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

нальными плоскостями, расположенными нод углом d(p одна к другой. На такой элемент действует центробежная сила

dF = roj2 rdm = roj2 r 2pSdrdф,

которая на участке dr создает приращение давления

dp =-= pro1rdr.

Srdф

Давление при выходе из колеса

r 2 2

J dp = p2 - p = p-2L $r2 -r2).

Закон изменения давления, выраженного в метрах столба жидкости:

h = h2-1- (r 2 - r2

Из этого равенства следует, что

22 h--- r = h2- r2= const

h = r2 + const. 2g

Таким образом, давление возрастает от центра к периферии но параболическому закону, оно постоянно но ширине камеры и не зависит от ее формы. Чем больше угловая скорость - 1 вращения жидкости, тем круче парабола, тем больше разность давления на ободе и у центра колеса.

Как видно из рис. 12.15 на боковых поверхностях, ограниченных радиусами r1, r2, давление с обеих сторон взаимно уравновешивается. Осевая сила возникает нод действием части давления, действующего на кольцевую поверхность рабочего диска, ограниченную радиусами го, r1.

Величину этой силы можно найти, суммируя элементарные силы давления

Г1 = 2прд J r (h - h вч)dr = npg(r j2-r2)

[ ..,.,2

H„ -

$ r 2+ r 2

,,2 r 1 + r Q

r2--:;-

где Hp = h2 - h1 - представляет потенциальный нанор колеса и вычисляется но формуле

где H - теоретический напор колеса с учетом конечного числа лопаток; Лл - гидравлический КПД; м2 = шг2 - окружная скорость на ободе колеса.

В связи с тем, что осевая составляющая скорости в колесе почти теряется (движение потока становится перпендикулярным к оси колеса), возникает дополнительная осевая сила, направленная в сторону нагнетания

2 = рОСо,

где Q - расход через колесо; Со - осевая составляющая абсолютной скорости на входе в колесо.

Результирующая сила, действующая на колесо

Г = Г1 + г2.

Составляющая Г2, как правило, мала: Г2 = (о,о1-о,о5) Г1.

Осевые силы могут достигать больших значений, однако практика эксплуатации исследуемых институтом насосов с половинками рабочего колеса на НПС показывает, что они работают удовлетворительно в силу значительного запаса подшипников по долговечности. Тем не менее, недостаточно большая наработка агрегатов большой мощности не позволяет с уверенностью говорить о требуемой надежности их эксплуатации.

При наличии больших осевых нагрузок в насосах, использующих половинки рабочего колеса, могут быть рекомендованы следующие мероприятия, направленные на разгрузку ротора насоса.

1 . Усиление узла радиально-упорного подшипника, что с точки зрения КПД является наилучшим, так как затраты мощности в этом случае минимальны, вследствие малого коэффициента трения подшипников.

2. Перепуск нефти (разгрузка или стравливание давления) со стороны заглушенной части рабочего колеса на всасывание насоса.

3. Сверление отверстий в основном диске рабочего колеса, обеспечивающее выравнивание давлений по обе стороны рабочего колеса, однако в этом случае КПД насоса снижается на 2-6 % в зависимости от его типоразмера.

4. Установка радиальных ребер на основном диске колеса,

что позволяет частично разгрузить колесо. Этот способ рекомендуется, когда режим работы меняется в узких пределах.

5. Увеличение диаметра бурта щелевого уплотнения со стороны заглушенной части рабочего колеса с одновременным перепуском малого количества нефти на всасывающую сторону колеса. По сравнению с п.п. 2-4 можно обеспечить снижение КПД только на величину 0,2-0,8 %.

Применение сменных роторов, обточенных и специальных рабочих колес

Магистральные нефтяные насосы для магистральных нефтепроводов, изготовляемые согласно ГОСТ 12124, для работы на режимах меньших номинальных имеют сменные роторы на нодачи 0,5-Оном и 0,7-Оном. Коэффициент полезного действия насосов со сменными роторами несколько меньше величин, соответствующих номинальным режимам работы насоса с основным ротором, но выше но сравнению с вариантом применения на малых подачах основных роторов (табл. 12.2).

Помимо сменных роторов, предусмотренных техническими условиями на поставку насоса, в нефтенроводном транспорте используются рабочие колеса на другие конкретные нодачи, определяемые заданными технологическими режимами работы нефтепроводов. Опыт разработки таких рабочих колес инсти-

Т а б л и ц а 12.2

Характеристика иасосов со сменными роторами