Эксплуатация нефтегазопромыслового оборудования
Правила монтажа, принцип работы и эксплуатации нефтегазопромыслового оборудования. Технология технического обслуживания наземного оборудования и подземного ремонта скважин. Расчеты и выбор наземного и скважинного оборудования; предотвращение аварий.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | методичка |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 19.04.2022 |
| Размер файла | 5,9 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Преимущества и недостатки компрессоров поршневого типа
На территории стран бывшего советского пространства наиболее востребованным является поршневое компрессорное оборудование с показателем производительности в пределах 100 куб. м/ мин. Это объясняется целым рядом преимуществ перед аналогами. Так, данное оборудование отличается экономичностью, надежностью, несложностью конструкции и простотой в ремонте. Поршневые компрессоры хорошо справляются с частыми переключениями, отлично подходят для эксплуатации с перерывами, работы в неблагоприятных условиях (при высоком уровне влажности, грязном воздухе и т.п.). Данный тип агрегата может запускаться в работу с любого уровня изначального давления и при этом получать давление на выходе до 1000 бар и выше. Поршневое компрессионное оборудование также способно сжимать любые типы газов (в том числе агрессивные, ядовитые и взрывоопасные) и является наиболее оптимальным решением для работы на объектах, где необходимы небольшие объемы сжатого воздуха.
Преимущества:
· низкая цена;
· облегченное конструктивное исполнение;
· ремонтопригодность и продолжительный срок работы после ремонта;
· увеличение работоспособности за счет сервисного обслуживания через 500 рабочих часов;
· экономичность;
· достаточно высокая производительность;
· способность поддерживать сравнительно долго низкую производительность на одном уровне;
· сравнительно легко функционирует в периодическом режиме, при частом включении и выключении агрегата.
Недостатки, присущие компрессору поршневого типа
· поршневой компрессор сильно шумит и вибрирует во время работы, для его размещения необходимо отдельное помещение, оснащённое прочным бетонным фундаментом;
· низкая производительность (до 5 куб. м воздуха в минуту);
· ограниченная область использования вследствие низкой производительности;
· высокая энергетическая затратность;
· часто осуществляемое техническое обслуживание: максимальный интервал межу обслуживаниями составляет 500 часов работы;
· для проведения обслуживания или ремонта требуется несколько специалистов.
Применение поршневых компрессоров
Компрессоры поршневого типа повсеместно используются и в сфере профессиональной, и в быту. Как нагнетатели воздуха, они обеспечивают работу пневматических устройств, например, пневматических гайковертов, краскопультов и др. Их применяют для подкачивания шин на станциях техобслуживания.
Поршневой компрессор со своей простой конструкцией представляет собой наиболее распространенный вид компрессорного устройства на сегодня. Благодаря своим техническим параметрам компрессоры данных типов применяют во многих сферах промышленности: в машиностроении, пищевой области, химической и других сферах промышленности.
Компрессоры поршневого типа используют для пневмооборудования, которое не требует высокого расхода сжатого воздуха в минуту. Компрессоры данного типа незаменимы также для получения высоких показателей давления сжатого воздуха. Удобны они в использовании, когда планируются частые остановки и, соответственно, частые запуски оборудования. Иными словами, они устойчивы к переходным процессам, как включения / выключения компрессорного оборудования. Компрессоры данного типа несравненно показали себя в отрицательных эксплуатационных условиях (заниженные или завышенные температуры, запыленные среды). Использование их на цементовозах и муковозах не знает альтернатив.
Задание: зачертите схемы и их описания, заполните таблицу- преимущества компрессора/недостатки компрессора
Задания для закрепления темы: составить тезисы
Критерии оценивания
Оценка 5 - таблица заполнена верно, все схемы с описаниями, тезисы составлены грамотно
Оценка 4 - таблица заполнена верно, не все схемы с описаниями, тезисы составлены грамотно
Оценка 3 - таблица заполнена верно, все схемы без описания, тезисы составлены не грамотно
Оценка 2 - таблица заполнена не верно, все схемы с описаниями отсутствуют, тезисы составлены не грамотно
Информационное обеспечение:
С.Л. Никишенко «Нефтегазопромысловое оборудование»
Практическое занятие 75
Тема: Расчет охлаждения компрессоров
Цель работы: научиться рассчитывать охлаждения компрессоров
Форма проведения: индивидуальная работа студентов
Формы контроля: Проверка и оценка письменных работ преподавателем
Оснащение рабочего места: методические рекомендации, учебник С.Л. Никишенко «Нефтегазопромысловое оборудование»
Порядок выполнения практического занятия:
1. Изучить теоретический материал
2. Оформить и решить задачи
Методические указания по выполнению задания
Детали компрессора и сжимаемый газ охлаждаются водой или воздухом. Основным охлаждаемым узлом в компрессоре является цилиндр. Здесь отводится теплота, получаемая в результате сжатия газа, от трения поршневых колец о поверхность цилиндра и штока в сальнике. Газ охлаждается в охладителях, расположенных между ступенями компрессора.
