Та часть насоса, в которой находится рабочее колесо, обеспечивающее напорное перемещение жидкости, называется центробежным на­гнетателем, а та часть насоса, которая создает вращения вала с находящимся на нем рабочим колесом – приводом насоса. Для привода центробежных насосов НПС магистральных трубопроводов в настоящее время применяют синхронные (СД) и асинхронные (АД) электродвигатели.

Основными характеристиками насоса являются развиваемый им напор и подача. Значение напора (энергии, сообщаемой пере­качиваемой жидкости)

и подачи (количества жидкости, подаваемой в единицу времени) зависят от конструкции и размеров насоса и частоты вращения. Для каждого насоса взаимосвязь подачи Q и напора H при номинальной часто­те вращения определяется однозначно и выражается графически (характеристика Q – H). Также на график наносят зависи­мости изменения мощности N, КПД насоса η и допустимого кавитационного запаса Δhд от подачи Q.

На перекачивающих станциях основные магистральные насосы соединяют последовательно, чтобы при одной и той же подаче создаваемый напор суммировался. Это позволяет увеличить давление на выходе станции.

Согласно условиям (1.1) и (1.2) перекачка нефти на рассматриваемом участке обеспечивается последовательным соединением трёх насосов НМ 1250-260 при одном резервном.

где – суммарная производительность насосов, более 1250 м3/ч;

– максимальная производительность станции, 1250 м3/ч.

где – суммарный напор насосов при , 780 м;

– максимальный рабочий напор нефтепровода, 703 м.

Упрощённая схема обвязки технологических трубопроводов и соединения магистральных насосных агрегатов НПС изображена на рис. 1.3.

Характеристики (Q – Н) центробежных насосов часто аппроксимируют двухчленной зависимостью:

где a и b – коэффициенты аппроксимации.

Технические характеристики центробежного насоса НМ 1250-260 согласно [4] приведены в табл. 1.1.

Таблица 1.1

Технические характеристики насоса НМ 1250-260

Изображенные на рис. 1.4 зависимости для насоса НМ 1250-260 носят общий характер для всех центробежных насосов.

При изменении частоты вращения рабочего колеса центробежного нагнетателя (Q – Н)-характеристика насоса изменяется. Если номинальная частота вращения ротора составляла n0 об/мин, а измененная частота

Рис. 1.4. График (Q – Н)-характеристики НМ 1250-260

вращения составляет n1 об/мин, то новая рабочая характеристика насоса, как указано в [5], будет иметь вид:

Рабочая точка системы “НПС - МН” определяется по совмещённому графику (Q – H)-характеристик трубопровода и станции при соответствующей производительности НПС. Согласно [6], характеристика нефтепровода Тюмень – Юргамыш имеет вид: Hт = 5087.Q1,877+47,5. Совмещённый график (Q – H)-характеристик нефтеперекачивающей станции и нефтепровода Тюмень – Юргамыш для одного из режимов работы станции (ρ = ρmax = 850 кг/м3) изображён на рис. 1.5.

Рис. 1.5. Совмещённый график (Q – H)-характеристик насоса и нефтепровода:

1 – характеристика насоса НМ 1250-260 (n = 0,95nн); 2 – характеристика насоса НМ 1250-260 (n = nн); 3 – характеристика нефтепровода; 4 – потери напора на участке; 5 – напор на выходе НПС; 6 – суммарная характеристика работающих насосов

В процессе эксплуатации насосов необходимо определять полезную мощность насоса Pж – мощность, которой обладает жидкость на выходе из напорного патрубка насоса.

где ρ – плотность нефти;

g – ускорение свободного падения.

Механическая характеристика насоса изменяется по параболическому закону (вентиляторный момент нагрузки), причём начальный момент сопротивления механизма при пуске из состояния покоя M0, обуслов­ленный противодавлением, трением в подшипниках и торце­вых уплотнениях насоса, составляет 10-15% номинального момента [7].