Совместная работа насосов и трубопроводной системы.

Насосы НПС и линейная часть нефтепровода составляют единую гидродинамическую систему. Режим работы такой системы определяется ее рабочей точкой.

Рабочей точкой системы, состоящей из одного или нескольких насосов и трубопроводной сети, называется точка пересечения суммарной H-Q характеристики всех насосов с суммарной H-Q характеристикой сети.

Рабочая точка системы характеризует гидродинамическое единство ее элементов (насосов и трубопроводов). Оно состоит в том, что через насос и трубопровод проходит одно и то же количество жидкости, при этом насос развивает только такой напор, который теряется в трубопроводе

Рабочая точка системы определяет рабочие точки отдельных насосов, входящих в систему. Рабочие точки насосов (их Н и Q координаты) показывают напор и подачу, развиваемые насосами при работе их в данной системе.

Поскольку рабочая точка принадлежит характеристике трубопровода, то её координаты показывают пропускную способность трубопровода и потери напора в нем при работе на него данных насосов с данной Q-Н характеристикой.

Таким образом, координаты рабочей точки системы насосы – трубопроводная сеть показывают как режим работы всей системы, так и каждого его элемента.

На нефтеперекачивающих станциях в общем случае возможны следующие схемы соединения насосов: последовательное, параллельное и смешанное параллельно-последовательное соединение.

 

Последовательное соединение.

 

1 и 2 – насосы,

3 – трубопроводная сеть.

 

Допустим, НПС оснащена двумя насосами с характеристиками 1 и 2. Станция работает на трубопровод с характеристикой 3.

Рабочая точка такой сложной системы есть точка пересечения характеристики трубопровода 3 с суммарной характеристикой насосов, т.е. с кривой, являющейся суммой кривых 1 и 2 по напору при равных Q.

НС состоит из насосов 1 и 2, которые соединены последовательно, поэтому производительности насосов равны, и производительность каждого насоса равна производительности НС – Q^*. При Q^* насос 1 развивает согласно его характеристике напор Н₁, а насос 2 – напор Н₂. Таким образом, определены режимы работы каждого насоса и соответственно их рабочие точки – m₁ и m₂.

Параллельное соединение.

 

 

1 и 2 – насосы с известными характеристиками,

3 – трубопроводная сеть.

Рабочая точка находится как точка пересечения суммарной характеристики насосов с характеристикой трубопроводной сети. При параллельном соединении насосов в самом общем случае производительности у них могут быть разными, напоры же всегда одинаковы, в противном случае насос с большим напором «задавит» насос с меньшим напором, и тот в гидродинамическом смысле уже не будет являться насосом, а станет одним из элементов трубопроводной сети. Следовательно, суммарная характеристика насосов находится графическим сложением подач насосов при одинаковых напорах.

 

 

После сложения 1 и 2 получим характеристику 1+2 и рабочую точку системы М (Q^*;H^*), отражающую режим работы системы. НС и сеть 3 находятся в гидродинамическом единстве, т.е. напор НС строго равен потерям напора в сети 3 и составляет Н^*. Поскольку НС образовано параллельно соединенными насосами, то напоры у насосов одинаковы и напор каждого насоса равен напору НС Н^*. При напоре Н^* насос 1 согласно его характеристике имеет подачу Q₁, а насос 2 при этом же напоре Н^* подачу Q₂. Таким образом, определили режим работы каждого насоса и соответственно рабочие точки насосов – m₁ и m₂.

3. Смешанное параллельно последовательное соединение.

Решаем задачу аналогично предыдущим.