18. Параллельная и последовательная работа газоперекачивающих агрегатов.

Параллельная работа насосов

Параллельное соединение насосов есть совместная их работа на общий трубопровод или трубопроводную сеть.

При параллельной работе насосов весьма существенным фактором является форма кривой Q—Н, левая часть которой не должна быть восходящей, так как в этом случае работа насоса может быть неустойчивой. Однако совсем не обязательно, чтобы характеристики насосов полностью совпадали.

Последовательная работа насосов

Под последовательной работой насосов подразумевается непосредственная перекачка жидкости из насоса в насос, при, этом последние могут быть расположены рядом или на некотором расстоянии друг от друга.

Такая схема работы насосов часто применяется на нефтепере-качечных станциях магистральных трубопроводов, что обеспечивает гибкость работы трубопровода при перекачке нефтепродуктов различных удельных весов и вязкостей.

Так, трубопровод, предназначенный для последовательной перекачки дизельного топлива, керосина и бензина, рассчитан на давление, создаваемое насосами при перекачке дизельного топлива.

Но так как при перекачке керосина и бензина напор насосов (величина Н в м столба жидкости) остается постоянным, то давление в трубопроводе уменьшается в соответствии с удельным весом перекачиваемой жидкости.

Следовательно, давление в трубопроводе при перекачке разных жидкостей одним и тем же количеством насосов будет:

При перекачке бензина давление в трубопроводе можно поднять до расчетной величины, подключив в работу резервный насос. Этим можно увеличить пропускную способность трубопровода на 10—15%.

Источник: Проектирование и эксплуатация насосных и компрессорных станций: учебник /А.М.Шаммазов, В.Н.Александров, А.И.Гольянов и др.–М.: Недра, 2003. – 404с.

19. Основные и подпорные центробежные насосы для магистральных нефтепроводов. Их назначение и характеристика.

Для перекачки нефти по магистральным нефтепроводам применяют центробежные основные и подпорные насосы. Для нормальной работы основных магистральных насосов необходимо иметь определённое избыточное давление на входе, которое ещё называют кавитационным запасом, т.е. давление, необходимое для предотвращения кавитации.

Промежуточные насосные станции, в основном, работают по схеме из насоса в насос и снабжены лишь основными насосами, а необходимый для их работы подпор создаётся предыдущей перекачивающей станцией.

На головных насосных станциях и промежуточных станциях с резервуарными парками необходимый подпор для основных магистральных насосов создаётся подпорным насосами, которые перекачивают нефть из резервуаров и подают на вход основных насосов с требуемым кавитационным запасом.

В ГОСТ 12124-87 «Насосы центробежные нефтяные для магистральных трубопроводов» определены типы и основные параметры этих насосов. Государственный стандарт охватывает 20 типов основных насосов с учётом сменных рабочих колёс. Промышленностью производятся насосы с подачей от 125 до 12500 м³/ч. Насосы маркируются НМ 10000-210 т.е. насос нефтяной магистральный с подачей 10000 м³/ч и напором 210 м.

Рис. 16. Схема центробежного насоса

1 – рабочее колесо; 2 – рабочие лопасти; 3 – спиральный отвод корпуса насоса; 4 – диффузор; 5 – передний и задний диски.

Принцип работы центробежных насосов основывается на движении жидкости в осевом направлении от всасывающего патрубка к центральной части рабочего колеса, где поток жидкости поворачивается на 90° и симметрично относительно оси вращения растекается по каналам вращающегося колеса 1, образованным стенками переднего и заднего дисков 5 и рабочими лопастями 2. Рабочие лопасти передают жидкости энергию привода насоса. Общее направление движения потока совпадает с направлением вращения рабочего колеса. При движении по спиральному отводу 3 жидкость поступает в конический диффузор 4, где её кинетическая энергия преобразуется в потенциальную. В табл. 3 приведены технические характеристики центробежных насосов, применяемых на магистральных нефтепроводах.

Таблица 3.

Центробежные магистральные насосы типа НМ делятся на секционные и спиральные.

Секционные насосы типа НМ имеют сравнительно невысокую подачу (до 710 м³/ч), но довольно высокий напор (до 550м). Они рассчитаны на работу одним, двумя или тремя последовательно соединёнными насосами. Секционные насосы применяют на трубопроводах с диаметром до 530мм.

Для трубопроводов, имеющих диаметр 530мм и более, применяют спиральные центробежные насосы типа НМ, в которых установлено рабочее колесо с двухсторонним входом жидкости. Такое колесо в осевом направлении уравновешено, поэтому насосы не имеют гидравлической пяты, вызывающей большие потери мощности. Небольшие осевые нагрузки при динамических усилиях, связанные с пуском и остановкой насосов, воспринимаются радиально-упорными шариковыми подшипниками.

Кроме насосов типа НМ в настоящее время на НПС в качестве основных насосов эксплуатируются насосы, снятые с производства: 24DVS-D, 6Н-10х4, 10Н-8х4,14Н-12х2, 8НД-6х3, 8НД-9х2, 8НД-10х5, 10НД-10х5, 16НД-10х1, 20НД-12х1, 24НД-14х1.

Приводами магистральных центробежных насосов являются асинхронные и синхронные электродвигатели. Асинхронные электродвигатели могут быть как с фазным, так и с короткозамкнутым ротором. Мощность применяемых электродвигателей от 450 до 8000 кВт, с к.п.д 0,96÷0,99.

Электродвигатели, как правило, поставляются комплектно с насосами. В тех случаях, когда они по каким-либо причинам не поставлены комплектно с технологическим оборудованием, их выбирают по роду тока, напряжению и номинальным данным, в которых указывается тип или исполнение, режим работы, мощность, частота вращения, абсолютные или относительные величины пусковых тока и момента, коэффициент мощности.

Мощность электродвигателя для привода центробежного насоса можно определить по формуле:

,

где Q – подача в м³/с; Н – напор, развиваемый насосом в м столба перекачиваемой жидкости; ρ – плотность перекачиваемой жидкости в кг/м³; η_н – кпд насоса; η_п – кпд передачи от электродвигателя к насосу (при жёстком соединении валов двигателя и насоса η_п=0,98); К – коэффициент запаса; К=1,1÷1,5 – нижний предел для насосов большой мощности; верхний – для малой.

Электродвигатели могут быть установлены в общем зале здания с насосами или в помещении, отделённом от насосного зала газонепроницаемой стеной. Взрывозащищённое исполнение двигателей, применяемых в общих залах нефтенасосных, достигается продувкой корпуса электродвигателя воздухом под избыточным давлением.

Магистральные насосные агрегаты (рис. 17,18.) могут поставляться в блок-контейнерах, которые представляют собой транспортабельную унифицированную конструкцию контейнерного типа, внутри которого смонтированы: технологическое оборудование (электродвигатель, магистральный насос), системы вентиляции, отопления, освещения, пожаротушения, приборов КИПиА, обвязка технологических трубопроводов, грузоподъёмные механизмы (ручные тали).

Рис. 17. Блок – контейнер магистрального насосного агрегата:

1 – ограждающие конструкции; 2 – плита; 3 – возбудитель; 4 – электродвигатель; 5 – подшипник; 6 – магистральный насос.

Рис.18.5. Магистральные насосы типа НМ

Источник: Машины и оборудование газонефтепроводов: Учебник для ВУЗов. Ф.М.Мустафин и др. – Уфа: ГОФР, 2009 – 576 с.: ил.