Пересчет характеристик насосных агрегатов с учетом вязкости нефти

При перекачке нефти и нефтепродуктов, имеющих повышенную вязкость, характеристики насосов, полученные на воде, изменяются: уменьшается к.п.д., падает подача и напор насосов. Учет влияния вязкости производится при помощи поправочных коэффициентов к характеристикам насосов. Порядок расчета влияния вязкости нефти (нефтепродуктов) на характеристики насоса, полученные при испытаниях на воде приведен в ГОСТ 6134.

Следующие равенства используют для определения показателей насоса при перекачивании вязкой жидкости, когда известны показатели, полученные на воде:

, (6.24)

, (6.25)

, (6.26)

где: Q_н, Q_в – подача насоса на нефти и воде соответственно, м³/c;

H_н, H_в – напор насоса на нефти и воде соответственно, м;

η_н, η_в – к.п.д. насоса на нефти и воде соответственно;

K_Q, K_H, K_η – поправочные коэффициенты к подаче, напору и к.п.д. насоса соответственно.

Коэффициенты K_Q, K_H, K_η определяют по номограмме, приведенной на рисунке 6.4, в зависимости от числа Рейнольдса на оптимальном режиме работы насоса.

Число Рейнольдса определяют по формуле:

, (6.27)

где: Q_в – подача насоса на воде в зоне максимального к.п.д., м³/c;

D_экв – эквивалентный диаметр рабочего колеса, м;

n_н – кинематическая вязкость перекачиваемой жидкости, м²/c.

Эквивалентный диаметр рабочего колеса насоса определяют по формуле:

, (6.28)

где: D₂ – наружный диаметр рабочего колеса, м;

b₂ – ширина лопасти рабочего колеса на выходе, м;

k – коэффициент стеснения сечения потока лопастями.

Входящий в формулу (6.25) коэффициент k определяют по формуле:

, (6.29)

где: σ – толщина лопасти в окружном направлении на наружном диаметре, м;

Z – количество лопастей.

В случае отсутствия данных для расчета по формуле (6.29) приближенно можно считать коэффициент k ≈ 0,9.

Рис. 16. Поправочные коэффициенты к подаче, напору, к.п.д. насосов при учете вязкости

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ И ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ НАСОСОВ

На перекачивающих станциях центробежные насосы соединяют последовательно для увеличения напора или параллельно для увеличения расхода.

При последовательном соединении насосов (рис. 7) их (Q—H)-характеристики складываются; при этом расход неф­ти в насосах один и тот же, а напоры суммируются: Q₁ = Q₂ = Q; H = H₁, + H₂.

Рис. 7. Последовательное соединение насосов

Если H = а₁ - b₁ Q² — характеристика первого насоса, Н = а₂ - b₂ Q² — характеристика второго насоса, то систе­ма двух последовательно соединенных насосов имеет характеристику

H = (a₁+a₂) - (b₁+b₂) Q² (17)

Если характеристики насосов одинаковы, то

H = 2 (a - b) Q² (18)

На плоскости переменных (Q, Н) последовательному со­единению насосов соответствует сложение графиков функций Н = F₁(Q) и Н = F₂(Q), представляющих характеристики этих насосов, вдоль оси напоров: при каждом значение абсциссы Q складываются ординаты точек этих графиков (рис. 8). Утолщенной линией представлена суммарная характери­стика последовательно соединенных насосов.

Рис. 8. Сложение характеристик насосов при последовательном соединении

При параллельном соединении насосов (рис. 9) их (Q—H)-характеристики складываются иначе. Расходы нефти в насосах суммируются, а напор, создаваемый каждым насосом, один и тот же: Q = Q₁ + Q₂; H = H₁ = H₂.

Рис. 9 Параллельное соединение насосов

Если H = а₁ - b₁ Q² — характеристика первого насоса, Н = а₂ - b₂ Q² — характеристика второго насоса, то систе­ма двух параллельно соединенных насосов имеет характеристику

(19)

Если характеристики насосов одинаковы, то

H = a – 0,25 b Q² (20)

На плоскости переменных (Q, Н) параллельному соединению насосов соответствует сложение графиков функций Н = F₁(Q) и Н = F₂(Q), представляющих характеристики этих насосов, вдоль оси подач: для каждого значения ординаты H складываются абсциссы Q точек этих графиков (рис. 10). Утолщенной линией представлена суммарная характеристика параллельно соединенных насосов.

Рис. 10. Сложение характеристик насосов при параллельном соединении

Поиск по сайту: