Рабочая точка насоса, выбор насоса.
Выбор типа насоса в каждом конкретном случае осуществляется с учетом его эксплуатационных и конструктивных качеств, наиболее полно удовлетворяют технологическому назначению насосной станции. При выборе насоса необходимо учитывать: - Условия эксплуатации (температура теплоносителя, вещество используется как теплоноситель или его процентное содержание в растворе, диаметры трубопроводов); - Производительность; - Напор. Напор, который развивается насосом, тратится на подъем жидкости на высоту, равную разности высоты всасывания и нагнетания (статический напор), на преодоление потерь на трение во всасывающем и нагнетательном трубопроводах и на создание скорости, с которой жидкость движется по трубопроводу. Трение, имеющее место в трубопроводной сети, ведет к потере давления перекачиваемой жидкости по всей длине. Сопротивление трубопровода ведет к потере давления переданного жидкости по всей длине сети. Характеристика протекания жидкости в системе характеризует общее сопротивление потоку: причиной сопротивления сети трубопроводов является трения жидкости по стенкам трубы, трение капель жидкости между собой, изменения направления движения в арматуре. При изменении объема перекачиваемой жидкости, например, вследствие открытия и закрытия или вентилей, изменяется также скорость жидкости и соответственно сопротивление трубопровода. Кроме этого, потеря давления зависит от температуры и вязкости перекачиваемой жидкости, скорости потока, свойств арматуры и агрегатов, а также сопротивления, обусловленного диаметром, длиной и шероховатостью стенок труб. Характеристика нефтепровода - кривая, описывающая изменение высоты напора Н зависимости от подачи Q. Эта характеристика не зависит от характеристики насоса. Характеристика нефтепровода изображается графически и сочетается с характеристикой насоса.
Рисунок 5 - Характеристика нефтепровода и насоса 1 - кривая Q-Н насоса; 2 - характеристика нефтепровода; 3 - статический напор; 4 - потери на трение в трубопроводе, А - рабочая точка системы и насоса
Режим работы насоса определяется точкой пересечения кривой Q-Н насоса с характеристикой нефтепровод, которая построена в тех же координатах (рисунок 5). Точка, в которой пересекаются характеристики насоса и нефтепровод, является рабочей точкой системы и насоса. Это означает, что в этой точке имеет место равновесие между полезной мощностью насоса и мощностью, потребляемой трубопроводной сетью. Напор насоса всегда равен сопротивлению нефтепровода. От этого зависит также подача, которая может быть обеспечена насосом.
а) б) Рисунок 6 - Зоны работы насоса (а) и диапазон максимального КПД (б) работы насоса 1 - скорость движения потока жидкости слишком мала, возможна блокировка насоса; 2 - оптимальный режим работы насоса; 3 - шум при работе насоса и системы, А - рабочая точка
При малом расходе (рисунок 6, а, зона 1) скорость течения потока снижается настолько, что возрастает опасность блокировки насоса. При больших расходах (рисунок 6, б, зона 3) может появиться кавитация, сильный износ рабочих элементов насоса. Все это снижает срок службы насоса. Подача насоса не должна быть ниже определенного минимального значения. В противном случае это может вызвать сильное повышение температуры в насосной камере и, как следствие, повреждение насоса. При работе в области максимального КПД (рисунок 6, б) осевые и радиальные силы, действующие на насос, минимальны, а скорость течения жидкости в проточной части насоса оптимальна. Чем больше реальная рабочая точка насоса отличается от области максимального КПД, тем ниже его КПД и скорость потока отклоняется от оптимальной. Насос может работать неровно, снижается надежность его работы и срок службы. Рабочая точка за пределами характеристики насоса может вызвать повреждение мотора. По мере изменения подачи в процессе работы насоса также постоянно смещается рабочая точка. Найти оптимальную расчетную рабочую точку соответствии с максимальными эксплуатационных требований входит в задачи проектировщика.
|
