2.2 Подбор насосов и пересчет характеристик [10.103]

2.2.1 Расчетная часовая пропускная способность трубопровода

(4)

где G_г – годовая производительность;

8400 – расчетное число часов работы в году.

Нормальный ряд центробежных насосов [11.48. рис. 32]

Для данного случая оптимальным вариантом является насос НМ–1800–240

Подача –1800 м³/ч

Напор –240 м

Диаметр рабочего колеса – 440 мм

Допустимый кавитационный запас – 25 м

КПД насоса – 83 %

Мощность насоса – 960 кВт

Ширина лопатки по наружному торцу – 48 мм

Мощность двигателя – 1800 кВт

Масса насоса – 3500 кг

Выполним пересчет характеристики насоса НМ – 1800 – 240, с воды на вязкую жидкость:

2.2.2 Определяем эквивалентный диаметр рабочего колеса

(5)

D₂ = 440 мм– наружный диаметр рабочего колеса

В₂ = 48 мм – ширина лопаты рабочего колеса по наружному диаметру.

(0,9 – 0,95) – коэффициент сжатия рабочих каналов на выходе рабочего колеса.

Определяем число Рейнольдса.

(6)

(7)

2.2.3 По номограмме «зависимости поправочных коэффициентов от числа Рейнольдса» находим поправочные коэффициенты:

K_Q = 0,9;

K_H = 1;

Kη = 0,9.

2.2.4 Производим пересчет характеристик данного насоса при перекачке нефти по формулам:

(8)

(6)

(10)

Из проведенных расчетов видно, что насос НМ – 1800 – 240 при перекачке нефти обеспечивает, проектную производительность 1605,6 м³/ч.

Выполним пересчет характеристики насоса НПВ – 2500 – 80, с воды на вязкую жидкость:

Насос имеет следующие характеристики

Подача – 2500 м³/ч

Напор – 80 м

Диаметр рабочего колеса – 540 мм

Допустимый кавитационный запас – 5 м

КПД насоса – 82 %

Мощность насоса – 800 кВт

Ширина лопатки по наружному торцу – 58 мм

Мощность двигателя – 800 кВт

Масса насоса – 11870 кг

2.2.5 Определяем эквивалентный диаметр рабочего колеса;

D₂ = 540 мм– наружный диаметр рабочего колеса

В₂ = 58 мм – ширина лопаты рабочего колеса по наружному диаметру.

(0,9 – 0,95) – коэффициент сжатия рабочих каналов на выходе рабочего колеса.

Определяем число Рейнольдса.

2.2.6 По номограмме «зависимости поправочных коэффициентов от числа Рейнольдса» находим поправочные коэффициенты:

K_Q = 0,65;

K_H = 0,6;

Kη = 0,8.

2.2.7 Производим пересчет характеристик данного насоса при перекачке нефти по формулам:

Из проведенных расчетов видно, что насос НМ – 2500 – 80 при перекачке нефти обеспечивает, проектную производительность 1605,6 м³/ч.

2.3. Гидравлический расчет трубопровода [10.158]

Исходные данные:

НПС «Сургут» Магистральный нефтепровод «Сургут – Горький»

Годовая производительность Q_год =12 млн. тон.

Длина трассы L = 1600 км.

Разность нивелирных отметок конца и начала трубопровода ∆Z = 200 м

2.3.1 По табл. 1.3 [3. 16] выбираем диаметр нефтепровода, равный 1020 мм. Для трубы данного диаметра и протяженностью 1600 км расчетное число дней работы в соответствии с табл. 5.1 равно 352.

2.3.2 По формуле находим расчетную производительность нефтепровода.

(11)

2.3.3 В соответствии с найденной производительностью выбранные насосы для оснащения насосных станций являются: подпорные – НПВ – 2500 – 80 и основные – НМ–1800–240.

Напор этих насосов при расчетной часовой подаче в соответствии с формулой составляет

(12)

2.3.4 Полагая число основных насосов m­­^­_мн­ = 3, по формуле рассчитываем рабочее давление на выходе головной насосной станций

(13)

я арматура на нефтепроводах рассчитана на давление p_д­­ = 6,4 Мпа. Поэтому условие P ≤ Р­_д выполняется.

2.3.5 Пологая, что нефтепровод строится из труб Харцызского трубного завода (ТУ 322–8–10–95) по табл П 1.1 [3. Стр. 628] находим, что для стали 12Г2С Так как D_н < 1 м, то k_н = 1, а поскольку трубопровод II категории, то m₀ = 0,75.

По формуле вычисляем расчетное сопротивление металла труб

(14)

2.3.6 Расчетная толщина стенки нефтепровода по формуле

(15)

Округляем найденное значение до ближайшего большего стандартного значение_н = 20 мм.

2.3.7 Внутренний диаметр нефтепровода по формуле

(16)

2.3.8 Секундный расход нефти и ее средняя скорость по формулам

(17)

(18)

2.3.9 Число Рейнольдса по формуле

т.е. режим течения нефти турбулентный.

2.3.10 Относительная шероховатость труб при k_э = 0,2 мм

2.3.11 Первое переходной число Рейнольдса по формуле

(19)

Так как Re < Re_I , то течение нефти происходит в зоне гидравлических гладких труб и коэффициент гидравлического сопротивления вычисляем

(20)

2.3.12 Гидравлический уклон в нефтепроводе

(11)

2.3.13 Так как L > 600 км, то N_э = 3. По формуле вычисляем полные потери в трубопроводе (полагаем Н_кп = 30 м)

2.3.14 Расчетный напор одной станций по формуле

(21)

2.3.15 Расчетное число насосных станций

Найденное количество станций округляем до 15.

Выполняем расчет для построение совмещенной характеристики нефтепровода и насосных станций, результаты которых сводим в таблице.

(13)

(22)

(15)

(23)

(24)

(25)

(26)

(27)