МЕТОД 2

Знаючи продуктивність трубопроводу та густину пального, необхідно в першу чергу визначити можливість роботи насосних станцій без перевантаження їх двигунів по потужності.

Режими роботи спарених (послідовно увімкнених) насосних станцій ПНУ-100/200М вибираються за їхніми характеристикам, які показані на рисунку 1 (додаток 1). При цьому робочі режими насосних станцій визначаються без запасу потужності. Визначення робочого режиму насосних станцій, які складаються з двох насосних установок ПНУ-100/200М, необхідно проводити з урахуванням допустимого тиску на виході другої насосної установки по ходу перекачування, який не повинен перевищувати 5 МПа.

У кожному випадку визначення можливого режиму роботи, спарених насосних станцій ПНУ-100/200М необхідно уточнити потужність, що відбирається від двигуна, для того щоб вона не перевищувала допустиме значення.

Потужність, яка відбирається від двигуна насосної станції N_BД (кВт) визначається за формулою.

(2)

де η_н – к.к.д. насоса при розрахунковій продуктивності (визначається з характеристики насосної установки, рис. 1);

η_р – к.к.д. редуктора ПНУ-100/200М;

Q – задана продуктивність трубопроводу, м³/год;

H_Q – створюваний насосною установкою напір при заданій продуктивності, м;

g – прискорення вільного падіння, рівне 9,81 м/с2.

При визначенні потужності яка відбирається від двигуна необхідно користуватися даними таблиці 1.

Таблиця 1. Дані для розрахунку потужності, яка відбирається від двигуна насосної установки

Коли потужність, що відбирається від двигуна насосної станції перевищує допустиме значення, необхідно зменшити продуктивність перекачування пального по трубопроводу. Якщо ж потужність нижче допустимої, можна дещо збільшити продуктивність перекачування з обов'язковою перевіркою після цього величини відібраної від двигуна потужності.

Втрату напору (тиску) на 1 км трубопроводу можна визначити аналітичним і графічним способами. При визначенні втрати напору аналітичним способом спочатку знаходиться швидкість V (м/с) руху пального по трубопроводу

(3)

де F – площа перерізу трубопроводу, м²;

Q – продуктивність перекачування, м³/с;

d – внутрішній діаметр трубопроводу, м.

Для ПМТП-150 швидкість руху визначається за формулою:

(4)

а для ПМТП-100-за формулою

(5)

Потім визначається режим перекачування, який характеризується числом Рейнольдса Re

(6)

Коефіцієнт гідравлічного опору λ (коефіцієнт Дарсі) для трубопроводів ПМТП-150 і ПМТП-100 визначається за формулою:

(7)

Втрата напору h (м) на 1 км трубопроврда визначається за формулою

(8)

де l – довжина трубопроводу, що дорівнює 1000 м.

Втрата тиску р (МПа) визначається за формулою

(9)

Приклад. Визначити втрату напору на 1 км трубопроводу ПМТП-150 при перекачуванні палива Т-1 з продуктивністю 180 м³/год і при ρ = 825 кг/м³, ν = 0,0285 *l0^-4 м²/с, t = –10°C.

Швидкість руху палива Т-1 в трубопроводі визначимо за формулою (3):

Число Рейнольдса визначаємо за формулою (6):

Коефіцієнт гідравлічного опору (коефіцієнт Дарсі) визначаємо за формулою (7):

Втрати напору на 1 км трубопроводу обчислюємо за формулою (8):

а втрати тиску за формулою (9):

Крім аналітичного способу (за формулами) втрати напору на 1 км трубопроводу орієнтовно можна визначити за допомогою графіка. Графік (додаток 4) представляє собою залежність втрат напору від продуктивності в трубопроводах при перекачуванні по них різних сортів пального з в’язкістю до 0,7*10-4 м²/с.

Приклад. Потрібно визначити графічним способом втрату напору на 1 км трубопроводу ПМТП-150 при перекачуванні по ньому дизельного палива, кінематична в'язкість якого дорівнює 0,05 * 10-4 м2/с, з продуктивністю 200 м3/год.

На осі Q (див.4) знаходимо точку, яка відповідає продуктивності 200 м³/год, і з неї проводимо перпендикуляр до перетину з похилою лінією, що відображає залежність втрати напору від продуктивності при перекачуванні по трубопроводу ПМТП-150 дизельного палива з кінематичною в'язкістю, рівної 0,05*10-4 м²/с. З точки перетину проводимо пряму лінію, паралельну осі Q до перетину з віссю Н. Точка перетину з віссю Н дає значення втрати напора. Для даного прикладу втрата напору буде дорівнює ~ 74 м.

У таблицях (додатки 5) наведені розрахункові значення втрат напору на 1 км трубопроводу при перекачуванні нафтопродуктів з різною продуктивністю і в'язкістю.