Количество теплоты Q1, отводимой от сжатого газа в единицу времени в межступенчатом охладителе,
Q1 = G-Сp-(T2-T1),
где G - массовая подача ступени компрессора;
Сp - массовая теплоемкость газа при постоянном давлении;
T1- температура газа на выходе из цилиндра после сжатия;
Т2 - температура газа на входе в следующую ступень после охладителя.
Количество теплоты Q2, отводимой от цилиндра компрессора в единицу времени, обычно принимается равным 0,7 от мощности, затрачиваемой на механические потери Nм1:
Q2 = 0,7 Nм1
Количество воды \У, необходимое для отвода теплоты Q1 + Q2 в единицу времени:
где св - удельная теплоемкость воды;
Тв2 - температура воды на выходе из охладителя;
Тв1 - температура воды на входе в охладитель.
Величину АТ определяют таким образом, чтобы температура охлаждающей воды не превышала 30...45°С, так как при температуре больше 45°С начинается повышенное выпадение солей, загрязняющих поверхности теплообмена, и чтобы скорость воды была не меньше 1,0...1.5м/с (иначе будет происходить быстрое заиливание поверхностей теплообмена).
Применяются различные типы межступенчатых охладителей -многотрубные, ребристые, змеевиковые, типа «труба в трубе», оросительные и другие. Определение площади поверхности охладительного устройства представляют собой сложную задачу, так как должны быть учтены многие факторы: степень влажности газа, скорость газа, теплопроводность газа в зависимости от его температуры и давления, плотность газа, коэффициент теплообмена в прямой и изогнутой трубе, оребренность труб и т.д.
Необходимая поверхность охлаждения обычно устанавливается по допускаемым скоростям проходных сечений и числа труб в пачке, а затем по количеству теплоты, которое должно быть отобрано, рассчитывается длина трубного пучка. Если длина труб получается неприемлемой, расчет повторяют, изменяя скорости движения газа, диаметр труб и другие параметры охладителя.
Задача 1. Вычисление величины вредного объема газа поршневого компрессора
Условия: Поршень одноступенчатого одноцилиндрового компрессора одинарного действия имеет диаметр d = 200 мм, а ход поршня составляет s = 150 мм. Вал компрессора вращается со скоростью n = 120 об/мин. Воздух в компрессоре претерпевает сжатие от давления P1 = 0,1 мПа до P2 = 0,32 мПа. Производительность компрессора составляет Q = 0,5 м3/мин. Принять показатель политропы m равным 1,3.
Задача: Необходимо вычислить величину вредного объема газа в цилиндре Vвр.
Решение:
Сперва определим площадь сечения поршня F по формуле:
F = (р · dІ)/4 = (3,14 · 0,2І)/4 = 0,0314 м2
Также определим объем Vп, описываемый поршнем за один ход:
Vп = F · s = 0,0314 · 0,15 = 0,00471 м3
Из формулы расчета производительности компрессора найдем значение коэффициента подачи л (поскольку компрессор простого действия, то коэффициент z = 1):
Q = л z F s n
л = Q/(z F s n) = 0,5/(1 0,0314 0,15 120) = 0,88
Теперь воспользуемся приближенной формулой расчета коэффициента подачи, чтобы найти объемный КПД насоса:
л = л0 (1,01 - 0,02·P2/P1)
л0 = л / (1,01 - 0,02·P2/P1) = 0,88 / (1,01 - 0,02·0,32/0,1) = 0,93
Далее из формулы объемного КПД выразим и найдем величину вредного объема цилиндра:
л0 = 1 - с·[(P2/P1)1/m-1]
где c = Vвр/Vп
Vвр = [(1-0,93) / ([0,32/0,1]1/1,3-1)] 0,00471 =
Итого получим, что вредный объем цилиндра составляет
Задача 2. Определение расхода и потребляемой мощности компрессорного оборудования
Условия: Одноступенчатый двухцилиндровый компрессор двойного действия имеет поршни с диаметром d = 0,6 м, величина хода которых составляет s = 0,5 м, а величина вредного пространства с = 0,036. Вал компрессора вращается со скоростью n = 180 об/мин. Воздух при температуре t = 200 в компрессоре претерпевает сжатие от давления P1 = 0,1 мПа, до P2 = 0,28 мПа. При расчетах принять показатель политропы m равным 1,2, а механический змех и адиабатический зад КПД взять равными 0,95 и 0,85 соответственно.
