Допустимый кавитационный запас насоса

Всасывающая способность центробежных насосов магист­ральных нефтепроводов ограничивается кавитацией.

Условием надежной эксплуатации насосных агрегатов явля­ется отсутствие кавитации на различных режимах его работы. С этой целью нормальные условия работы насосного оборудования обеспечиваются созданием на входе в насос избытка удельной энергии жидкости над давлением насыщенных ее паров.

Явление кавитации заключается в образовании в жидкости парогазовых пузырьков в тех участках потока, где местное давление понижалось, достигает критического значения.

Процесс кавитации аналогичен кипению жидкости, поэтому в качестве критического давления, при котором возникает кавитация, обычно принимают давление насыщенных паров перекачиваемой жидкости при данной температуре. Падение давления ниже давления, соответствующего температуре паро­образования, приводит к различной степени перегрева жид­кости в зависимости от ее температуры и физических свойств. Перегрев высвобождает необходимое для парообразования тепло.

Понижение местного давления ниже давления, соответству­ющего началу кавитации в проточной части центробежного насоса, может происходить в результате добавочных потерь на входном участке насоса, увеличения скорости жидкости вслед­ствие увеличения числа оборотов, отрыва или сжатия потока.

При кавитации нарушается нормальная работа центробеж­ных насосов. Это происходит потому, что часть объема подава­емого насосом, становится заполненной парами жидкости, в результате чего происходит падение напора, уменьшение рас­хода перекачиваемой жидкости, снижение КПД, увеличение вибраций и шума. Кроме того, при попадании образовавшейся при кавитации двухфазной жидкости в область повышенного давления происходит конденсация и заполнение парогазовых объемов жидкостью с большой скоростью, что приводит к яв­лению местного гидравлического удара.

Совокупность местных гидравлических ударов в момент за­вершения конденсации паровых объемов, находящихся на по­верхности твердого тела, приводит к эрозионному разрушению металла.

Нормальные условия работы центробежных насосов могут быть обеспечены созданием на входе в насос избытка удельной энергии над давлением насыщенных паров подаваемой жидкос­ти. Так, например, сезонные центробежные насосы магист­ральных нефтепроводов имеют подпор, который создается вспомогательным подпорным насосом или передается перека­чиваемой жидкостью с предыдущей насосной станции. В свою очередь, условия бескавитационной работы подпорных насосов могут быть обеспечены приближением насосной к резервуар-ному парку, использованием особенностей рельефа местности, их заглублением. Указанные меры предупреждения кавитации обычно используются в процессе проектирования.

На действующем нефтепроводе бескавитационные условия работы насосов могут быть обеспечены применением пред-включенных шнеков на входе в рабочее колесо, увеличением диаметра всасывающего трубопровода или подключением до­полнительных параллельных всасывающих линий, ограниче­нием минимального допустимого уровня перекачиваемой жидко­сти в резервуарах, снижением производительности насосной станции. Однако эти меры связаны с дополнительными затра­тами. Например, на головных нефтеперекачивающих станциях магистральных нефтепроводов ухудшение всасывающей спо­собности насосов связано с необходимостью дополнительного увеличения минимально допустимого уровня перекачиваемой жидкости в резервуарах ("мертвый" остаток). Величина этого увеличения непосредственно связана с кавитационным запасом подпорного насоса и для заданного режима перекачки может быть вычислена.

1. В центробежных насосах с % а НО при работе на нефти
в режимах, близких к оптимальному, начало повышения шума
и вибрации практически совпадает с моментом падения напора
на частной кавитационной характеристики. Это, по видимому,
связано с тем, что вязкость препятствует ускорению жидкости
при схлопывании кавитационного пузырька, что, в конечном
итоге, определяет демпфирующее влияние на виброакустические свойства систем. Поэтому за критическое значение кавита­
ционного запаса следует принимать величину, определяемую
общепринятым способом без поправочных коэффициентов.

2. Ухудшение шумовых и вибрационных характеристик в
большой степени связано с эксплуатацией насосов в режимах,
отличных от рабочих(оптимальных), что необходимо учитывать
при задании предельной нормы вибрации для виброконтролирующей аппаратуры.

 17 вопрос