикоторой несколько насосов осуществляют подачу в один напорныйколлектор или нагнетательный трубопровод.
При этом главным условиемпри подборе насосов является равенство их напоров, иначе насос сменьшимиэнергетическимихарактеристикамисопротивления давления напорного коллектора,будетпреодолеватькак следствие его КПДбудет постепенно снижаться и в определенный момент может свестись кнулю[10]. Из рисунка 3 видно что при таком соединении подача жидкостиувеличивается в два раза , а напор остается неизменным.ЛистВКР 21.03.01.2017.ПЗ-946Изм.Лист№ докум.ПодписьДата27Рисунок 3 - Схема параллельного соединения насосовПоследовательным называют такое соединение, при котором жидкость,пройдя первый насос, подается во всасывающий патрубок второго.
Притаком подключении увеличение напора происходит ступенчато на величинунапора насоса, при этом подача остается неименной. Недостатком данногосоединения является то, что при транспортировки жидкости от одного насосак другому гидравлические потери велики и воздействие гидравлических силна рабочее колесо второго насоса приводит к снижению его КПД до 70%.Рисунок 4 - Схема последовательного соединения насосовМетод регулирования основан на изменении и комбинировании схемсоединения насосов, а также их включения и отключение. Необходимымусловием такого регулирование наличие нескольких насосных агрегатов, чтоиногда является экономически нерентабельным, ведь подбор оборудованияна НПС заключается в минимизации занимающего пространства.ЛистВКР 21.03.01.2017.ПЗ-946Изм.Лист№ докум.ПодписьДата283.2.2 Использование сменных роторовСогласно ГОСТ 12124 для работы на режимах, отличающихся отноминальных, магистральные нефтяные насосы снабжаются роторами,рассчитанными на подачи 0,5·Qном и 0,7·Qном.
КПД насосов со сменнымироторами несколько меньше, чем при номинальных режимах работы насоса сосновным ротором, но выше, чем при применении основного ротора намалых подачах. Чтобы убедиться в этом, достаточно сравнить величиныКПД, приведенные в таблице 6 ниже.Таблица 6Параметры центробежных насосов со сменными роторамиПодачаТипоразмернасосаКПД насоса, %Напор,% отм3/чQноммсо сменнымроторомс основнымротором на техже подачахДопустимый кавитационный запас, мНМ 2500230501250220817325701800225838127НМ 3600230501800220817633702500225848235НМ 7000210503500200816742705000210858145НМ 10000210505000205807545707000210848260Сменные роторы устанавливаются в насосах только в том случае, когдаизвестно, что в течение продолжительного времени магистральныйтрубопровод будет работать с недогрузкой.Вышеперечисленные два метода имеют один общий недостаток –режим работы НПС и нефтепровода при их осуществлении изменяетсяступенчато, что не всегда отвечает необходимой степени изменения режимаработы и часто требует подрегулирования с помощью дросселирования.Поэтому экономичные в своей основе методы ступенчатого регулированияЛистВКР 21.03.01.2017.ПЗ-946Изм.Лист№ докум.ПодписьДата29невсегдаобеспечиваюттранспортунефтиминимальновозможныеэнергозатраты.3.2.3 Метод регулирования изменением диаметра рабочего колеса.Диаметры рабочих колёс центробежных насосов НМ, НПВ и НМПмогут быть изменены обточкой колёс на станке.
Обточка в пределах 10%практически не приводит к снижению К.П.Д. насосов, Н-Q характеристикаже насоса при этом изменяется как показано на рисунке 5. Пределы обточкирабочего колеса зависят от коэффициента быстроходности. Рекомендуемыепределы указаны в таблице 7.Таблица 7Рекомендуемые пределы обточки рабочего колесаДопустимое уменьшениеСнижение КПД насоса на каждые 10%наружного диаметра рабочегообточки колеса, %быстроходностиколеса, %Коэффициент70-12020-151-1,5120-17015-111,5-2,5170-22011—72,5-3,5Зная величину обточенных колес можно с помощью аналитических формулопределить значения напора и подачи при этих диаметрах.