Задача: Необходимо определить расход Q и потребляемую мощность N компрессора.
Решение: Вначале определим площадь поперечного сечения поршня F по формуле:
F = (р dІ)/4 = (3,14 · 0,6І)/4 =
Далее перед расчетом производительности компрессора необходимо найти коэффициент подачи, но сперва определим объемный КПД:
л0 = 1 - с·[(P2/P1)1/m-1] = 1 - 0,036·[(0,28/0,1)1/1,2-1] = 0,95
Зная объемный КПД, воспользуемся найденным значением и с его помощью определим величину коэффициента подачи по формуле:
л = л0 (1,01 - 0,02·P2/P1) = 0,95 (1,01 - 0,02 0,28/0,1) = 0,91
Теперь подсчитаем производительность компрессора Q:
Q = л F s n
Поскольку компрессор двойного действия, то коэффициент z будет равен 2. Поскольку компрессор двухцилиндровый, то итоговое значение производительности необходимо также помножить на 2. Получим:
Q = 2 л z F s n = 2 0,91 2 0,2826 0,5 180 = 92,6 м3/мин
Массовый расход воздуха G будет равняться, где с - плотность воздуха, при данной температуре равная 1,189 кг/м3. Рассчитаем это значение:
G = Q с = 92,6 1,189 = 44 кг/мин
Часовой расход будет равен
60·G = 60·44 = 2640 кг/час.
Чтобы рассчитать потребляемую мощность компрессора, предварительно необходимо вычислить величину работы, которая должна быть затрачена на сжатие газа. Для этого воспользуемся следующей формулой:
Aсж = k/(k-1) Rt ·[(P2/P1)(k-1)/k-1]
В этой формуле k - показатель адиабаты, который равняется отношению теплоемкости при постоянном давлении к теплоемкости при постоянном объеме (k = СPP/CV), и для воздуха этот показатель равен 1,4. R - газовая постоянная, равная 8310/M Дж/(кг*К), где М - молярная масса газа. В случае воздуха М берется равной 29 г/моль, тогда R = 8310/29 = 286,6 Дж/(кг*К).
Подставим полученные значения в формулу работы по сжатию и найдем ее значение:
Aсж = k/(k-1) R t [(P2/P1)(k-1)/k-1] = 1,4/(1,4-1) 286,6 (273+20) ·
[(0,28/0,1)(1,4-1)/1,4-1] = 100523 Дж/кг
После нахождения значения затрачиваемой на сжатие воздуха работы становится возможным определение потребляемой компрессором мощности по следующей формуле:
N = (G Aсж) / (3600 1000 змех зад) = (2640 100523) / (3600 1000 0,85 0,95)
=
Итого получим, что расход компрессора составляет 92,6 м3/мин, а потребляемая мощность
Задача 3 Определение количества ступеней сжатия компрессора и значения давлений на каждой ступени
Условия:
Необходимо осуществлять подачу аммиака в размере 160 м3/час под давлением 4,5 мПа. Начальное давление азота составляет 0,1 мПа, а начальная температура - 20°C. При расчетах принять максимальную степень сжатия x равной 4.
Задача: Необходимо определить количество ступеней сжатия компрессора и значения давлений на каждой ступени.
