Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Дата
Дата
Лист
Лист
Подп.
Подп.
№ докум.
№ докум.
Лист
Лист
Изм
Изм
8 Выбор основного оборудования
Методика расчета данного раздела принята из источника [2].
8.1 Выбор магистральных насосов
Проектная подача насоса Q, м3/ч,
,
м3/ч.
(1)
Необходимый напор Н, м,
,
м.
Выбираем насос НМ 10000 – 210.
Необходимо пересчитать характеристики насосов с воды, на нефть.
Число Рейнольдса, Re,
,
|
где |
Qн |
– |
номинальная подача насоса, м3/с, Qн = 10000 м3/с; [2] |
|
Dэкв |
– |
эквивалентный диаметр колеса, м, |
,
|
где |
D2 |
– |
диаметр рабочего колеса, м, D2 = 0,445 м; [2] |
|
B2 |
– |
ширина рабочего колеса, м, B2 = 0,066 м; [2] |
|
|
Кл |
– |
коэффициент сужения выходного сечения рабочего колеса лопатками, Кл = 0,9; |
м,
.
Определяем поправочные коэффициенты к подаче, напору и коэффициенту полезного действия соответственно , , . В нашем случае все коэффициенты равны единице, т.к. Re > 80000, следовательно, характеристика насоса НМ 10000 – 210 остаётся такой же как и при работе на воде (рисунок 3).
Из данной характеристики находим рабочую точку, напор насоса при проектном расходе Q = 8452,8 м3/ч будет равен H*= 178 м, а подпор h = 50 м.
Количество последовательно работающих насосов на одной станции nн,
,
.
Принимаем 3 рабочих магистральных насоса, а с учётом одного резервного получаем на нефтеперекачивающей станции 4 насоса типа НМ 10000 - 210, соединенных последовательно.
Потребляемая мощность магистрального насоса, N, кВт,
|
где |
ηн |
– |
КПД магистрального насоса, ηн = 0,87, |
кВт
Подбираем для каждого магистрального насоса электродвигатель марки СТД-6300-2, с номинальной мощностью 6300 кВт и частотой вращения 3000 об/мин.
8.2 Выбор подпорных насосов
Для обеспечения кавитационного запаса, подбираем группу подпорных насосов НМП-5000-74, состоящую из 2 рабочих насосов плюс 1 резервный, соединенных параллельно.
41
h
42
h, м
, %
Рисунок 3 - Характеристика насоса НМ 10000 - 210
43
Рисунок 4 - Характеристика насоса НМП 5000 - 115
h
h, м
, %
Потребляемая мощность подпорного насоса, Nп, кВт,
,
|
где |
Qсп |
– |
подача одного подпорного насоса, м3/с; |
,
|
где |
n |
– |
количество подпорных насосов на станции, n = 2; |
м3/с,
|
– |
напор подпорного насоса при проектном расходе, = 123 м; |
кВт.
Подбираем для каждого подпорного насоса электродвигатель марки СДН-15-39-6, с номинальной мощностью 1600 кВт и частотой вращения 3000 об/мин.
8.3 Построение суммарной напорной характеристики всех рабочих насосов
Определим напор всех рабочих магистральных насосов для нескольких значений подачи Qn, близких к проектному расходу, , м,
|
где |
– |
напор одного магистрального насоса, при рассматриваемой подаче Qn, м, |
Напор всех рабочих магистральных насосов при Qn = 2000 м3/ч,
м.
Расчет напоров всех рабочих магистральных насосов при других значениях Qn, производится аналогично, результаты расчета сведены в таблицу 1.
44
Суммарный напор магистральных и подпорных насосов при подаче Qn, , м,
,
|
где |
– |
напор подпорных насосов, при рассматриваемой подаче Qn, м, |
Суммарный напор магистральных и подпорных насосов при подаче Qn = 2000 м3/ч,
м
Расчет напоров всех рабочих магистральных насосов при других значениях Qn, производится аналогично, результаты расчета сведены в таблицу 1.
8.4 Построение совмещенной характеристики трубопровода и насосных станций
Пользуясь формулами раздела 6 определяем число Рейнольдса Re, гидравлический уклон трубопровода i, гидравлическое сопротивление λ, гидравлический уклон лупинга iл для нескольких значений Qn, близких к проектному расходу. По значениям Qn, согласно формуле (1) определяем полную потерю напора Н.
При Qn = 2000÷4000 м3/c режим течения - турбулентный в зоне гидравлически гладких труб, т.к. выполняется условие,
2300 < Re < Re1пер,
Коэффициент гидравлического сопротивления в зоне гидравлически гладких труб определяется по формуле:
.
При Qn = 6000÷10000 м3/c режим течения - турбулентный в зоне смешанного трения, т.к. выполняется условие,
Re1пер < Re < Re2пер,
Коэффициент гидравлического сопротивления определяется по формуле:
Данные расчета сведены в таблицу 2.
45
Таблица 1- Зависимость напора насосов от подачи
|
Подача Qn, м3/час |
0 |
2000 |
4000 |
6000 |
8000 |
10000 |
|
Напор подпорных насосов , м |
137 |
136 |
134 |
131 |
125 |
115 |
|
Напор одного основного насоса , м |
272 |
246 |
229 |
210 |
185 |
157 |
|
Напор всех основных насосов , м |
4080 |
3690 |
3435 |
3150 |
2775 |
2355 |
|
Суммарный напор ΣН, м |
4217 |
3826 |
3569 |
3281 |
2900 |
2470 |
Таблица 2 - Данные для построения характеристики трубопровода
|
№ п/п |
Qn, м3/ч |
Q, м3/c |
Re |
i10-3, м/м |
iл10-3, м/м |
Н, м |
|
|
1 |
2000 |
0,56 |
192064 |
0,0151 |
0,327 |
0,082 |
208,28 |
|
2 |
4000 |
1,11 |
380698 |
0,0127 |
1,084 |
0,271 |
685,03 |
|
3 |
6000 |
1,67 |
572761 |
0,0120 |
2,321 |
0,580 |
1464,09 |
|
4 |
8000 |
2,22 |
761395 |
0,0114 |
3,873 |
0,968 |
2442,07 |
|
5 |
10000 |
2,78 |
953459 |
0,0109 |
5,819 |
1,583 |
3668,14 |
46
1
Подача, Q, м3/ч
2
3
1 – суммарный напор всех насосов; 2 – напор одного основного насоса;
3 – напор подпорных насосов.
Рисунок 5 - Суммарная характеристика насосов
47
1
2
Подача, Q, м3/ч
Подача, Q, м3/ч
1 – суммарный напор всех насосов; 2 – характеристика нефтепровода
Рисунок 6 - Совмещенная характеристика насосных станций и трубопровода
Рисунок 6 - Совмещенная характеристика насосных станций и трубопровода
48
Из совмещенной характеристики насосных станций и трубопровода находим рабочую точку со следующими параметрами Qр = 8570 м3/ч, Нр = 2790 м, т.е. режим работы нефтепровода обеспечивается.
Отклонение проектной пропускной способности от расчётной должно удовлетворять условию:
,
,
,
49
т.е. условие выполняется.