- Труба нагнетания у насоса
- Монтаж всасывающего и нагнетательного трубопроводов
- НАГНЕТАТЕЛЬНЫЕ ТРУБОПРОВОДЫ БУРОВЫХ НАСОСОВ
- Аркинель
- Общая техническая информация о насосах
- Общие понятия о насосах
- Установка на напорной линии и установка на всасывании
- Мощность и КПД насоса
- (Р1) Мощность, потребляемая от сети
- (Р2) Номинальная мощность двигателя
- (РЗ) Мощность, поглощаемая осью двигателя
- Трубопровод, выбор диаметра
- Эквивалентность труб
- Эквивалентные потери напора
- Потери давления
- Потери давления в трубопроводе из чугуна
- Поправочные коэффициенты для других видов труб
- Расчет манометрической высоты
- Манометрическая высота всасывания
- Манометрическая высота нагнетания
- Кавитационный запас
- Мощность всасывания насоса при известном значении NPSHr
- Практический пример
- Давление пара и удельный вес воды в зависимости от температуры
- Всасывающий трубопровод
- Образование вихрей в резервуаре всасывания
- Установки повышения давления
- Классификация типов жилья
- Подача в зависимости от вида и количества единиц жилья
- Расчет давления
- Объем резервуара в зависимости от вида и количества единиц жилья
- Резервный или напорный бак
- Пример расчета установки повышения давления
- Подача
- Резервуары
- Основные рабочие характеристики центробежных насосов
- Изменения в зависимости от скорости
- Изменения в зависимости от диаметра рабочей части
- Основные рабочие характеристики центробежных насосов
- Изменения в зависимости от скорости
- Изменения в зависимости от диаметра рабочей части
- Расчет полезного объема водозаборного резервуара (сточной ямы)
- Выходные отверстия и брандспойтные насадки
- Перекачивание вязких жидкостей
- Ограниченные возможности графиков
- Пример применения
- Гидравлический удар
- Защита от гидравлического удара
- Выбор силового кабеля
- Таблица для выбора кабеля для двигателей диаметром 4″
- Таблица расчёта потерь напора для труб из ПВХ/полипропилена
- Таблица расчёта потерь напора в метрах водяного столба на 100 метров прямого трубопровода для сточных вод (для стальных труб)
- Таблица соотношения диаметров трубопроводов и патрубков
- Подключение 3-х фазных электродвигателей
- Соединение Треугольник
- Соединение Звезда
- Соединение Треугольник-Звезда
Труба нагнетания у насоса
Монтаж всасывающего и нагнетательного трубопроводов
Всасывающий трубопровод устраивают из металлических труб на фланцевых или муфтовых соединениях.
Для нормальной работы всасывающего трубопровода необходима герметичность всех его соединений. Стыки труб должны быть очень плотными, не допускать проникновения воздуха во всасывающий трубопровод, так как даже незначительные неплотности могут явиться причиной срыва работы насоса. Фланцевые стыки соединяют на резиновых прокладках, которые ставят центрично отверстиям труб. При монтаже не следует устранять перекосов фланцев путем затяжки болтов, так как это может деформировать насос.
Всасывающую линию, проходящую по траншее, прокладывают от насоса к водоему по кратчайшему расстоянию, с минимальным числом поворотов, на глубине 0,1-0,2 м. ниже промерзающего грунта.
Длину всасывающих труб по горизонтали не рекомендуется делать свыше 30 м. Укладку ведут с плавным, небольшим подъемом к насосу и без перегибов, в которых могли бы образоваться воздушные мешки.
Общая высота всасывания по вертикали не должна превышать 4-6 м.
Колено всасывающей трубы нельзя присоединять непосредственно к всасывающему патрубку центробежного насоса или к муфте цилиндра поршневого насоса.
Чтобы избежать излишнего сопротивления при входе воды в насос, между коленом и насосом устанавливают патрубок длиной 200-300 мм.
Приемный клапан, предназначенный не допускать вытекания воды при заливке или остановке насоса, должен отстоять своей нижней частью на 0,4-0,5 м. от дна. Это делают для того, чтобы предохранить его от засасывания песка и ила.