Решение:
Сперва рассчитаем необходимое количество ступеней n, воспользовавшись формулой для определения степени сжатия:
xn = Pк/Pн
Выразим и рассчитаем значение n:
n = log(Pк/Pн) / log(x) = log(4,5/0,1) / log(4) = 2,75
Округлим получившееся значение до ближайшего большего целого числа и получим, что в компрессоре должно быть n = 3 ступени. Далее уточним степень сжатия одной ступени, положив, что степень сжатия на каждой отдельной ступени одинаково.
x = nv(Pк/Pн) = ?(4,5/0,1) = 3,56
Рассчитаем конечное давление первой ступени Pn1 (n = 1), которое является также начальным давлением второй ступени.
Pк1 = Pн · xn = 0,1 · 3,561 = 0,356 мПа
Рассчитаем конечное давление второй ступени Pn2 (n = 2), которое является также начальным давлением второй ступени.
Pк1 = Pн · xn = 0,1 · 3,56І =
Итого в компрессоре должно быть три ступени, причем на первой ступени давление повышается с 0,1 мПа до 0,356 мПа, на второй - с 0,356 мПа до 1,267 мПа и на третьей - с 1,267 мПа до 4,5 мПа.
Задача 4. Подбор компрессора по заданным условиям
Условия: Требуется обеспечить подачу азота Qн в размере 7,2 м3/час с начальным давлением P1 = 0,1 мПа под давлением Р2 = 0,5 мПа. В наличие имеется только одноступенчатый поршневой компрессор двойного действия. Поршень имеет диаметр d равный 80 мм, а длина его хода s составляет 110 мм, при этом объем вредного пространства равен 7% от описываемого поршнем объема. Скорость вращения вала компрессора n составляет 120 об/мин. При расчетах принять показатель политропы m равным 1,3.
Задача: Необходимо выяснить, подходит ли имеющийся в наличии компрессор для выполнения поставленной задачи. В случае если компрессор не подходит, рассчитать, насколько необходимо увеличить частоту вращения вала, чтобы его применение стало возможным.
Решение: Поскольку объем вредного пространства равен 7% от описываемого поршнем объема, то по определению следует, что величина вредного пространства с равна 0,07.
Также предварительно вычислим площадь поперечного сечения поршня F:
F = (р · dІ)/4 = (3,14 · 0,08І)/4 = 0,005 м2
Для дальнейших расчетов необходимо рассчитать объемный КПД компрессора л0:
л0 = 1 - с·[(P2/P1)1/m-1] = 1 - 0,04·[(0,5/0,1)1/1,3-1] = 0,9
Зная л0, далее найдем коэффициент подачи л:
л = л0 · (1,01 - 0,02·(P2/P1)) = 0,9 · (1,01 - 0,02·0,5/0,1) = 0,82
Далее становится возможным найти производительность компрессора Q. Поскольку компрессор двойного действия, то коэффициент z будет равен 2:
Q = л · z · F · s · n = 0,82 · 2 · 0,005 · 0,11 · 120 = 0,11 м3/мин
Выражая Q в часовом расходе, получим значение Q = 0,11 · 60 = 6,6 м3/час.
Поскольку требуемая величина подачи составляет 7,2 м3/час, то можно сделать вывод, что имеющийся в наличии компрессор не способен выполнять поставленную задачу. В таком случае рассчитаем, насколько нужно увеличить число оборотов вала для удовлетворения требованиям применимости. Для этого найдем необходимое число оборотов из соотношения:
nн/n = Qн/Q
nн = n · Qн/Q = 120 · 7,2/6,6 =
В таком случае имеющийся компрессор можно будет применять, если увеличить скорость вращения его вала на
Задача 5. Расчет фактической производительности поршневого компрессора
Условия: Дан трехцилиндровый поршневой компрессор двойного действия. Диаметр поршней d равен 120 мм, а величина их хода s составляет 160 мм. Скорость вращения его вала n равна 360 об/мин. В компрессоре происходит сжатие метана от давления P1 = 0,3 мПа до давления P2 = 1,1 мПа. Известно, что объемный коэффициент л0 равен 0,92.
Задача: Необходимо рассчитать фактическую производительность поршневого компрессора.
Решение: Предварительно вычислим площадь поперечного сечения поршней компрессора F по формуле:
F = (р dІ)/4 = (3,14 · 0,12І)/4 = 0,0113 м2
На основе исходных данных найдем величину коэффициента подачи л по формуле:
л = л0 (1,01 - 0,02 ·(P2/P1)) = 0,92 · (1,01 - 0,02·(1,1/0,3)) = 0,86
Теперь можно воспользоваться формулой для расчета производительности поршневого компрессора:
Q = л z F s n
Здесь z - коэффициент, зависящий от числа всасывающих сторон отдельного поршня. Поскольку данный в условии задачи компрессор двойного действия, то в этом случае величина z равна 2.
