Нефтегазопромыслове оборудование (стр. 19 )

Кавитационная характеристика дина­мического насоса - зависимость напора от кавитационного запаса при постоянной подаче (рис. 9.17, а). Графики характеристики строят для минимального, номинального и ма­ксимального Q в рабочем интервале подач (с отклонением не более 5 %). Кавитационный запас понижают изменением давле­ния в баке стенда с помощью вакуум-насоса. Число точек в области от начала кавитации до полного срыва должно быть не менее 8.

Критиче­ский кавитационный запас определяется в той точке характеристики, где паде­ние напора составляет 2 % от напора первой ступени или 1 м, если напор пер­вой ступени более 50 м.

К а в и т а ц и о н н а я х а р а к т е р и с т и к а о б ъ ё м н о г о н а с о с а - зависимость подачи от вакуумметрической высоты всасывания при давлении насоса, равном номинальному и не превышающем 25 % от номинального (рис. 9.17, б). Число точек в области кавитации должно быть не менее 4.

Проверку характеристики для динамического насоса проводят, измеряя напор насоса на стенде в трех режимах интервала подач, а на месте эксплуатации - в одном номинальном режиме. При проверке кавитационного запаса устанавливают, что при допу­скаемом запасе не происходит снижение номинального напора. При проверке самовсасывания устанавливают способность само­всасывающего насоса заполниться жидкостью в течение заданного времени. В центробежном электронасосе проверяют сопротивле­ние изоляции обмоток относительно корпуса и силу тока в рабо­чем интервале подач. Действие защитных устройств проверяют путем трехкратного закрытия отводящего трубопровода. При этом давление на выходе должно быть не более допускаемого.

Для определения специальных пока­зателей объемного насоса: снимают индикаторную диаграмму, определяют данные работы в режиме гидродвигателя; определяют объем внешней утечки, температуру элементов насоса, объем внутренней утечки при неподвижных рабочих органах; характер запуска без заполнения жидкостью («всухую»). Для динамического насоса: продолжительность работы при закрытой задвижке, дан­ные работы в турбинном режиме, осевую силу и др.

Испытания н а надежность существуют двух видов: 1) контрольные и 2) определительные (ресурсные). Кон­трольные входят в состав других испытаний и служат для про­верки показателей надежности, указанных в технической документации.

Рис. 9.17. Кавитационные характеристики насосов

При этом используется метод последовательного ана­лиза, сущность которого состоит в том, что при длительной работе насосов на режимах, установленных программой испытания, фиксируют число отказов т и общее время работы испытываемых насосов до момента отказа (N - число насосов, проходящих испытания; tj - время работы j - го насоса к моменту отказа). Затем подсчитывают так называемую «нормированную наработку» , где - среднее время работы до отказа, указываемое в технической документации. Испытание продолжается до получения результата испытания либо за «уров­нем приемки», либо за «уровнем браковки» (рис. 9.18, а).

Кроме того, через равные промежутки времени определяют технические показатели насоса, а после испытания - степень изношенности элементов.

Определительные и с п ытания продолжают до возникновения необходимости капитального ремонта насоса или до его окончательного отказа. Во время испытаний фикси­руют: суммарное время работы к моменту измерения техниче­ских показателей, обслуживание насоса (их характер, продол­жительность, трудоемкость), характер и причину отказов, время работы до каждого отказа, работы с насосом по устранению отказа. На рабочем графике (рис. 9.18, б) фиксируют зависимость от времени различных величин, а также указывают для соответству­ющего времени работы порядковый номер действий с насосом и порядковый номер отказа.

Обработка результатов испытания

Согласно определению, давление насоса

,

учитывая, что в измерительных трубках, согласно закону Паскаля, , и производя замены членов, получим формулы опытных давления и напора насоса:

; ,

где pм1 , pм2 - показания приборов, измеряющих давление на выходе и входе (при разрежении на входе pм1 отрицательно); z – расстояние по вертикали между приборами; Q оп - опытная подача; d2 , d1 – диаметры отводящего и подводящего трубопроводов; .

Рис. 9.18. Графики испытаний насоса:

а – контрольного испытания на надёжность; б – рабочий график насоса; L – уровень

звука; q – внешняя утечка; ηн – номинальный к. п. д.; pн – номинальное давление на

выходе из насоса; индексом «э» обозначены допускаемые величины; в – к определе-

нию давления погружного насоса; г – полоса допускаемых отклонений, а – номина-

ное значение напора, к. п. д.; 1, 2 – кривые, ограничивающие полосу допускаемых

отклонений

При испытании объёмного насоса последний (скоростной) член во внимание не принимается. Для насосов с давлением более 2,5 МПа, если МПа, можно принимать (ГОСТ 17335 – 79). Для погружного насоса (рис. 9. 18, в) , , .

Относительная предельная погрешность измерения давления и напора насоса, вычисляемая без учёта скоростного члена при :

; ,

где , , - относительные предельные погрешности измерения давлений и определения плотности.

Опытная мощность при балансирном электродвигателе или двигателе, установленном на качающейся платформе, подсчитывается по формуле

,

где l – плечо двигателя или качающейся платформы; F – показание весов, F0 - начальное усилие на весах, включая усилие, вызываемое вентиляционным моментом. Погрешность измерения мощности этим способом (символ δ везде обозначает относительную погрешность соответствующей величины).

Кавитационный запас определяется следующим образом.

Из уравнения Бернулли

.

Здесь - отметка положения вакуумметра над точкой s.

Поэтому

.

С другой стороны,

,

откуда вакуумметрическая высота всасывания

,

где zм – отметка вакуумметра над осью подводящего трубопровода.

Подача, напор, мощность насоса и кавитационный запас в динамическом насосе приводятся к номинальной частоте вращения и плотности натуральной жидкости по формулам из раздела «Подобие в лопастных насосах», причём ∆h пересчитывается так же, как и H. Если измерялись частота fоп и напряжение Uоп сети, то показатели приводятся к номинальной частоте fн и напряжению Uн по тем же формулам, но отношение частот вращения заменяется величиной , где

,

где nнэ , nc – номинальная (по паспорту) и синхронная частоты вращения вала электродвигателя.

Относительные погрешности результатов:

; ;

; .

Результаты расчётов округляют до ряда R 10 и сравнивают с допускаемыми значениями.

Характеристику насоса строят по приведенным значениям Q, H (или P) и N. Кривая допускаемого кавитационного запаса, вычисляемого по формуле для динамических насосов, строится для приведенных значений Q в рабочем интервале подач.

Показатели надёжности определяют по формулам математической статистики, используя рабочие графики всех насосов, участвовавших в определительных испытаниях.