Приемный клапан должен быть погружен в воду не менее чем на 0,4-0,5 м., считая от самого низкого горизонта воды до входных отверстий решетки. Если забор воды производят из открытого источника малой глубины, то следует устроить приемный колодец достаточной глубины. При этом необходимо учесть, что приемный колодец будет подвергаться заносам грунта. Поэтому глубина приемного колодца должна быть на 0,5-1 м. больше глубины погружения нижней части приемного клапана насоса.
Нагнетательный трубопровод начинается от переходной коробки или от напорного патрубка центробежного насоса и кончается в водонапорном резервуаре. Длина нагнетательного трубопровода по горизонтали может быть большей или меньшей и зависит от высоты нагнетания, которую в состоянии преодолеть двигатель. При практических расчетах 100 м. нагнетания по горизонтали ориентировочно приравнивают к 1 м. нагнетания по вертикали.
Диаметр нагнетательных труб должен быть не меньше диаметра выкидного отверстия переходной коробки поршневого насоса или нагнетательного патрубка центробежного насоса.
На нагнетательном трубопроводе, идущем от поршневого насоса, монтируют обратный клапан и воздушный колпак. Последний служит как для поглощения гидравлических ударов, происходящих при работе поршневого насоса, так и для выравнивания скоростей движения воды в нагнетательном трубопроводе.
Размер воздушного колпака на нагнетательном трубопроводе должен быть равен 10-15-кратному объему одного качка воды, а диаметр колпака должен быть равен, примерно, 2,5 диаметра поршня при высоте колпака в 1,8-3,5 раза большей, чем диаметр колпака.
Для указания уровня воды в воздушном колпаке устанавливают водомерное стекло, а для определения давления — манометр.
Нормальный объем воздуха в колпаке при работе насоса равен, приблизительно, двум третям объема всего колпака.
Нагнетательные трубы укладывают в траншеи прямолинейно с подъемом в сторону водонапорного резервуара. При подходе к водонапорному сооружению трубопровод должен создавать плавный переход воды в вертикальную плоскость (в стояк), для чего соединение со стояком производится при помощи специального колена.
НАГНЕТАТЕЛЬНЫЕ ТРУБОПРОВОДЫ БУРОВЫХ НАСОСОВ
Нагнетательные трубопроводы (манифольды) служат для подачи бурового раствора от насосов в скважину при бурении или промывках. Нагнетательный трубопровод состоит из вертикальной и горизонтальной частей. Вертикальная часть называется стояком. Их монтируют на наружной грани вышек и крепят хомутами. Между стояком и элементами вышек устанавливают деревянные прокладки. В верхней части стояк имеет горловину с фланцем для присоединения к буровому шлангу, который вторым концом соединяется с вертлюгом.
Изготовляют манифольды в заводских условиях из углеродистых сталей, обладающих хорошей свариваемостью (сталь марки 20). При отсутствии заводских манифольдов допускается их изготовление в полевых условиях из бурильных труб группы прочности Д или Е диаметром 127 или 140 мм с толщиной стенки 10—11 мм в зависимости от рабочего давления в трубопроводе. На высоте 1,5—2 м от пола буровой к стояку приваривают патрубок, на который устанавливают манометр. Выше пола буровой на стояке монтируют задвижку высокого давления.
В зависимости от типа буровой установки применяют различные варианты монтажа горизонтальной части манифольда: каждый насос можно соединять со стояком отдельным трубопроводом, или же от стояка прокладывают общий трубопровод, к которому подключают каждый насос. В современных установках используется в основном последний вариант манифольда.
Техническая характеристика нагнетательных трубопроводов приведена в табл. 26.
Горизонтальная часть манифольда монтируется прямолинейной с уклоном в сторону насосов для возможного слива раствора из труб самотеком при остановках. работы в зимнее время.
