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

Второй - наличием больших радиальных биений ротора (вибрации), приводящих к интенсивному износу в щелевых уплотнениях вследствие механического контакта со скоростью:

a = v - j = j R » 9 -10 "5 мм/час, 30

где v - линейная скорость вращения по внутреннему диаметру уплотнительного кольца щелевого уплотнения рабочего колеса; j - интенсивность износа; n - частота вращения; R - радиус уплотнения.

Для обеспечения эффективной эксплуатации насосов необходимо устранить второй фактор износа. Для этого необходимо не допускать эксплуатации насоса при биениях ротора, соизмеримых по амплитуде вибрации с величиной зазора в щелевых уплотнениях. Для этого необходимо устранить динамические радиальные нагрузки на ротор (от неуравновешенности, эксцентричной установки ротора, дефектов подшипников скольжения и т.д.).

О величине радиальных биений ротора можно судить по виброскорости на подшипниковых опорах:

5рот = 6 + 15& - Vf ,

где f - частота колебаний; Vf - виброскорость на данной частоте.

Тогда каждому нормированному значению виброскорости на опорах будет соответствовать возможный интервал амплитуд радиальных биений ротора:

vf = 2,8 - 103 м/с; 5рот = 0,076+0,19 мм;

vf = 4,5 - 10-3 м/с; 5рот = 0,12+0,30 мм;

vf = 7,1 - 10-3 м/с; 5рот = 0,19+0,48 мм;

vf = 11,2 - 103 м/с; 5рот = 0,3+0,76 мм.

Отсюда видно, что эксплуатация ротора насоса при величине виброскорости на подшипниковых опорах более 7,1 -1 0-3 м/с приводит к интенсивному износу щелевых уплотнений вследствие больших радиальных биений ротора. Представим показатели, характеризующие случаи изменения вибрации на подшипниковых опорах и соответствующее изменение радиального зазора в щелевом уплотнении в зависимости от наработки для двух начальных значений виброскорости 5,5 и 3,0 мм/с:

Наработка, тыс. ч ................................ 0 1 2 3 4 5

Значения виброскорости, мм/с ............... 5,5 6,0 6,5 6,8 7,4 8,5

Зазор в щелевых уплотнениях, мм .......... 0,33 0,42 0,52 0,62 0,7 0,8

Значение виброскорости, мм/с ............... 3,0 3,5 4,2 5,2 6,0 6,5

Зазор в щелевых уплотнениях, мм .......... 0,33 0,37 0,4 0,47 0,55 0,65

При первоначальной виброскорости 6,0 мм/с на подшипниковых опорах через 7000 ч наработки виброскорость увеличивается до 10+11 мм/с, а зазор в щелевых уплотнениях до 0,9+1,1 мм, что соответствует снижению КПД насоса типа НМ 10 000-210 на 5-6 %.

Помимо объемных потерь на величину КПД насоса будет влиять то обстоятельство, что вытекающий из щелевого уплотнения поток нефти при больших зазорах взаимодействует с основным потоком на входе в рабочее колесо и ухудшает условия обтекания входных кромок лопастей насоса. Это дополнительно может уменьшить КПД насоса на величину от 0, 1 до

0,3 %.

Изменение диаметра рабочего колеса

На НПС для регулирования подачи магистральных насосов уменьшают диаметр рабочего колеса путем обточки его по наружному диаметру D2.

При подрезке рабочего колеса наблюдается однозначное снижение КПД насоса. Многие исследователи отмечают, что на каждые 4 % подрезки КПД насоса снижается на 0,7+1,0 % в зависимости от типоразмера.

Влияние вязкости перекачиваемой нефти

Установлено, что влияние вязкости перекачиваемой жидкости на энергетические показатели насоса неоднозначно. С одной стороны, с увеличением вязкости уменьшаются объемные потери жидкости через щелевые уплотнения, с другой стороны увеличиваются механические потери на дисковое трение, а также гидравлические потери в проточной части насоса.

Изменение вязкости сильно сказывается на КПД насоса, так как с увеличением вязкости снижается напор насоса и увеличивается подводимая мощность к насосу. Всякое увеличение вязкости перекачиваемой жидкости по сравнению с холодной водой снижает его КПД.

Наиболее полно влияние вязкости перекачиваемой жидкости на КПД магистральных насосов типа НМ представлено в работе Л.Г. Колпакова и экспериментально подтверждено ин-

ститутом ИПТР при проведении промышленных и стендовых испытаний.

Им предложены формулы пересчета КПД насоса с воды на вязкую жидкость при оптимальном режиме. Используем коэффициент Кп:

К, = ,(12.9)

где , - КПД при перекачке вязкой жидкости (нефти); пв -КПД при перекачке воды.

Для определения коэффициента Кп предлагается расчетная формула

К, = 1-лв-(a-lgRR+Re;), (12.10)

где а - показатель, зависящий от параметра Рейнольдса; Re -параметр Рейнольдса при перекачке вязкой жидкости; Reв -параметр Рейнольдса при перекачке воды; A - параметр, зависящий от коэффициента быстроходности насоса.

По формуле (12.9) можно оценить изменения КПД магистральных насосов типа НМ при перекачке вязкой нефти.

При перекачке маловязких нефтей типа тюменских КПД насоса типа НМ 10 000-210 снижается на 0,5 % по сравнению с паспортными данными.

Содержание свободного газа в перекачиваемой жидкости

Немногочисленные экспериментальные исследования влияния газосодержания на энергетические показатели насосов показывают уменьшение КПД и напора насоса при увеличении газосодержания. Для определения снижения КПД при увеличении газосодержания используется формула

, = (1-0,35-A)-,0,(12.11)

где Ё - газосодержание, м3/м3; п0 - КПД при газосодержании, равном нулю.

Расчеты по указанной формуле при содержании газа A = = 0,5 % в маловязкой нефти показывают снижение КПД насоса на 0, 1 ...0,2 % по сравнению с работой насоса при газосодержании, равном нулю.

Причиной ухудшения характеристик центробежных насосов при перекачке газожидкостных смесей является образование