Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 [ 82 ] 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155

Рис. 12.6. Эпюра давления па выходе из каналов рабочего колеса

неподвижной точке пространства, связанном с корпусом насоса, будет циклически изменяться в зависимости от положения рабочего колеса. При симметричном расположении лопаток рабочего колеса насоса, составленного из двух рабочих колес с радиально-осевым выходом (рис. 12.7), вектор абсолютной скорости C2 направлен нормально к выходной поверхности лопаток под углом в (примерно в = 10°) к плоскости соединения двух рабочих колес. Условно вектор C 2 можно разложить на три составляющие: окружную составляющу ю скорости C2u, радиальную C 2r и осевую С2о (см. рис. 12.5, 12.7). Окружная составляющая абсолютной скорости направлена по касательной к выходу и параллельна плоскости соединения рабочих колес, радиальная нормальна к выходу, а осевая - по направлению оси рабочего колеса.

При симметричном расположении лопаток осевые составляющие абсолютной скорости, способствующие сжатию потока жидкости на выходе из рабочего колеса, равны по величине и направлены навстречу друг другу в любой точке окружности на выходе из каналов рабочего колеса. Это вызывает конфу-зорность потока на выходе и способствует некоторому уменьшению гидравлических потерь. При симметричном расположении лопаток суммарный поток жидкости на выходе из рабочих колес является симметричным относительно плоскости разъема, и переток жидкости между колесами в осевом направлении отсутствует.

Осевые вихри двух рабочих колес с односторонним входом на выходе направлены при этом в одну сторону и не тормозят

Рис. 12.7. Составляющие абсолютной Рис. 12.8. Составляющие абсолютной скорости потока на выходе из рабоче- скорости потока на выходе из рабочего колеса при симметричном располо- го колеса при смещении (сдвиге) лопа-жении лопаток ток

друг друга. При этом градиент давления между парой рабочих колес отсутствует.

При смещении лопаток рабочих колес осевые вихри на выходе из рабочих колес смещены относительно друг друга. Осевые вихри двух рабочих колес в плоскости соединения взаимодействуют. Возникает градиент осевой абсолютной скорости (рис. 12.8), который циклически изменяется по величине и

направлению. Соответственно, эпюра давления имеет разрывы непрерывности не только в местах расположения лопаток (см. рис. 12.6), но и в плоскости соединения рабочих колес.

Циклические изменения осевой составляющей абсолютной скорости по величине и направлению приводят к перетоку между колесами и дополнительным гидравлическим потерям, что в конечном счете снижает напор, создаваемый насосом, и КПД насоса.

Для повышения КПД насоса следует обеспечить симметрию граничных условий лопастного насоса в плоскости соединения колес. Условия достижения осевой симметрии наиболее благоприятны в насосе НМ 10 000-210 при симметричном расположении лопаток без смещения (сдвига) их относительно друг друга. Правомерность этих выводов проверялась экспериментально.

Влияние смещения лопаток на характеристики насоса исследовалось в промышленных условиях. Целью этих исследований явилась проверка теоретических положений уменьшения напора и КПД насоса НМ 10 000-210 при смещении лопаток рабочего колеса.

Объектом исследований явился насос № 1 (рабочее колеса диаметром D2 = 515 мм) нефтепровода НКК ЛПДС "Нур-лино". Для сравнения энергетических показателей приняты результаты испытания насоса № 1 с симметричным расположением лопаток рабочего колеса. При средней подаче Q = = 10 780 м3/ч и наработке 2000 ч получено среднее значение КПД, равное 81,1 %. При капитальном ремонте в насосе № 1 был установлен ротор со смещением лопаток рабочего колеса на 50 %. При средней подаче Q = 10 710 м3/ч, наработке 1 200 ч и аналогичной величине зазоров в щелевом уплотнении колеса получено среднее значение КПД, равное 78,8 %.

Сравнения результатов испытаний показало, что КПД насоса при смещении лопаток рабочего колеса на 50 % уменьшился на 2,3 %. Необходимо отметить, что при сравнительных испытаниях не удалось добиться одинаковых исходных условий. Так испытания первого колеса проводились при наработке насоса 2000 ч, что больше, чем при испытаниях колеса со смещенными лопатками. Учитывая, что с увеличением наработки насоса КПД падает, можно ориентировочно считать, что смещение лопаток рабочего колеса насоса НМ 10 000-210 на 50 % снижает КПД на 2,5...2,6 %. Основной причиной снижения КПД при смещении лопаток рабочего колеса является уменьшение напора, создаваемого насосом. Так давление, со-