 |
Насосы магистральных нефтепроводов
|
|
|
|
Основным насосным оборудованием вновь строящихся и находящихся в эксплуатации нефтепроводов являются центробежные нефтяные магистральные и подпорные насосы. Магистральные насосы предназначены для транспортирования по магистральным трубопроводам нефти и нефтепродуктов температурой до 80° С, кинематической вязкостью не более 3 см2/сек, содержащих не более 0,05 об. % механических примесей. Центробежные магистральные насосы типа НМ изготовляют по ГОСТ 12124-87. Магистральные нефтяные насосы по конструкции делятся на две группы: секционные и спиральные. Насосы с подачей до 1250 м3/ч - секционные многоступенчатые; с подачей 1250 м3/ч и выше - спиральные одноступенчатые. Подпорные нефтяные насосы, предназначенные для перекачивания нефти от емкостей к магистральным насосам, создают необходимый подпор для обеспечения бескавитационной работы магистральных насосов. Подпорные насосы работают по параллельной схеме. Насосы - центробежные спиральные горизонтальные, состоят из корпуса, ротора, узлов торцовых уплотнений и подшипниковых опор. Корпус насоса литой; имеет горизонтальный разъем. Всасывающий и напорный патрубки расположены горизонтально в нижней части корпуса, что позволяет разбирать насос без демонтажа основных трубопроводов. Ротор представляет собой самостоятельный узел; состоит из вала, рабочего колеса и втулок. Рабочее колесо - сварно-литое, двустороннего входа. Опорами ротора служат подшипники скольжения с принудительной смазкой. Концевые уплотнения ротора - торцового типа, рассчитанные на давление до 25 кг/см2. Корпус насоса рассчитан на рабочее давление до 64 кг/см2, что обеспечивает возможность последовательного соединения трех одновременно работающих насосов на нефтеперекачивающей станции. Направление вращения ротора - по часовой стрелке, если смотреть со стороны электродвигателя. Привод насоса - от электродвигателя через зубчатую муфту. Насос и электродвигатель устанавливают на отдельных фундаментных рамах. Для обеспечения взрывобезопасности электродвигатель отделяют от насоса стеной, в которой имеется проем размером 2000x1500 мм для возможности их соединения. Насосы оснащены системой автоматического управления, контроля, защиты и сигнализации. Для магистральных насосов с подачей от 2500 до 10 000 м3/ч допускается применение сменных роторов на подачи 0,5 или 0,7 от номинальной, что обеспечивает более экономичную работу насосов на первых стадиях освоения нефтепроводов (при неполной их загрузке). Кроме того, для насоса НМ 10000-210 дополнительно изготовляют ротор на подачу 12 500 м3/ч. Насос НМ 1250-260 комплектуют одним сменным ротором на подачу 900 м3/ч. Для расширения области применения насосов допускается изменение подачи и напора в пределах рабочей зоны, указанной на характеристиках насосов. Допускается также изменение подачи и напора насосов в результате обточки рабочих колес по наружному диаметру, но не более чем на 10% из-за возможного значительного снижения к. п. д. насоса.
|
|
|
2.Технологический расчет.
Исходные данные:
| Назначение станции | G, т/год | L,км | H г,м |  ,℃
|  ,℃
|  ,℃
|  ,℃
| ∆,мм |
| Головной | 
| 0,4 |
;
;
.
Находим секундную производительность трубопровода:
.
Диаметр нефтепровода можно рассчитать по следующий формуле:
D = 
= 
= 0.74м.
По ГОСТу выбираем диаметр D=820 мм.
Пересчитаем скорость движение нефти относительно выбранного диаметра:
= 
= 0,682 м/c.
По ориентировочным параметрам магистральных нефтепроводов выбираем для данный производительности расчетное рабочее давление трубопровода. Оно нужно для определение толщины стенки нефтепровода. Выбираем рабочее расчетное давление Р=5,2МПа.
|
|
|
Теперь можно определить толщину стенки трубопровода:
.
Где: n-коэффициент надежности трубы по нагрузки. Для подземных магистральных трубопроводов n=1,15.
-расчетное сопротивление металла труб растяжению и cжатию.нефтяной трубопровод насосный гидравлический
(МПа).
Где 
-нормативное сопротивление растяжению сжатию металла труб, оно равна значению временного сопротивления, то есть 
.
МПа.
m- коэффициент условий работы трубопровода, для линейных участков m=0,9.
-коэффициент надежности по материалу,(для стальных труб =1,45).
- коэффициент надежности по назначению трубопровода,(выбираем из справочника 
= 1.
=366 МПа.
.
0мм.
Определяем фактическую скорость движение нефти:
Находим режим движение нефти по трубопроводу:
Re = 
= 
= 11200.
Находим переходное число Re:
.
-относительная шероховатость.
= 0.00037.
Получили Re < 
поэтому коэффициент гидравлического сопротивления λ определяем по формуле Блайзиуса:
= 
= 0.0307.
Теперь определяем потери напора по длине трубопровода:
= 
Определим расчетный напор одной станции: 
Определяем количество необходимых насосных станций:
Где 
- запас напора на предыдущий станций. Он необходим для того чтобы нефть дойдя до следующий станций могла пройти по технологическим трубопроводам и заполнить резервуар. Принимаем 
h=30мм.
n = 
= 6шт.
Для подбора насосного оборудования к нефтепроводу определяем часовую производительность нефтепровода.
.
Из каталога применяемых на нефтепроводах насосов выбираем НМ 1250-260.
Определяем количество необходимых насосов на одной станций.
Для этого определяем необходимы напор одной станций. Н=602м.
Количества насосов определяем по следующей формуле:
3 шт.
Таким образом выбираем 3 последовательно включенных насоса на одной станций.
В результате гидравлического расчета установлено что на каждой насосной станции будет по 3 насоса. В процессе эксплуатации нам необходимо устанавливать на каждой станции по одному резервному насосу. Выбираем подпорный насос для ГНПС. Подача ПН должно быть равна подачей МН. Из этого условия выбираем подпорный насос.
Выбираем подпорный насос марки НПВ 1250-60.
|
|
|
Таблица 2.1. - Паспортные характеристики насоса НМ 1250-260 (напор, допускаемый кавитационный запас, КПД указаны для воды кинематической вязкостью 1·10-6м2/с).
| Подача | 1250м3/с |
| Напор | 260 м |
| Частота вращения | 3000 об/мин |
| КПД насоса | 81 % |
| Допуск. кавитац. запас | 18 м |
Для построения графических характеристик зависимостей напора и коэффициента полезного действия насоса от расхода воспользуемся аналитический выражением этих характеристик, которые имеют вид:
;
.
где Н0, а, b, c0, c1, c2 - эмпирические коэффициенты.
Для насоса НМ 1250-260 коэффициенты равны:
Hо=331м; a=0; b=0,451*10-4; c0=0,0151; c1=0,0004; c2=-4,57*10-8.
Для подачи Q =1296 м3/час Н1н = 260 м, η = 80%. Для трех последовательно включенных насосов Нн = 602 м.
Таблица 2.2. Данные для построения графических характеристик зависимостей напора и коэффициента полезного действия насоса НМ 1250-260 от расхода.
| Q, м3/ч | ||||||||
| Нн, м | 317,7 | |||||||
| Ƞ, % | 1,51 | 33,1 | 53,4 | 66,6 | 73,1 | 77,6 | 78,9 | 77,6 |
Рисунок 2.1. - Графическое выражение характеристик НМ1250-260.
Коэффициент быстроходности определяем по формуле:
=157.
|
|
|
