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

AN = Nдр - Nг = овнвр &н - 1,

где Нс, Нв, пс, Пв - напор и КПД насоса соответственно на расчетной подаче (номинальные обороты насоса) и меньшей подаче.

На расчетном режиме мощность на выходном валу двигателя, соединенного по схеме с гидромуфтой Nдв.г, будет больше мощности двигателя, непосредственно соединенного с насосом Nдв.н на величину КПД гидромуфты:

N = -Nдв

Регулирование подачи изменением оборотов при помощи гидромуфты, по сравнению с дросселированием, будет эффективно, начиная с подачи, величина которой зависит от КПД гидромуфты и выбора ее номинальных параметров, характеристик насоса и трубопровода, определяющих рабочую точку и степень дросселирования при уменьшении подачи. Регулирование при помощи гидромуфты дает выигрыш в затрачиваемой мощности по сравнению с дросселированием, если

-Лв > о.

нв Лс Лг

Двигатели внутреннего сгорания являются довольно распространенным приводом с регулируемой частотой вращения. В отечественном трубопроводном транспорте привод от двигателей внутреннего сгорания с 5о-х годов не применяется. В практике зарубежного трубопроводного транспорта, в частности в США, двигатели внутреннего сгорания для привода насосов были широко распространены вплоть до конца бо-х годов. Это объяснялось тем, что в США было значительное число трубопроводов малого диаметра, поэтому для привода насосов требовалась относительно небольшая мощность, что облегчило выбор достаточно мобильных дизельных двигателей. Однако и в США в последние годы заменяются двигатели внутреннего сгорания на электропривод или на газотурбинный привод, за исключением тех насосных станций, где сильно меняется загрузка трубопроводов и дизельный привод остается более выгодным. У нас в стране двигатели внутреннего сгорания в основном применяются для мобильных и передвижных насосных установок в водоснабжении, мелиорации, строительстве.

В качестве регулируемых передач, например в водоснабже-

нии, получили применение электромагнитные муфты скольжения. Электромагнитная муфта скольжения (ЭМС) индукторного тина состоит из двух основных вращающихся элементов: якоря, жестко соединенного с валом двигателя, вращающегося с постоянной частотой вращения п1, и индуктора, соединенного с валом рабочей машины (насоса). Якорь и индуктор не имеют между собой механической связи, и первый является ведущим, а второй - ведомым элементами муфты, разделенными воздушным зазором. Если начать вращать якорь муфт1 и через обмотку индуктора пустить постоянный ток, то между якорем и индуктором возникает электромагнитная связь, нод действием которой вслед за якорем с некоторым скольжением начнет вращаться индуктор, вращая вал насоса. Меняя значение тока возбуждения, от которого зависит значение скольжения

S = п 1~п2, можно изменять частоту вращения индуктора или

насоса. Основные положительные особенности ЭМС: простота управления и малая теряемая мощность (не более 2-3 % передаваемой мощности), отсутствие изнашивающихся деталей; возможность дистанционного управления и автоматизации, возможность легкого соединения и разъединения валов двигателя и рабочей машины; возможность плавного запуска насоса и бесступенчатого регулирования ее частоты; простота конструкции; возможность выполнения якоря и индуктора из стали (ЭМС с массивным якорем); экономия меди и электротехнической стали. Основные недостатки их следующие: значительная масса и габариты; потери мощности при длительной работе со скольжением и нарушение стабильности механических характеристик нри колебаниях температуры из-за изменения удельного сопротивления материала якоря и воздушного зазора.

Удельный расход металла на устройство ЭМС (1114 кг/кВт) в 1,5-2 раза выше расхода металла на устройство гидромуфт.

В каждом конкретном случае целесообразность применения ЭМС должна быть обоснована технико-экономическими расчетами. Однако на большие мощности электромагнитные муфты нока не изготовляются. Одним из способов регулирования нодачи насосов является механическое регулирование.

Под механическим регулированием подачи насосов понимается изменение гидравлических параметров насоса нутем воздействия на его рабочие органы - рабочее колесо, подвод, отвод.

Изменение параметров центробежного насоса можно обеспечить следующими основными путями:

изменением положения лопастей и дисков во вращающемся рабочем колесе путем их поворотов или линейных перемещений, приводящих к изменению радиуса и угла выхода лопастей, а также ширины каналов колес;

изменением граничных поверхностей, образующих неподвижные каналы, подводящие жидкость к рабочему колесу, приводящим к изменению площади каналов, угла натекания на рабочее колесо и гидравлического сопротивления всасывающего тракта;

изменением граничных поверхностей, образующих неподвижные каналы, отводящие жидкость от рабочего колеса, приводящие к изменению площади каналов и гидравлического сопротивления тракта нагнетания.

Анализ устройств, позволяющих изменять гидравлические параметры насоса путем изменения геометрии рабочего колеса, показывает, что они приводят к изменению небаланса и увеличению уровней вибрации на частотах вращения. Устройства, регулирующие вход или выход центробежных насосов, вносят в конструкцию насоса элемент дросселирования, расположенного перед рабочим колесом или за ним.

Регулирование на входе приводит к возникновению кавита-ционных явлений. Замена как подвода, так и отвода вызывает рост вибраций различной интенсивности на разных частотах. Таким образом, введение в конструкцию насоса различных устройств, меняющих геометрии подвода или отвода, не позволяет обеспечить безотрывное обтекание потоком деталей проточной части.

Снижение подачи транспортируемой по трубопроводу жидкости приводит к работе насосного оборудования в левой части характеристики на неполной мощности при низких значениях КПД. Из-за малой подачи в насосах развивается вибрация, выходят из строя подшипники, нарушается герметичность.

При длительной работе на малых подачах эффективно применение сменных рабочих колес пониженной производительности на о,5-Оном или о,7-Оном, применение обточки рабочих колес по наружному диаметру.

Одним из способов повышения эффективности насосов при недогрузке, снижения эксплуатационных затрат, повышения надежности является использование вставных сопел в диффузорах. Вставные сопла уменьшают проходное сечение каналов диффузора и снижают подачу насоса, значительно повышают КПД. Так, фирма "Юнайтед сентрифьюгал пампс" на нефтепроводе Калифорния - Сан-Ардо компании "Мобил ойл" оснастила диффузоры насосов вставными соплами и поменяла ра-286