Приклад. Користуючись таблицями додатку 9, потрібно визначити втрату напору на 1 км трубопроводу ПМТП-150 при перекачуванні по ньому дизельного палива з продуктивністю 200 м3 / год, кінематична в'язкість якого дорівнює 0,05*10-4 м2/с.

У лівій колонці таблиці знаходимо значення Q, рівне 200 м³/год. Проти значення 0,05 знаходимо величину втрати напору, рівну 72,16 м.

Для достовірності, дані розрахунків втрат напору за формулам (2) - (8), необхідно співставляти з даними, отриманими з гідравлічних характеристик трубопроводу (додаток 4) або з таблиць.

Для розрахунку кількості насосних станцій, потрібних для перекачування пального по трубопроводу, необхідно визначити втрати тиску по всій довжині трубопроводу, які складаються з гідравлічних втрат на тертя по довжині трубопроводу і втрат тиску для підйому рідини на висоту перевищення кінцевої точки трубопроводу над початковою. Загальні втрати тиску pL (МПа) у трубопроводі визначаються за формулою

(10)

де К – поправочний коефіцієнт, що враховує збільшення довжини трубопроводу за рахунок рельєфу місцевості і його вигинів в горизонтальній площині;

р – втрата тиску на 1 км трубопроводу, МПа;

L – довжина трубопроводу, яка вимірюється курвиметром по карті, км;

∆Z – різниця геодезичних відміток кінця і початку трубопроводу, м.

Тоді кількість насосних станцій n (шт.) дорівнюватиме

, (11)

де Р_роб – робочий тиск однієї насосної станції, МПа.

Величина n, знайдена за формулою, може вийти у вигляді дробового числа. Приймати слід меншу кількість насосних станцій, якщо це не спричинить збільшення робочого тиску кожної насосній станції більш ніж на 0,2 МПа. При більшому збільшенні робочого тиску кількість насосних станцій округляється до більшого числа і визначається новий робочий тиск P_роб1 кожної насосної станції. При цьому нове значення робочого тиску кожної насосної станції можна визначити за формулою

, (12)

де b – різниця в підрахованому за формулою (11) і знову прийнятому значеннях числа насосних станцій;

n1 – знову прийняте значення числа насосних станцій для трубопроводу.

У цій формулі «+» береться, коли число насосних станцій зменшується відносно розрахованого за формулою (11), а «–» – коли збільшується число насосних станцій.

У випадках збільшення робочого тиску насосних станцій необхідно уточнювати за формулою (2) значення потужності, відібраної від двигуна насосної станції, з тим щоб вона не перевищувала допустиму величину. Для насосних станцій зазвичай встановлюється такий тиск на вході в насос РВХ:

- ПНУ-200 – 0,2-0,3 МПа;

- ПНУ-75 – 0,2 МПа;

- ПНУ-100/200М – 0,2 МПа.

Тоді тиск на виході насосної станції Рвих буде складати

Приклад. Визначити кількість насосних станцій для перекачування по трубопроводу ПМТП-150 палива Т-1 при ρ = 825 кг / м3; t = – 10°C; ν = 0,0285 • 10 –4 м2/с, з продуктивністю 180 м3 / год на відстань 150 км і при різниці геодезичних відміток початку і кінця трубопроводу ∆Z = 100 м.

Втрата тиску на 1 км. трубопроводу становить Р = 0,428 МПа. Втрата тиску на всю довжину трубопроводу визначається за формулою (10):

Тиск, що розвиває насосна станція ПНУ-200 (див. рис. 85), визначаємо за формулою (9):

Кількість насосних станцій на трасі трубопроводу, визначена за формулою (11), дорівнюватиме

Округлюємо кількість насосних станцій до 12. Новий робочий тиск насосних станцій обчислюємо за формулою (12):

При тиску на вході насосної станції РВХ = 0,3 МПа тиск на виході насосної станції складе

Це значення вноситься в таблицю режимів роботи насосних станцій.

Додаток 1.

Рис. 3. Характеристика двох послідовно включених насосних станцій ПНУ-100/200М:

Q-H – при частоті обертання валу двигуна об/хв: 1 – 1700; 2 – 1500; 3 – 1300; 4 – Q-η насоса, %

Додаток 2.

Рис. 85. Характеристика пересувної насосної установки ПНУ-200 при різній частоті обертання n вала двигуна:

1,2,3,4 – лінії, які обмежують робоче поле насосної установки; 5 – залежність к.к.д. насоса від подачі

Додаток 3.

Рис. 86. Залежність дозволеної потужності (Ne) двигуна насосної станції ПНУ-200 від частоти обертання n вала двигуна

Додаток 4

Рис. 87. Графік для визначення орієнтовних втрат напру h на 1 км в трубопроводах ПМТП-150 і ПМТП-100 при перекачуванні нафтопродуктів з різною продуктивністю Q

Додаток 5

Втрати напору на 1 км трубопроводу ПМТП – 100 при перекачуванні нафтопродуктів з різною густиною, м

Поиск по сайту: