ння змінних роторів найефективніше на початковій стадії експлуатації нафтопроводу, коли не всі перекачувальні станції побудовані і трубопровід не виведений на проектну потужність (поетапне введення нафтопроводу в експлуатацію). Ефект від установки змінних роторів можна отримати і при тривалому зменшенні обсягу перекачки. В даний час на одній НПС нерідко встановлені насоси одного типу, але з різними діаметрами роторів, що забезпечує можливість більш тонкого регулювання продуктивності нафтопроводу при різних поєднаннях їх включення.
Малюнок 4 - Характеристики відцентрового насоса зі змінними роторами
Обточування робочих коліс магістральних насосів по зовнішньому діаметру застосовується в трубопровідному транспорті нафти досить часто. Залежно від величини коефіцієнта швидкохідності ns обточування коліс можна виконувати в таких межах: при 60 lt; n s lt; 120 допускається обточування коліс до 20% зовнішнього діаметра; при 120 lt; n s lt; 200 - до 15%; при n s=200 ... 300 - до 10%.
Перерахунок характеристики магістрального насоса при обточуванні робочого колеса виконується за формулами подібності:
(20)
де Q з h мз і N з - подача, напір і споживана потужність, відповідні заводському діаметру робочого колеса D 2 (з); Q У h My і N y - те ж при зменшеному діаметрі робочого колеса D 2 (У). Вирішуючи спільно дві перші формули (20), одержуємо співвідношення
звідки випливає, що робітники точки подібних режимів роботи насоса лежать на параболі, яка може бути описана загальної залежністю
Крива, побудована по ній, називається параболою подібних режимів. Точка перетину параболи подібних режимів із заводською напірної характеристикою насоса R з (рис. 3.27) належить одночасно обом кривим.
Малюнок 5 - До розрахунку діаметра робочого колеса магістрального насоса після обточування: 1 - парабола подібних режимів; 2 - напірна характеристика магістрального насоса до обточування; 3 - те ж після обточування
Тому ми маємо право записати
(21)
Так як ліві частини цих виразів рівні, отже, рівні й праві. Прирівнявши їх, знаходимо, що
Відповідно, напір насоса з обточеним колесом в подібній R 3 точці R у складе
(22)
Так як необхідна величина h My задана, а відношення витрат Q y/Q З пов'язано з відношенням діаметрів коліс D 2 (y)/D 2 (З) формулою (23),
(23)
то нескладно отримати
(24)
Спосіб регулювання за рахунок обточування робочого колеса може бути ефективно використаний при сталому на тривалий час режимі перекачування. Слід зазначити, що зменшення діаметра робочого колеса понад допустимих меж призводить до порушення нормальної гідродинаміки потоку в робочих органах насоса і значногозниження коефіцієнта корисної дії.
Зміна частоти обертання валу насоса - прогресивний і економічний метод регулювання. Застосування плавного регулювання частоти обертання роторів насосів на НПС магістральних нафтопроводів полегшує синхронізацію роботи станцій, дозволяє повністю виключити обточування робочих коліс, застосування змінних роторів, а також уникнути гідравлічних ударів у нафтопроводі. При цьому скорочується час запуску і зупинки насосних агрегатів. Проте, в силу технічних причин, цей спосіб регулювання поки не знайшов широкого поширення.
Метод зміни частоти обертання заснований на теорії подібності
(25)
де Q 1 h M1 і N 1 - подача, напір і споживана потужність магістрального насоса, відповідна частоті обертання робочого колеса n 1; Q 2 h M2 і N 2, - те ж при частоті обертання робочого колеса n 2.
При зменшенні частоти обертання характеристика насоса зміниться і робоча точка зміститься з положення А 1, в A 2 (рис. 6).
Відповідно до (25) при перерахунку характеристик насоса з частоти обертання п 1 на частоту n 2 отримаємо наступні співвідношення:
(26)
Порівнюючи формули (25) і (20), бачимо, що вони подібні. Тому необхідне число обертів вала для забезпечення напору h M2 можемо записати без виведення
(27)
Малюнок 6 - Суміщена характеристика нафтопроводу і насоса при зміні частоти обертання валу:
1 - парабола подібних режимів; 2 - напірна характеристика магістрального на...
