11.7. Регулирование турбомашин
Регулирование турбомашин может быть при переменной и постоянной скоростях вращения. Регулирование параметров турбомашин-генераторов путем плавного изменения числа оборотов достигается применением в качестве привода электродвигателя постоянного тока, электродвигателя с фазовым ротором или двигателя внутреннего сгорания. В этом случае в соответствии с законами пропорциональности будет получена новая характеристика турбомашины при неизменной характеристике трубопровода. Однако поскольку основная масса турбомашин-генераторов приводится в действие асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором, не позволяющим осуществлять плавную регулировку числа оборотов, то чаще применяется регулировка турбомашин при постоянной скорости вращения. Основными способами регулирования турбомашин-генераторов при сохранении скорости первичного двигателя являются следующие:
Изменение степени закрытия регулирующей задвижки на нагнетательном трубопроводе, чем искусственно изменяется характеристика трубопровода при сохранении индивидуальной характеристики турбомашины (рис. 11.13). Способ этот прост, но экономически несовершенен из-за существенных потерь напора и значительного снижения КПД установки.
Дросселирование задвижкой во всасывающем трубопроводе, что приводит к снижению подачи и напора турбомашины при сохранении характеристики трубопровода. При этом способе возникает вероятность разрыва сплошности, а значит, и возникновения явления кавитации. Такой способ можно применять в случае, если насос расположен ниже уровня приемного резервуара, или при регулировании турбокомпрессоров.
Частичный перепуск текучего вещества из нагнетания во всасывание, что также является малоэкономичным. Такой способ, может быть, приемлем при регулировании производительности скважинного насоса, когда дебит скважины ниже его производительности.
Уменьшение диаметра рабочего колеса за счет его обрезки приемлемо как для турбомашин-генераторов, так и для турбомашин-двигателей. При этом изменяются параметры турбомашины в соответствии с законами пропорциональности.
Изменение угла установки лопастей рабочих колес или угла установки лопаток направляющего аппарата при входе в турбомашину. Изменение параметров машины при этом осуществляется за счет изменения скорости закручивания на входе. Это наиболее экономичный и часто применяемый способ регулирования турбомашин как генераторов, так и двигателей.
Увеличение давления во всасывающем трубопроводе.
Изменение числа ступеней в многоступенчатых секционных насосах.
Рис. 11.13. Характеристика внешней среды
Контрольные задания
Центробежные насосы: конструкции, область применения.
Центробежные насосы типа НМ: конструкции, область применения, характеристики.
Совместная работа турбомашин.
Регулирование турбомашин.
Рабочие колеса лопастных насосов.
Уплотнения валов центробежных насосов.
Шестеренные насосы: конструкции, область применения, регулирование.
Бесприводные насосы: струйные, эрлифты.
Пневматические насосы вытеснения.
Водоотлив и водопонижение при разработке грунтов.
Установки водоотливные.
Список литературы
Беззубов А.В., Щелкалин Ю.В. Насосы для добычи нефти: справочник рабочего. – М.: Недра, 1986.
Касьянов В.М. Гидромашины и компрессоры: учеб. для вузов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Недра, 1981.
Молчанов А.Г., Чичеров Л.Г. Нефтепромысловые машины и механизмы. – М.: Недра, 1976.
Тихонов Н.В., Лимитовский А.М. Горная механика: учеб. для вузов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Недра, 1980.
Каталог выпускаемого специлизированного оборудования ОАО АК «Транснефть». – 2005.
Крец В.Г., Федина О.В. Насосы в нефтедобыче: учеб. пособие. – Томск: Изд-во ТПУ, 2005. – 120 с.
7. Справочник современного строителя / Л.Р. Маилян и др.; под общ. ред. Л.Р. Маиляна. – 2-е изд. – Ростов н/Д: Феникс, 2005. – 540 с.