Формулы длявычисления этих величин представлены ниже:2 Д ;Н Н 0 Д 0Q Q0 Д,Д0(1)(2)ЛистВКР 21.03.01.2017.ПЗ-946Изм.Лист№ докум.ПодписьДата30гдеН0 и Q0 – напор и подача насоса при диаметре рабочего колеса,равном Д0; Н и Q – напор и подача насоса при диаметре рабочего колеса,равном Д.HМH0М1HД0Д0Q Q0QРисунок 5 - Регулирование режимов работы НПС изменением диаметра рабочего колесаЕсли известны напор и подача, требуемая для перекачки, то используяследующую формулу, можно определить нужный диаметр рабочего колесаД Д0 Н b Q2a(3)где: a и b – коэффициенты центробежного насосаЕсли полученное значение Д будет меньше Д0 не более чем на 10%, то работанасосаиНПСНедостаткомбудетэтогопроходитьметодасявляетсянаименьшимиегоэнергозатратами.необратимость.Вслучаенеобходимости повышения напора и подачи, придется использовать другоерабочее колесо, а также останавливать технологический процесс.ЛистВКР 21.03.01.2017.ПЗ-946Изм.Лист№ докум.ПодписьДата3313.2.4 Регулирование изменением частоты вращения вала.Изменение частоты вращения вала можно добиться двумя способами- использование гидромуфты- использование частотно-регулируемого приводаАсинхронный двигатель вращает вал с постоянной скоростью, и насосжестко соединен с ним.
Для регулирования режима работы первым способоммежду насосом и электродвигателем устанавливают гидромуфту.Рабочими элементами гидромуфты являются колесо центробежногонасоса и колесо турбины, размещенные в общем корпусе и предельносближенные (зазор 3—10 мм). Рабочее колесо центробежного насосанасажено на ведущий вал (электродвигателя). Колесо турбины закреплено наведомом валу (валу насоса), соосном с ведущим валом. При вращенииведущего вала рабочая жидкость, находящаяся в каналах колеса насоса,получает приращение механической энергии и передает ее лопаркам колесатурбины.
При выходе из колеса турбины рабочая жидкость вновь попадает вовсасывающие отверстия колеса насоса, и цикл повторяется. Основнымспособом регулирования частоты вращения ведомого вала являетсяизменение наполнения рабочего пространства колес гидромуфты жидкостью.Потери в гидромуфте составляют около 2—3 %, поэтому полного равенствамежду частотой вращения ведущего и ведомого вала быть не может.Разность частоты вращения ведущего и ведомого валов, отнесенная кчастоте вращения ведущего вала, называется скольжением гидромуфты иколеблется около 3 %.Извыраженияследует,чтопотериэнергиивгидромуфтеувеличиваются с уменьшением передаточного числа, т.
е. они увеличиваютсяпри возрастании глубины регулирования. Это обстоятельство являетсянедостатком гидравлических муфт. Кроме того, гидравлические муфтыконструктивно более сложны, чем насосы, и имеют слишком большиеразмеры, почти одинаковые с размерами насосов.ЛистВКР 21.03.01.2017.ПЗ-946Изм.Лист№ докум.ПодписьДата32Основным достоинством регулирования частоты вращения с помощьюгидромуфт является бесступенчатое, автоматическое и быстрое изменениечастоты вращения ведомого вала.
Максимальный коэффициент гидромуфтсоставляется 95,7%.Последним способом регулирования является использование частотнорегулируемого привода.Частотно-регулируемый привод – электродвигатель с подключеннымчастотным регулятором.Действиеосновываетсятакогонаустройства,использованиикакпреобразовательэлектронногомеханизма,частоты,которыйконтролирует работу двигателя. Преобразование напряжения происходит вдва этапа. Сначала происходит регулировка напряжения сети путемвыпрямления и фильтрования, с помощью системы конденсаторов. Далеевыполняется электронное управление, благодаря которому для токавыставляется частота, соответствующая выбранному режиму работы насоса.При помощи преобразователя частоты можно осуществлять плавныйпуск двигателя и плавную настройку работы привода, выбирая оптимальныйпоказатель между напряжением и частотой.Среди достоинств такого устройства главным следует назвать то, чтооно помогает уменьшить расход электроэнергии в среднем на 50%.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
