книги / Типовые расчёты при проектировании и эксплуатации нефтебаз и нефтепроводов

(3.11)

A = H 0 + a Q 2 - b - Q 2 + B,.Q 2-m-

Как частный случай, для насосов с плавно падающей напорной характеристикой (а=0), при ш=0 получаем Б=Ь; А =Н 0.

В уравнении баланса напоров коэффициент Б должен входить, имея размерность (с/м 3)2-т-1/м. Его можно пересчитать по формуле

§3.16. Пересчет характеристик центробежных насосов с воды на вязкую нефть

В каталогах приводятся характеристики цент­ робежных насосов, снятые на воде. При транспортировке маловяз­ ких нефтей и нефтепродуктов эти характеристики изменений не претерпевают. Однако с ростом вязкости перекачиваемой жидкости они ухудшаются.

Формулы для расчета параметров работы насоса на нефти HV,QV,T|V по известным параметрам работы на воде H B,QB,hBимеют вид

где к н , kQ, к — коэффициенты пересчета соответственно на­ пора, подачи и кпд насоса с воды на высоковязкую нефть (нефте­ продукт).

Формулы для вычисления коэффициентов kH, kQ, кл для на­ сосов с односторонним и двухсторонним входом жидкости в рабочее колесо различны.

Для всех насосов с коэффициентом быстроходности

50 < ns < 130, кроме магистральных, пересчет характеристик

производится при выполнении неравенства

где v -кинематическая вязкость нефти при температуре перекач­ ки, м2/с; vH, vBпредельные нижнее и верхнее значения вязкости, при которых пересчет характеристик насосов необходим (м2/с):

91

(3.15)

л/дГ7ьГ

QBопт - подача насоса, соответствующая его максимальному кпд при работе на воде; Д 2, Ь2 - наружный диаметр и ширина лопаток рабочего колеса.

При v <= vHпересчета характеристик насоса не требуется, так как он работает в автомодельной зоне.А при v >= vB необходимо использовать другой насос.

В качестве определяющего параметра используется число Рей­ нольдса в насосе в следующей записи

(3.16)

где D 2, b2 - наружный диаметр и ширина лопаток рабочего колеса.

По характеру изменения kH, kQ , кл для центробежных насосов с рабочим колесом одностороннего входа жидкости существуют три зоны. В пределах каждой из них действуют свои законы гидравли­

92

В методике пересчета характеристик магистральных центробеж­ ных насосов в качестве параметра, характеризующего её течение в колесе, используется число Рейнольдса в другой записи

где п - число оборотов ротора насоса (в час).

Пересчет характеристики с воды на вязкую нефть необходим в том случае, когда величина ReH превышает величину переходного числа Рейнольдса Ren, вычисляемого по формуле,

В данном случае для вычисления коэффициентов пересчета на­ пора, подачи и к.п.д. с воды на высоковязкую нефть используются следующие формулы:

Rero k = l - a • Ig— —, ReH

где Re^- граничное число Рейнольдса; a n - поправочный коэф­ фициент.

Величины Reip и a n являются функцией ns

Зная k H, kQ, к п, можно рассчитать величины аппроксимаци­ онных коэффициентов в формулах (3.1), (3.3) при работе насоса на высоковязкой нефти (индекс “v”) через известные коэффициенты при работе насоса на воде (индекс “в”):

93

§3.17. Расчет необходимого давления на входе в насос при перекачке нефтей и нефтепродуктов

Для нормальной работы насоса необходимо, чтобы минимальное давление на входе в него Р„ превышало давле­ ние насыщенных паров перекачиваемой среды Ps на величину, соот­ ветствующую разности допустимого кавитационного запаса ДЬдоп и скоростного напора на входе в насос,

где ов - скорость жидкости во всасывающем патрубке насоса

4-Q

UBX= 7 ^ " '

ЛчЗвх

Давление насыщенных паров перекачиваемых жидкостей (в Па) может быть найдено по одной из следующих зависимостей:

-д л я нефтей

—для деэтанизированного газового конденсата

-д л я стабильного газового конденсата

где Тнк - температура начала кипения нефти или бензина, К. Сведения о температуре начала кипения некоторых нефтей и

зависимости давления их насыщенных паров от температуры приве­ дены в таблице 3.29.

Таблица 3.29

Справочные данные по некоторым нефтям

При перекачке газонасыщенных жидкостей под Ps следует пони­ мать их давление насыщения при температуре перекачки (см. главу 8 ).

95

Допустимый кавитационный запас насоса при перекачке нефти и нефтепродуктов

соответственно на температуру и вязкость перекачиваемой жидкости

hs - напор, соответствующий давлению насыщенных паров жид­ кости; - коэффициент сопротивления на входе в насос, вычисля­ емый по формуле (при 565<ReH<9330)

а при ReH>9330 принимаемый равным £вх =1.

§3.18. Пересчет характеристик шестеренных насосов

Шестеренные насосы относятся к роторным насосам объемного типа, в которых жидкая среда перемещается в результате периодического изменения объема занимаемой ею поло­ сти, попеременно сообщающейся со входом и выходом насоса.

При изменении режима его работы приближенные значения подачи Q, и мощности N, насоса необходимо подсчитывать по фор­ мулам:

- при изменении числа оборотов

Ло п V

при изменении вязкости перекачиваемой жидкости

где Q, N, n, T), T IOJ v - соответственно подача, мощность, число оборотов, общий и объемный к.п.д., кинематическая вязкость пере­ качиваемой жидкости, для которых приведены эмпирические коэф­ фициенты в табл. 3.28.

Величина объемного коэффициента вычисляется как отноше­ ние текущей подачи Q при давлении Р на выходе насоса к подаче Q0

Qo

§3.19. Примеры расчетов

Пример 3.1. Найти коэффициенты в формулах (3.1)-(3.3) при перекачке нефти, имеющей кинематическую вязкость 150 мм2/с, насосом НМ 1250-260 с ротором 0,7QHOM.

Решение

1.По табл. 3.4 находим для рассматриваемого насоса следующие

данные: п=3000 об/мин, D 2=0,418 м, ns=59, Н 0=283 м, а=0, Ь=35, 4 .10-6 ч2/м 5, со= 0 ,1714, с ^ П ^ М О -4 ч/м 3 и с2=-52,68 10-8 ч2/м 6.

2. Так как в насосе НМ 1250-260 колесо имеет двусторонний вход жидкости, число Рейнольдса в насосе вычисляем по формуле (3.18)

К е = 3000.0,418*=58242. 60-150

3.Переходное и граничное числа Рейнольдса, а также коэффи­ циент ая по формулам (3.18а), (3.21)

к.п.д. насоса с воды на перекачиваемую нефть необходим.

97

4. Б-762

4.Коэффициенты пересчета по формулам (3.20)

91112

к н = 1 —0,128 - lg- = 0,975; 58242

kQ=0,9751>5 = 0,963;

5.Пользуясь формулами (3.22), находим

Hov= 0,975-283 = 275,9 м;

с=0,907-0,1714 = 0,156;

Максимальный к.п.д. на высоковязкой нефти достигается при подаче, определяемой по формуле (3.9)

11,2-10'

= 1015 —

2 -(-5i,5 -i<r*)

Пример 3.2. Вычислить коэффициенты пересчета характеристи­ ки центробежного насоса НК 65/35-70 с ротором № 1 (вариант «а») на нефтепродукт, имеющий кинематическую вязкость 70 мм2/с.

98