Для трубопроводов используют бурильные трубы труппы прочности Д и Е диаметрами 114, 127 и 140 мм с толщиной стенок 10—11 мм. Трубы соединяют сваркой, при помощи фланцев или быстроразъемных соединений. С целью ускорения монтажа нагнетательного трубопровода применяют быстроразъемные замковые соединения следующих конструкций: плоские с несмещенной осью трубопровода и сферические со смещаемой осью в пределах до 15°, которые упрощают монтаж трубопровода. Плоское соединение (рис. 54,а) состоит из двух патрубков 1 и 4, которые приваривают к трубам. Патрубки имеют фланцы с наружной конической поверхностью, между фланцами устанавливают прокладку 2. Соединяют фланцы шарнирным хомутом 3. Шарнирный хомут (рис. 54,б) состоит из двух половин 4 и 5, к которым приварены серьги 1 и 3. Соединяются обе половины осью 2 и болтом с гайкой 6 и 7.
Сферическое соединение (рис. 54,6) состоит также из
двух патрубков 1 и 4. Патрубок 4 имеет проточку под уплотнительную прокладку 5, патрубок 1 — седло с внутренней сферической и наружной конической поверхностями. На патрубок с шарообразной поверхностью устанавливают накидное упорное кольцо 2 с внутренней сферической и наружной конической поверхностями. Соединяют патрубки также шарнирным хомутом 3. Могут применять также и другие конструкции быстроразъемных соединений.
Элементы быстроразъемных соединений к секциям нагнетательного трубопровода приваривают на заводах или в мастерских. При монтаже буровой трубопровод должен собираться из готовых секций. Трубопровод крепят хомутами к специальным забетонированным стойкам или к крупноблочным основаниям оборудования.
Рис. 54. Быстроразъемные соединения манифольда
Рис. 55. Монтажный компенсатор
Для упрощения монтажа нагнетательных трубопроводов между отдельными блоками буровой установки применяют монтажные компенсаторы, обеспечивающие угловое смещение оси трубопровода до 10° и линейное перемещение до 200 мм. Монтажный компенсатор (рис. 55) состоит из двух сферических соединений 1 и 3, смещаемых под углом, и телескопического винтового соединения 2, смещаемого по оси в пределах 200 мм.
На нагнетательных линиях около каждого насоса после компенсаторов устанавливают отсекающую задвижку высокого давления или обратный клапан с целью возможности работы одним насосом в случае ремонта второго. Кроме этого около насоса устанавливают пусковую задвижку, которая устраняет гидравлический удар при пуске насоса и выравнивает давление в нагнетательной линии при восстановлении циркуляции бурового раствора. Нагнетательный патрубок пусковой задвижки соединяют с приемной емкостью. При монтаже общего для всех насосов нагнетательного трубопровода в конце его можно устанавливать одну пусковую задвижку, которая обеспечивает возможность пуска любого насоса.
В качестве пусковых задвижек в основном применяют дроссельно-запорные устройства ДЗУ-250 с дистанционным управлением. Дроссельно-запорное устройство (рис. 56) состоит из корпуса 1, пневматического цилиндра 2 с поршнем 3 и запорного клапана 4 с седлом 5. Устройство соединяется с нагнетательным трубопроводом при помощи накидной гайки 6. Привод дроссельно запорного устройства осуществляется пневматическим цилиндром 2 двойного действия (открытие — закрытие). Воздух в цилиндр подается через штуцеры от пневмо системы буровой установки при помощи крана, установленного на пульте бурильщика. От размера внутреннего диаметра штуцеров зависит скорость перемещения клапана 4. Буровые насосы запускаются при открытом запорном клапане. Подачей сжатого воздуха в верхнюю полость пневматического цилиндра система поршень — шток — клапан перемещается вниз, плавно перекрывает клапан и повышает давление в нагнетательном трубопроводе. К нижнему отводу корпуса присоединяют трубу и выводят ее в приемную емкость.
Рис. 56. Дроссельно-запорное устройство ДЗУ-250 дистанционного управления
На нагнетательном трубопроводе могут устанавливаться отводы для наполнения раствором запасных емкостей.
В этом случае на каждом отводе ставят задвижку высокого давления. Для работы в зимних условиях горизонтальная часть нагнетательных линий обычно прокладывается вместе с паропроводом и утепляется термоизоляцией (кошмой, стекловатой и др.).
При бурении разведочных скважин обычно монтируют дополнительный насос. Нагнетательный трубопровод этого насоса соединяют с механизмами приготовления и утяжеления раствора (гидромешалками, гидросмесителями) и при помощи его раствор перекачивают в рабочие и запасные емкости.
