Гидравлические характеристики работы насосов и насосных станций

1.4. Гидравлические характеристики работы насосов и насосных станций

Справочный материал

Для создания и поддержания в трубопроводе напора, достаточного для обеспечения транспортировки нефти или нефтепродукта, используют нефтеперекачивающие станции (НПС). Основное назначение каждой НПС состоит в том, чтобы забрать жидкость из сечения трубопровода с низким напором, увеличить этот напор и затем ввести транспортируемую жидкость в сечение трубопровода с высоким напором, поэтому главным элементом НПС являются насосы.

Таким образом, насосы – это устройства для принудительного перемещения жидкости от сечения с меньшим значением напора 𝐻_в. (в линии всасывания насоса) к сечению с большим значением напора 𝐻_н. (в линии нагнетания). Величина 𝐻 = 𝐻_н − 𝐻_в. разности напоров между линиями нагнетания и всасывания, то есть создаваемый насосом напор, называется дифференциальным напором насоса

𝐻 = 𝐻_н. − 𝐻_в. = (38)

Расход Q жидкости, проходящей через насос, называется его подачей.

Для перекачки нефтей и нефтепродуктов используют, в основном, центробежные насосы, в которых необходимый напор создается за счет центробежной силы. При этом, чем больше напор H , который должен создать такой насос, тем меньше подача Q, которую он может обеспечить. Зависимость H = H(Q) называется гидравлической (Q − H) − характеристикой насоса. Гидравлические характеристики центробежных насосов обычно представляют двучленной зависимостью

H = a – bQ² , (39)

в которой а и b − коэффициенты аппроксимации. Гидравлические (Q − H) − характеристики некоторых центробежных насосов, предназначенных для перекачки нефти и нефтепродуктов, приведены в таблице 2.

Гидравлическая (Q − H) − характеристика НПС складывается из соответствующих характеристик отдельных насосов станции, соединенных последовательно или параллельно, а также характеристик станционных трубопроводов (системы обвязки) станции:

Н_ст. = Н_сум.(Q) – h_ст.(Q) , (40)

где Н_сум.(Q) - суммарная характеристика насосов, установленных на станции; h_ст.(Q) – характеристика станционных трубопроводов.

Полезная мощность N_п насосной установки определяется формулой

N_п= g Q H , (41)

в которой H − дифференциальный напор, развиваемый насосом; Q − подача насоса. В системе СИ мощность измеряется в Ваттах:

[N_п] = кг/ м³ × м/с² × м³/с × м = (кг ⋅м²/с² )/с = Дж/с = Вт.

Мощность N_в на валу насоса определяется формулой

N_в = , (42)

где − коэффициент полезного действия центробежного нагнетателя.

12 Следующая ⇒