Кроме того, поскольку в рассматриваемом случае компрессор трехцилиндровый, то есть три цилиндра работают параллельно друг другу, то итоговая суммарная производительность всего компрессора будет в 3 раза выше производительности отдельного поршня, поэтому в расчетную формулу необходимо добавить коэффициент три.
Суммируя все вышесказанное, имеем:
Q = 3 л z F s n = 3 0,86 2 0,0113 0,16 360 =
Итого получим, что производительность рассматриваемого поршневого компрессора составляет м3/мин или м3/час
Задача 6. Расчет производительности двухступенчатого поршневого компрессора
Условия: В наличии имеется двухступенчатый поршневой компрессор простого действия. Поршень ступени низкого давления имеет диаметр dн = 100 мм, а его ход sн равен 125 мм. Диаметр поршня высокого давления dв равен 80 мм при величине хода sв = 125 мм. Скорость вращения вала n составляет 360 об/мин. Известно, что коэффициент подачи компрессора л составляет 0,85.
Задача: Необходимо рассчитать производительность компрессора
Решение: В случае многоступенчатых поршневых компрессоров для расчетных зависимостей используются данные ступени низкого давления, так как именно на ней происходит первичный всас газа, определяющий производительность компрессора в целом. При расчете производительности данные последующих ступеней не используются, так как на них не происходит дополнительного всоса сжимаемого газа. Отсюда следует, что для решения данной задачи достаточно знать диаметр dн и ход поршня sн ступени низкого давления. Вычислим площадь поперечного сечения поршня ступени низкого давления:
Fн = (р dнІ)/4 = (3,14 0,1І)/4 = 0,00785 м2
Рассматриваемый компрессор не является многопоршневым и имеет простой тип действия (величина z = 1), отсюда следует, что конечный вид формулы расчета производительности в конкретном случае будет иметь вид:
Q = л · Fн · sн · n = 0,85 · 0,00785 · 0,125 · 360 = м3/мин
Получим, что производительность данного поршневого компрессора составляет м3/мин или, при пересчете на часовой расход, м3/час.
Задания для закрепления темы: выпишите основные формулы с их пояснением
Критерии оценивания:
Оценка 5 - записаны основные формулы и их пояснение, задачи решены верно
Оценка 4 - записаны основные формулы и их пояснение, задача решены верно, но с неточностями
Оценка 3 - записаны основные формулы без пояснения, задачи решены не верно
Оценка 2 - не записаны основные формулы и их пояснение или записаны частично, задачи решены не верно
Информационное обеспечение:
С.Л. Никишенко «Нефтегазопромысловое оборудование»
Практическое занятие 76
Тема: Определение производительности поршневых компрессоров, работы на сжатие единицы массы газа и эффективной мощности
Цель работы: научиться определять основные параметры компрессора.
Форма проведения: индивидуальная работа студентов
Формы контроля: Проверка и оценка письменных работ преподавателем
Оснащение рабочего места: методические рекомендации, учебник С.Л. Никишенко «Нефтегазопромысловое оборудование»
Порядок выполнения практического занятия:
1. Изучить теоретический материал
2. Оформить задачу
3. Решить задачу самостоятельно
Методические указания по выполнению задания:
Объема 1 кг воздуха в условиях всасывания определится из уравнения Менделеева - Клайперона
Откуда,
Где z - коэффициент сжимаемости воздуха, который при = 0,1 МПа равен 1; m - масса 1 кг воздуха; R = 8,31 x 103 Дж/ (кг•К) - постоянная.
Следовательно, по формуле
Работа, затрачиваемая при изотермическом сжатии 1 кг воздуха,
Работа, затрачиваемая при адиабатическом сжатии 1 кг воздуха (показатель адиабаты R = 1,41),
Работа, затрачиваемая при политропическом сжатии 1 кг воздуха (показатель политропы m = 1,25),
.