На нагнетательном трубопроводе устанавливают компенсаторы и предохранительные клапаны. После окончания монтажа перед сдачей буровой в эксплуатацию нагнетательные трубопроводы подвергают гидравлическому испытанию (опрессовке) на давление, превышающее максимальное рабочее на 50%. Опрессовку производят при помощи цементировочного агрегата. На испытание трубопровода составляется акт.
Аркинель
Общая техническая информация о насосах
В этой статье приведены необходимые данные для подбора насосного оборудования: расчет трубопровода, потери давления в сети, мощности и кпд насосов. Представлены основные рабочие характеристики центробежных насосов, расчет полезного объема водозаборного резервуара и т. п. Приведенные примеры расчета насосов относятся к продукции компании ESPA, но они так же могут быть использованы и для подбора насосов других производителей.
Общие понятия о насосах
ПОДАЧА (Q): Объем жидкости, поднимаемой насосом за единицу времени; не зависит от удельного веса и может изменяться при перекачке жидкости, чья вязкость больше вязкости воды.
АТМОСФЕРНОЕ ДАВЛЕНИЕ (Ра): Давление атмосферы на единицу площади.
ОТНОСИТЕЛЬНОЕ ИЛИ РЕАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ (Рr): Давление, соотнесенное с атмосферным давлением. Манометрами измеряется положительное давление, а вакуумметрами — отрицательное.
АБСОЛЮТНОЕ ДАВЛЕНИЕ (Pаbs): Давление, превышающее абсолютный ноль (полный вакуум) Pаbs = Ра + Рr.
ДАВЛЕНИЕ ПАРА (Tv): Давление, при котором жидкость при определенной температуре находится в стадии равновесия со своим газообразным состоянием (паром).
ПЛОТНОСТЬ: масса вещества на единицу объема.
УДЕЛЬНЫЙ ВЕС (γ ): Вес вещества на единицу объема. Удельный вес = плотность x сила притяжения.
ЗНАЧЕНИЕ УДЕЛЬНОГО ВЕСА: Насос может нагнетать жидкости с различным удельным весом, например, воду, алкоголь, серную кислоту и т. д. на одинаковую высоту, причем изменяться при этом будут только показатели давления разгрузки и поглощаемой мощности в прямой зависимости от удельного веса.
ВЫСОТА ВСАСЫВАНИЯ (На): Геометрическая высота, измеряемая от минимального уровня жидкости до оси насоса (см. прилагаемую схему).
ВЫСОТА НАГНЕТАНИЯ (Нi): Геометрическая высота, измеряемая от оси насоса до максимального уровня подъема (см. прилагаемую схему).
СУММАРНАЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ ВЫСОТА (Нt): Нt = На + Нi
ПОТЕРИ НАПОРА (Рс): Высота, теряемая протекающей жидкостью в результате трения о трубы, клапана, фильтры, изгибы и другие приспособления.
ОБЩАЯ МАНОМЕТРИЧЕСКАЯ ВЫСОТА (Hm): Общая высота (или дифференциальное давление), которую должен преодолеть насос.
Рассчитывается по формуле: Hm = Нt + Pc+10/γ(P1-P2) где P1 — давление в напорном резервуаре, а P2 — давление во всасывающем резервуаре.
Если перекачивание осуществляется между открытыми резервуарами с одинаковым давлением (давление окружающей среды), как это обычно и случается, то значение Р1 — Р2 = 0. Следует рассчитать отдельно манометрическую высоту всасывания, чтобы убедиться в том, что насос будет производить всасывание без затруднений.
Установка на напорной линии и установка
на всасывании
Мощность и КПД насоса
(Р1) Мощность, потребляемая от сети
Потребление мощности или активная мощность
(Р2) Номинальная мощность двигателя
Наибольшая мощность, развиваемая двигателем
(РЗ) Мощность, поглощаемая осью двигателя
Для определенных условий работы
U — рабочее напряжение в вольтах;
I — ток на статоре в А;
cos φ — коэффициент нагрузки;
η m — КПД двигателя в %;
Q — подача м 3 /час;
Н — манометрическая высота в метрах водяного столба;
η h — гидравлическое КПД в %;
γ — удельный вес в кг/дм 3 .
