Розрахунок параметрів регулювання режиму роботи системи ГНПС прилегла ділянка нафтопроводу, страница 4

.

Згідно даних таблиці 6.3 [2], допустимий ступінь обточування робочого колеса нафтового насоса з коефіцієнтом швидкохідності  становить 20 % від початкового діаметра, тобто . 

Необхідний ступінь обрізування діаметра робочого колеса менший від допустимого

 %, тому зайвий напір рідини може бути повністю ліквідований шляхом обточування робочого колеса.

Коригуємо максимальне значення ККД магістрального насоса після обточування діаметра на 3 %

.

Визначаємо коефіцієнти математичної моделі напірної характеристики магістрального насоса і насосної станції після обрізування робочих коліс

м,   с²/м⁵,

 м,   с²/м⁵.

Отже, математична модель напірної характеристики ГНПС  при роботі одного магістрального насоса з обрізаними робочими колесами приймає вигляд

.                                        (2.24)

Обчислюємо напір, створений насосами ГНПС  при заданій витраті нафти

 м.

Умова (2.15) виконується, тобто напір ГНПС  після обрізування робочого колеса магістрального насоса дорівнює загальним втратам напору при заданій витраті нафти. Це свідчить про правильність виконання розрахунків. 

Знаходимо ККД магістрального насоса після обрізування при подачі, що дорівнює заданій витраті нафти

.

Визначаємо спожиту потужність насосів ГНПС  при регулюванні режиму роботи способом обрізування робочих коліс

 кВт.

2.2.4 Регулювання зменшенням частоти обертання ротора насоса

Відомі два технічні варіанти регулювання частоти обертання ротора насосів:

–  зміна частоти обертання вала приводного двигуна;

–  зміна частоти обертання вала насоса.

При першому варіанті для привода насоса можна було б використати газові турбіни або двигуни внутрішнього згоряння, що забезпечують зміну частоти обертання у широкому діапазоні. Однак такий вид привода насосів не знайшов широкого застосування на магістральних трубопроводах.

Для кожного насоса існує така частота обертання, при якій в оптимальному режимі ККД має максимальне значення.

Математична модель напірної характеристики насоса, який працює при зміненій частоті обертання, може бути одержана за формулами

 ,                                              (2.25)

,                                                (2.26)

                                            ,                                                      (2.27)

де  – коефіцієнти математичної моделі напірної характеристики           магістрального насоса  при частоті  обертання .

При реалізації режиму перекачування з фіксованою витратою рідини  за відомим необхідним напором насоса , знайденим за формулою (2.11), із рівняння (2.15)

визначаємо необхідне значення коефіцієнта  

.                                            (2.28)

Із виразу (2.26) визначається необхідна частота обертання вала насоса  враховуючи, що для магістральних насосів НМ 2500-230 зі змінним ротором 0,5  об/хв

 .                                              (2.29)

Обчислюємо потужність насосів, що витрачена на перекачування рідини із заданою витратою при регулюванні режиму роботи зміною частоти обертання роторів магістральних насосів

 .                                   (2.30)

При цьому вважаємо, що зміна частоти обертання проводиться у таких межах, що не спричинює помітного зменшення ККД магістральних насосів.

При зменшенні частоти обертання вала насоса напірна характеристика опускається вниз, при цьому коефіцієнти відповідної математичної  моделі змінюються.

 м,    с²/м⁵.

Визначаємо необхідну частоту обертання вала магістрального насоса

 об/хв.

Обчислюємо потужність насосів, яка витрачена на перекачування нафти із заданою витратою при регулюванні режиму роботи системи зміною частоти обертання роторів магістральних насосів