Задание: Определить затрачиваемую поршневым компрессором работу на сжатие 1 кг воздуха до р2 = 0,5 МПа в условиях изометрического, адиабатического и политропического сжатия. Давления всасывания р1 = 0,1 МПа; температура воздуха всасывания Т1 = 293 К.
Критерии оценивания
Оценка 5 - записаны основные формулы и их пояснение, задача решена верно
Оценка 4 - записаны основные формулы и их пояснение, задача решена верно, но с неточностями
Оценка 3 - записаны основные формулы без пояснения, задача решена не верно
Оценка 2 - не записаны основные формулы и их пояснение или записаны частично, задача решена не верно
Информационное обеспечение:
С.Л. Никишенко «Нефтегазопромысловое оборудование»
монтаж ремонт нефтегазопромысловый оборудование скважина
Практическое занятие 77
Тема: Расчет мощности двигателя центробежного компрессора
Цель работы:
- научиться определять мощность центробежных насосов;
- научиться определять к.п.д. центробежных насосов
Форма проведения: индивидуальная работа студентов
Формы контроля: Проверка и оценка письменных работ преподавателем
Оснащение рабочего места: методические рекомендации, учебник С.Л. Никишенко «Нефтегазопромысловое оборудование»
Порядок выполнения практического занятия:
1. Изучить теоретический материал
2. Выписать формулы с пояснением
3. Решить и оформить задачи
Методические указания по выполнению задания
Общие сведения
Полезная мощность лопастного насоса равна
Nп = HgсQ,
где Н и Q соответственно действительные напор и подача лопастного насоса.
Мощность, потребляемая лопастным насосом, включает потери мощности в насосе и зависит, в частности, от к.п.д. насоса Ю
N = Nп/ з = HgсQ/ з.
Потери мощности в лопастном насосе слагаются из механических потерь, потерь на дисковое трение, объемных и гидравлических потерь.
Таким образом, к.п.д. лопастного насоса равен произведению четырех к.п.д., соответствующих указанным потерям,
з = з м* з д* з о* з г.
Механические потери мощности происходят в местах трения - в опорах (радиальных и осевых), у ступиц рабочих колес, в уплотнениях насоса и зависят от, конкретной конструкции, типоразмера и качества изготовления узла, в котором происходит трение. Теряемая при этом мощность Nм определяется по зависимостям, приведенным в курсах деталей машин. Механический к.п.д. насоса равен
з м = Nп/(Nп + Nм).
Механический к.п.д. лопастных насосов изменяется в пределах от 0,90 до 0,98.
Потери мощности на дисковое трение зависят от величины зазора между диском рабочего колеса и направляющим аппаратом, от шероховатости поверхностей, от температуpы перекачиваемой жидкости. К потерям мощности на дисковое трение относятся также потери, существующие при малых подачах насосов, когда происходит рециркуляция потока жидкости на входе в каналы рабочего колеса и на выходе из них. Дисковый к.п.д. насоса равен
з д = Nп/(Nп + Nд)
Дисковый к.п.д. лопастных насосов изменяется в пределах от 0,85 до 0,95.
Объемные потери мощности обусловлены утечками через уплотнения рабочего колеса, в уплотнениях вала насоса, в разгрузочной пяте и т.д. Объемные потери определяются в основном конструктивными особенностями уплотнений насоса, правильной их эксплуатацией. Объемный к.п.д. насоса равен
з о = Q/Qi = Q/(Q+ Уq),
где Уq - сумма всех утечек жидкости.
Объемный к.п.д. лопастных нaсосов изменяется в пределах от 0,85 до 0,98.
Гидравлические потери мощности происходят в результате преодоления сопротивлений в подводе, рабочем колесе и отводе при движении жидкости через насос. Гидравлические потери определяются в основном потерями на трение в рабочем колесе и корпусе насоса, зависящими от их конструкции и качества изготовления. Гидравлический к.п.д. насоса равен
з г = Н/(Н + Уhп),
где Уhп - сумма потерь напора в насосе на преодоление гидравлических сопротивлений.
Гидравлический к.п.д. лопастных насосов изменяется в пределах от 0,70 до 0,95.
К.п.д. лопастных насосов, с учетом рассмотренных выше механического, дискового, объемного и гидравлического к.п.д., изменяются в пределах от 0,45 до 0,86. максимальное значение к.п.д. достигает 0,89 у наиболее мощных нефтяных центробежных магистральных насосов.
