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

влияния случайной погрешности возможно, если КПД замерять непрерывно через каждые 10-15 мин 25-30 раз. Суммарная относительная погрешность при этом 5, может быть сведена к величине в 1-1,2 %. На базе формулы (12.15) разработана методика замеров КПД магистральных насосов в промышленных условиях.

Эти исследования проводились на насосах НМ 10 000-210 с ротором 1,25 Qном в течение двух лет. Испытывались насосы, различно расположенные по потоку. Учитывалась наработка насосов и величина износа уплотнений. Все опыты проводились в одном интервале времени, что исключало влияние на работу насосов изменения частоты промышленного тока. Опыты проводились при условно стационарных режимах, когда подача колебалась в пределах ±3 % от среднего значения. В необходимых случаях, когда подача несколько отклонялась от указанных пределов, КПД приводили к среднему значению методом линеаризации.

Анализ полученных данных исследования КПД позволяет сделать следующие выводы.

1 . П ри наработке насоса около 7000 ч зазор щелевого уплотнения увеличился с 0,3 до 0,8 мм, а КПД снизился по сравнению с первоначальным значением на 1 ,5 %. Такие данные наблюдались неоднократно на нескольких насосах. Расчеты снижения объемного КПД по формулам

Л0 =-Q-;(12.16)

0 Q + 2 -AQ

AQ = - F. 2-g-AH; (12.17)

1 ;(12.18)

+ 1, 5

где AQ - утечки через щелевое уплотнение; Рщ - площадь щели; AH = Ку -H - перепад напора на щели; H - напор насоса; Ку - коэффициент давления в уплотнении, показывают, что оно совпадает с указанными данными экспериментов, если учесть эксцентриситет щелевого уплотнения (среднее относительное значение его составляло 0,3). Следовательно, основная причина снижения (дрейфа) КПД насосов во времени - износ щелевых уплотнений, который достигает 1 ,5 %.

На рис. 12.10 показан дрейф КПД насосов № 1 и № 4, расположенных соответственно первым и вторым по потоку.

Рис. 12.10. Изменение среднего КПД насосов № 1 и № 4 во времени при подаче 13 000 м3/ч

2. Средний КПД насоса, работающего первым по потоку на 1,5-2 % меньше величины КпД этого же насоса, если он работает вторым при одинаковом времени наработки и подаче.

Причиной снижения КПД является работа первого насоса в режиме частичной кавитации (давление на входе изменялось в пределах 0,6-1,0 МПа). Необходимо, видимо, увеличить подпоры на входе первых насосов.

3. Значительное снижение КПД у насосов НМ 1 0 000-21 0, имеющих расширенный ротор в 1,25 Qпом, наблюдается с обточкой рабочих колес по наружному диаметру. П ри уменьшении диаметра колеса на 3 % по сравнению с максимальным (530 мм) КПД снижается па 1,5-1,8 %. Поэтому при сравпи-тельной оценке КПД рассматриваемых насосов надо учитывать обточку. Столь резкое снижение КПД этих насосов по мер е обточки свидетельствует о нецелесообразности применения этой операции.

4. Насос, работающий вторым по потоку, имеющий максимальный диаметр колеса в 530 мм, после установки ротора с зазором 5 = 0,35 мм показал КПД меньше паспортного примерно на 2 %.

Это снижение при указанных условиях является систематическим и объясняется отклонениями технологии изготовления указанных пасосов от тех, которые испытывались па стенде для снятия паспортной характеристики. Для ряда ис-

следованных насосов, НМ с номинальной подачей от 3600 до 10 000 м3/ч состав и удельный вес причин, снижающих КПД насосов по сравнению с паспортными значениями, следующий:

1) влияние шероховатости и отклонения геометрических размеров (технология изготовления насосов) - 1,5 %;

2) влияние износа щели (при наработке насоса порядка

5000 ч) - 1,5 %;

3) влияние вязкости перекачиваемой нефти (vср = 8 х

х 10-6 м2/с) - 0,5 %. Итого - 3,5 %.

В худшей комбинации указанных выше факторов можно ожидать следующее распределение:

1) влияние шероховатости и отклонения геометрических размеров - 2,5 %;

2) влияние обточки рабочего колеса по наружному диаметру

на 3-4 % - 2 %;

3) влияние работы насоса первым по потоку - 1,2 %;

4) влияние износа щели (наработка 5000 ч) - 2,5 %;

5) влияние вязкости перекачиваемой нефти (vср = 8 х

х 10-6 м2/с) - 0,8 %. Итого - 9,5 %.

Таким образом, вероятное снижение среднего значения КПД, полученного с использованием указанной выше методики, находится в среднем в пределах 3,5-6,5 % по сравнению с паспортным.

Технические предложения по повышению КПД магистральных насосов типа НМ 10 000-210 в условиях эксплуатации сводятся к следующим мероприятиям:

1 ) внедрение высокопрочных эмалевых покрытий проточной части насосов или уменьшение шероховатости;

2) модернизация и разработка новых конструкций щелевых уплотнений, позволяющих уменьшить износ их и утечки через них жидкости;

3) отказаться от обточки колес насосов;

4) рекомендовать по возможности большие подпоры на входе первых по потоку насосов (не менее 1 МПа).

Следует заметить, что значение второго пункта (по удельному весу) возрастает с уменьшением коэффициента быстроходности магистральных насосов. У малых насосов (НМ 1250 и др.) этот фактор снижения КПД становится доминирующим, так как абсолютная величина утечек в насосах снижается медленнее, чем подача, в результате п0 падает с уменьшением Q. Например, при 2-AQ = 100 м3/ч для насоса НМ 10 000-210 П0 = 0,99, а для насоса НМ 1250-260 всего лишь 0,92. Следова-