В зависимости от вязкости нефтепродукта

Кинематическая вязкость, см2/c	Средняя скорость в линии всасывания, м/c	Средняя скорость в линии нагнетания, м/c
0,01 – 0,012	1,5	2,5
0,012 – 0,07	1,25	1,75
0,07 – 1,50	1,1	1,2
1,50 – 5,0	1,0	1,1
5,0 – 10,0	0,8	1,0

 

Основу насосной установки составляет насос с электродвигателем. Для перекачки нефтепродуктов часто используют центробежные насосы, которые просты по конструкции и надежны в работе.

На рис. 7.3 показан разрез консольного центробежного насоса. При вращении вала 5 и рабочего колеса 4 жидкость под действием центробежных сил отбрасывается от центра к периферии, создавая давление. В полости всасывания насоса создается разрежение, заполняемое потоком жидкости (например, из резервуара). Жидкость поступает в полость насоса под действием атмосферного давления.

 

 

Рис. 7.3. Консольный центробежный насос:

1 – корпус; 2 – крышка корпуса; 3 – нагнетательный патрубок; 4 – колесо рабочее;
5 – вал; 6 – муфта; 7 – электродвигатель; 8 – масляная ванна; 9 – сальниковое уплотнение;
10 – всасывающий патрубок

 

Насос 6 (рис. 7.2) перемещает жидкость из линии всасывания в линию нагнетания, которая имеет трубопровод диаметром d_н. Для контроля давления в линии нагнетания установлен манометр 7.

Для изменения подачи насоса установлен дроссель (задвижка) 8. Подача определяется при помощи мерной шайбы 9 и разности показаний манометров 10 и 11. Подача (расход жидкости) может определяться при помощи счетчика 9, установленного вместо мерной шайбы. Мерная шайба представляет собой диафрагму с отверстием меньше сечения трубопровода.

Уровень свободной поверхности в приемном резервуаре обозначен линией О – О, а в напорном – О¹ – О¹. Высота нагнетания обозначена через h_н, а геометрический напор – Н_г. Геометрический напор есть расстояние между линиями О – О и О¹ – О¹. Давление на свободной поверхности в приемном и напорном резервуарах обозначено через Р_о и Р_н. Расстояние между вакуумметром и манометром определяется величиной Z_о.

Перед началом работы установки всасывающая труба и насос заполняются жидкостью. Во избежание большого пускового момента на валу двигателя включают насос при закрытом дросселе 8.

Напор, развиваемый насосом, – разность удельных энергий при выходе из насоса и входе в него. Если всасывающий и напорный трубопроводы имеют одинаковые диаметры, то скорости движения жидкости в них будут равны. Тогда напор, развиваемый насосом, определится выражением:

, (7.19)

где – показание манометра 7, выраженное в метрах столба перекачиваемой жидкости;

– показания вакуумметра 5, в метрах столба перекачиваемой жидкости.

Если установка перекачивает воду и манометр при 20 ^оС показывает избыточное давление 0,2 МПа (2 атм.), то это примерно соответствует напору в 20 м. вод. столба.

Подача насоса (расход) регулируется дросселем 8, определяется по показанию счетчика или по тарировочной диаграммемерной шайбы (зависимость расхода от перепада давления на шайбе).

Объемную подачу насоса, м³/с, можно определить расчетным путем по формуле:

(7.20)

где – коэффициент расхода мерной шайбы (0,6 – 0,8);

– площадь проходного сечения мерной шайбы, м²;

Р – перепад давления на мерной шайбе, Н/м²;

– плотность жидкости (для нефтепродуктов 700 – 950 кг/м³).

Потребный напор – это энергия, которую необходимо сообщить единице веса жидкости для перемещения ее из приемного (всасывающего) резервуара в напорный. Если Р_о и Р_н равны Р_атм,то потребный напор равен

, (7.21)

где ∑ h_п – сумма потерь во всасывающей и напорной магистралях.

Потребный напор насоса определяют по результатам гидравлического расчета (определение потерь) трубопровода (сети), в которую нагнетается жидкость.

Характеристика сети представляет собой графическую зависимость между подачей насоса и сопротивлением трубопровода.

Суммарные потери напора во всасывающей и нагнетательной магистралях находят по формуле:

. (7.22)

Подставляем вместо h и h_м их значения из уравнений 7.2 и 7.9. Величину средней скорости возьмем из выражения 7.3 (),
() и после преобразования формулы 7.22 окончательно получим:

, (7.23)

где к – постоянный коэффициент, зависящий от значений коэффициента гидравлического сопротивления , длины трубы, ее диаметра, количества и значений местных сопротивлений .

Уравнение 7.23 представляет собой характеристику трубопровода (сети). Суммарные потери сети пропорциональны объемному расходу в квадрате.