Методика решения задач
Задача 1. Для определения полезной мощности лопастного насоса пользуются формулой
Nп = HgсQ,
где Н и Q соответственно действительные напор и подача лопастного насоса, в отличие от их теоретических значений.
Задача 2. Полезная (гидравлическая) мощность лопастного насоса равна
Nп = HgсQ,
Мощность, потребляемая лопастным насосом, включает потери мощности в насосе и зависит, в частности, от к.п.д. насоса Ю
N = Nп/ з = HgсQ/ з.
Определим к.п.д. насоса
з = Nп / N
Пример решения задач
Задача 1. Определить полезную (гидравлическую) мощность насоса если подача насоса Q = 180 м3/ч, напор Н = 60 м, плотность перекачиваемой жидкости с = 820 кг/м3.
Дано:
Q = 180 м3/ч
Н = 60 м
с = 820 кг/м3
N, кВт - ?
Решение
Для определения полезной (гидравлической) мощности лопастного насоса пользуются формулой
Nп = HgсQ = 60*820*10*0,05 = 24600 Вт = 24,6 кВт.
Ответ: полезная (гидравлическая) мощность насоса равна Nп = 24,6 кВт
Задача 2. Определить к.п.д. насоса если подача насоса Q = 1800 м3/ч, напор Н = 25 м, плотность перекачиваемой жидкости с = 960 кг/м3, мощность на валу насоса N = 250 кВт.
Дано:
Q = 1800 м3/ч
Н = 25 м
с = 960 кг/м3
N = 240 кВт
з - ?
Решение
Полезная (гидравлическая) мощность лопастного насоса равна
Nп = HgсQ = 25*10*960*0,5 = 120000 Вт = 120 кВт
Мощность, потребляемая лопастным насосом, включает потери мощности в насосе и зависит, от к.п.д. насоса з
N = Nп/ з = HgсQ/з;
Отсюда к.п.д. насоса будет равен
з = Nп / N = 120 / 240 = 0,5
Ответ: к.п.д. насоса равен з = 0,5
Задание по вариантам
Задача 1. Определить полезную (гидравлическую) мощность насоса, если подача насоса Q, напор Н, плотность перекачиваемой жидкости с.
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
||
|
Напор насоса Н, м |
170 |
165 |
160 |
155 |
150 |
145 |
140 |
135 |
130 |
125 |
|
|
Подача насоса Q, м3/ч |
180 |
216 |
252 |
288 |
324 |
360 |
396 |
432 |
468 |
504 |
|
|
Плотность перекачиваемой жидкости с, кг/м3 |
960 |
950 |
940 |
930 |
920 |
910 |
900 |
890 |
880 |
870 |
|
|
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
||
|
Напор насоса Н, м |
120 |
115 |
110 |
105 |
100 |
95 |
90 |
85 |
80 |
75 |
|
|
Подача насоса Q, м3/ч |
540 |
576 |
612 |
648 |
684 |
720 |
756 |
792 |
828 |
864 |
|
|
Плотность перекачиваемой жидкости с, кг/м3 |
860 |
850 |
840 |
830 |
820 |
960 |
950 |
940 |
930 |
920 |
|
|
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
||
|
Напор насоса Н, м |
70 |
65 |
60 |
55 |
50 |
45 |
40 |
35 |
30 |
25 |
|
|
Подача насоса Q, м3/ч |
900 |
936 |
972 |
1008 |
1044 |
1080 |
1116 |
1152 |
1188 |
1224 |
|
|
Плотность перекачиваемой жидкости с, кг/м3 |
910 |
900 |
890 |
880 |
870 |
860 |
850 |
840 |
830 |
820 |
Задача 2. Определить к.п.д. насоса если подача насоса Q, напор Н, плотность перекачиваемой жидкости с, мощность на валу насоса N
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
||
|
Напор насоса Н, м |
25 |
30 |
35 |
40 |
45 |
50 |
55 |
60 |
65 |
70 |
|
|
Подача насоса Q, м3/ч |
1224 |
1188 |
1152 |
1116 |
1080 |
1044 |
1008 |
972 |
936 |
900 |
|
|
Плотность перекачиваемой жидкости с, кг/м3 |
960 |
950 |
940 |
930 |
920 |
910 |
900 |
890 |
880 |
870 |
|
|
Мощность на валу насоса, кВт |
95 |
110 |
125 |
140 |
150 |
160 |
170 |
180 |
190 |
198 |
|
|
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
||
|
Напор насоса Н, м |
75 |
80 |
85 |
90 |
95 |
100 |
105 |
110 |
115 |
120 |
|
|
Подача насоса Q, м3/ч |
864 |
828 |
792 |
756 |
720 |
684 |
648 |
612 |
576 |
540 |
|
|
Плотность перекачиваемой жидкости с, кг/м3 |
860 |
850 |
840 |
830 |
820 |
960 |
950 |