Трубопровод, выбор диаметра
Выбор диаметра труб является техническим и экономическим решением. Следует иметь в виду, что во избежании излишних затрат энергии, потери давления, не должны быть чрезмерно высокими. Размер отверстий всасывающего и нагнетающего патрубков насосов указывают только на минимальный размер труб.
Выбор адекватных сечений должен осуществляться таким образом, чтобы максимальная скорость прохождения была следующей:
- на линии всасывания: 1,8 м/сек;
- на линии нагнетания: 2,5 м/сек.
Важно учитывать скорость потока, так как от этого зависит экономичность и продолжительность срока службы системы нагнетания:
- скорости меньше 0,5 м/сек обычно приводят к осадконакоплениям;
- скорости свыше 5 м/сек могут вызвать абразивный износ.
Скорость потока в трубопроводе рассчитывается по следующим формулам:
V — скорость в м/сек;
q — подача в л/м;
D — диаметр в мм;
Q — подача в м 3 /час.
Эквивалентность труб
Определение эквивалентности труб позволяет получить сведения о других системах трубопроводов.
При постоянном диаметре: Потеря давления прямо пропорциональна квадрату подачи:
При постоянной подаче: Потеря напора обратно пропорциональна диаметру труб, возведенному в пятую степень:
При постоянной подаче: Скорость циркуляции обратно пропорциональна сечению труб:
При постоянных потерях напора: Квадрат подачи пропорционален диаметру труб, возведенному в пятую степень:
Эквивалентные потери напора
С помощью последнего уравнения была рассчитана приводимая ниже таблица соответствия труб различного диаметра.
Площадь трубопровода большего диаметра меньше общей площади труб меньшего диаметра. Скорость прохождения жидкости по трубам большего диаметра превышает скорость циркуляции жидкости по трубам меньшего диаметра.
Потери давления
Потери давления во вспомогательных компонентах трубопровода. Соответствие линейным метрам прямого трубопровода. Значения даны приблизительно и зависят от качества арматуры.
Производители клапанов и задвижек сообщают нам значения коэффициента подачи (кп), что позволяет рассчитать потери давления; использование клапанов и задвижек с высоким кп имеет большое значение для сведения к минимуму потерь давления.
Коэффициент подачи кп — это подача воды в м3/час, которая при проходе через полностью открытый клапан приводит к потере давления в 1 кг/см 2 .
Потери давления в трубопроводе из чугуна
Диаграмма, позволяющая определять потери давления и скорость жидкости в зависимости от подачи и внутреннего диаметра труб.
Поправочные коэффициенты для других видов труб
Расчет манометрической высоты
Требуется закачать 150 м 3 /час из колодца в резервуар, расположенный выше. Условия перекачки, согласно прилагаемому рисунку, следующие:
На = Геометрическая высота всасывания (3м);
Hi = Геометрическая высота нагнетания (34 м);
Ht = Общая геометрическая высота (37 м);
La = Протяженность линии всасывания (8 м);
Li = Протяженность линии нагнетания (240 м);
Vp = Клапан донный, сетчатый (1 штука);
Vr = Клапан обратный (1 штука);
Vc = Шиберный затвор (1 штука);
Се = Диффузор конусный эксцентрический (1 штука);
Сс = Диффузор конусный концентрический (1 штука);
С = Изгибы: (3 штуки) на линии всасывания (7 штук) на линии нагнетания.
Расчет диаметра труб делается по формуле:
Напряжение в сети | Запуск | Электродвигатель | |
Обмотка | Соединение | ||
230 В | Прямой | 230 / 400 | Треугольник |
Звезда-Треугольник | 230 / 400 | Звезда-Треугольник | |
400 В | Прямой | 230 / 400 | Звезда |
400 / 692 | Треугольник | ||
Звезда-Треугольник | 400 / 692 | Звезда-Треугольник |
Соединение Треугольник
V: Напряжение в сети. Схема соединений
Соединение Звезда
V: Напряжение в сети. Схема соединений
Соединение Треугольник-Звезда
Переключение Звезда-Треугольник осуществляется на электрощите управления.
Adblockdetector