1. Подача насоса - Q
Подача насоса - объем жидкости, подаваемой в нагнетательную линию в единицу времени. Подача в системе СИ измеряется в м3/с, однако более приняты единицы м3/ч(для центробежных насосов) и л/с (для поршневых насосов).
2. Напор насоса Н
Напор насоса - это приращение удельной энергии жидкости от входа до выхода насоса, измеряется в метрах.
(3)
где РН = РНМ + РАТМ - абсолютное давление в нагнетательном патрубке насоса,
РНМ - манометрическое давление в нагнетательном патрубке;
РВ = РВМ + РАТМ - соответственно для всасывающего патрубка.
Если во всасывающем патрубке насоса вакуумметрическое давление РВВ,
то РВ= Ратм − РВВ.
Напор насоса Н часто называют полезным, т.к. он полностью затрачивается на перекачку, т.е.. на движение жидкости вне насоса.
3.Мощность насоса N.
Это мощность, подводимая к насосу и измеряемая на его входном валу.
Основная единица мощности в системе СИ - Вт., производная кВт.
4. Коэффициент полезного действия насоса
Коэффициент полезного действия (КПД) - отношение полезной мощности насоса к его мощности, (подводимой). КПД - величина безразмерная.
(5)
Напорной характеристикой насоса называется зависимость развиваемого им напора Н от подачи Q.
На рис 1. изображена характеристика центробежного насоса На ней нанесены кривые зависимости напора Н, мощности N, КПД и допустимого кавитационного запаса от подачи Q
Рис. П. 2.16. Характеристика насоса НМ 10000-210 (n = 3000 об/мин; D2 = 495 мм)
Характеристика насоса снимается обычно в стендовых условиях на холодной воде.
Насосы для магистральных нефтепроводов
По величине развиваемого напора центробежные насосы магистральных нефтепроводов делятся на основные и подпорные.
Лопастные насосы бывают одноступенчатыми и многоступенчатыми. Одноступенчатые насосы имеют одно рабочее колесо многоступенчатые — несколько последовательно соединенных рабочих колес, закрепленных па одном валу. Hа рис 3.1 изображен одноступенчатый насос консольного тина.
Одноступенчатые насосы сообщают жидкости ограниченный напор. Для повышения напорa применяют многоступенчатые насосы, в которых жидкость проходит последовательно через несколько рабочих колес, закрепленных на одном валу (рис 3.2). При этом пропорционально числу колес увеличивается напор
Рис 3.2 Схема и вид многоступенчатого секционного центробежного насоса НМ
1 — рабочее колесо 2 —направляющий аппарат 3 — гидравлическая пята
В качестве основных используются нефтяные центробежные насосы серии НМ.
Марка насосов расшифровывается следующим образом: Н — насос, М — магистральный, первое число после букв — подача насоса (м3/ч) при максимальном кпд, второе число — напор насоса (м) при максимальном кпд.
Насосы НМ на небольшую подачу (до 700 м3/ч )—секционные, имеют три последовательно установленных рабочих колес с односторонним входом жидкости.
Остальные насосы (с подачей 1250м3/ч и более) являются одноступенчатыми и имеют рабочее колесо с двусторонним входом, обеспечивающим разгрузку ротора от осевых усилий.
Основное назначение подпорных насосов — создание на входе в ос-новные насосы подпора, обеспечивающего их устойчивую работу.
При подачах 2500 м3/ч и более применяются подпорные насосы се-рии НМП. При меньших подачах используются насосы серии НД (насос с колесом двустороннего всасывания). Цифра в марке — это диаметр всасывающего патрубка, выраженный в дюймах.
Основные и подпорные насосы устанавливаются соответственно в основной и в подпорной насосных.
При обычном исполнении электродвигателей их устанавливают в отдельном зале, герметично изолированном от насосного зала специальной стеной. В этом случае место прохождения через разделительную стену вала, соединяющего насос и электродвигатель, имеет конструкцию, препятствующую проникновению через него паров нефти,
На рис.3.3 представлена схема магистрального центробежного насоса одноступенчатого двустороннего входа. По такой схеме изготовляются в настоящее время многие основные и подпорные насосы. Основным элементом центробежного насоса является рабочее колесо 6. имеющее 6-8 лопаток - 7, корпус насоса - 1, имеет подвод , отвод выполненные в виде спирали. Вал насоса - 3 вращается в подшипниках.
Жидкость из подвода поступает на вход в рабочее колесо, где подхватывается лопатками и приобретает движение (абсолютное), состоящее из вращательного вместе с лопатками и относительного вдоль лопаток. Жидкость в колесе у выхода за счет воздействия лопаток и центробежных сил приобретает большую энергию.
Существенным элементом центробежных насосов являются их уплотнения. Они делятся на два вида: уплотнения колеса (внутренние, щелевые)-5 и концевые уплотнения вала-4. Уплотнения колеса предназначены для разделения области всасывания от области нагнетания между корпусом и колесом.
Концевые уплотнения- 4 предотвращают выход жидкости из корпуса вдоль вала в помещении насосной станции. Они должны обеспечивать почти полную герметичность, поэтому относятся к типу контактных. В насосах применяются торцовые уплотнения.
Рис 3.3 Разрез и вид насоса НМ
Конструкции и характеристики центробежных насосов приводятся; в каталогах
Применяются также насосы марки НПВ (Н — насос; П — подпорный; В —вертикальный). Это одноступенчатые насосы, располагаемые ниже поверхности земли в металлическом или бетонном колодце («стакане»).
Общие технические условия на магистральные центробежные насосы определяются ГОСТ 12124-87 "Насосы центробежные нефтяные для магистральных трубопроводов". В стандарте определены типы и основные параметры насосов, основных и подпорных. ГОСТ охватывает 11 типов основных насосов с подачей от 125 до 12500 м'/ч.
Насосом самой большой подачи является НМ 10000-210. Читается так: "Насос магистральный с подачей на оптимальном режиме 10000 м3/ч и напором 210 м".
По конструкции основные насосы, входящие в ГОСТ 12124-87, делятся на два типа:
секционные многоступенчатые с колесами одностороннего входа и подачей от 125 до 710 м3/ч,
одноступенчатые двустороннего входа на подачи от 1250 м3/ч и более.
Напор насосов меняется в пределах от 210 до 550 м. Все основные насосы имеют частоту вращения 3000 об/мин.
ГОСТ включает 4 типа вертикальных подпорных насоса марки НПВ на подачи 1250-5000 м3/ч.
Рис.3.4. Насос НПВ