940 |
930 |
920 |
|
|
Мощность на валу насоса, кВт |
204 |
208 |
212 |
215 |
216 |
256 |
256 |
255 |
252 |
248 |
|
|
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
||
|
Напор насоса Н, м |
125 |
130 |
135 |
140 |
145 |
150 |
155 |
160 |
165 |
170 |
|
|
Подача насоса Q, м3/ч |
504 |
468 |
432 |
396 |
360 |
324 |
288 |
252 |
216 |
180 |
|
|
Плотность перекачиваемой жидкости с, кг/м3 |
910 |
900 |
890 |
880 |
870 |
860 |
850 |
840 |
830 |
820 |
|
|
Мощность на валу насоса, кВт |
242 |
234 |
225 |
215 |
204 |
190 |
175 |
160 |
142 |
122 |
Критерии оценивания
Оценка 5 - записаны основные формулы и их пояснение, задачи решены верно
Оценка 4 - записаны основные формулы и их пояснение, задача решены верно, но с неточностями
Оценка 3 - записаны основные формулы без пояснения, задачи решены не верно
Оценка 2 - не записаны основные формулы и их пояснение или записаны частично, задачи решены не верно
Информационное обеспечение
С.Л. Никишенко «Нефтегазопромысловое оборудование»
Практическое занятие 78
Тема: Неисправности, возникающие при работе центробежных компрессоров, способы устранения
Цель работы: углубить знания о неисправностях, возникающих при работе ЦН, способы их устранения
Форма проведения: индивидуальная работа студентов
Формы контроля: проверка и оценка письменных работ преподавателем
Оснащение рабочего места: методические рекомендации, учебник С.Л. Никишенко «Нефтегазопромысловое оборудование»
Порядок выполнения практического занятия:
1. Изучить материал
2. Заполнить таблицу
Методические указания по выполнению задания
Наиболее вероятными причинами неисправностей в работе центробежных насосов являются: попадание воздуха в систему и насос, ухудшение условий всасывания, износ и механические поломки движущихся частей насоса, неисправности привода насоса.
Попадание воздуха в систему и насос приводит к срыву работы насоса - он или вообще не подает жидкость, или подача его меньше номинальной, насос работает с шумом. Воздух в систему и насос может попасть в результате:
· некачественной заливки всасывающей линии и корпуса насоса перед пуском; при быстрой заливке в системе или корпусе насоса может остаться воздушный мешок;
· подсоса воздуха в насос при его работе. Воздух в насос может проникать через неплотности во всасывающей линии (неплотности в местах разъема, через сальники штоков арматуры), через сальник насоса или через частично обнажающуюся сетку всасывающего трубопровода. Поступающий при работе насоса воздух частично уносится в напорную магистраль, а частично скапливается в арматуре системы. При незначительном подсосе воздуха насос может работать нормально при полной подаче, а при уменьшении подачи и повторных пусках срывать и полностью прекращать подачу. Для устранения протечек воздуха необходимо ликвидировать неплотности в системе, сменить набивку сальников.
Ухудшение условий всасывания приводит к уменьшению подачи, кавитации и срыву работы насоса. Условия всасывания ухудшаются в результате:
· засорения приемной сетки (или фильтров) на всасывании насоса;
· попадания во всасывающий трубопровод посторонних предметов (ветоши, грязи);
· работы насоса с не полностью открытым приемным клапаном;
· перекачивания насосом жидкости с температурой выше спецификационной или сильно загрязненной жидкости;
· уменьшения статического подпора на всасывании ниже спецификационного для данного насоса.
Об ухудшении условий всасывания в первую очередь сигнализирует повышение вакуумметрической высоты всасывания насоса. Насос при этом следует остановить, причину ухудшения условии всасывания выявить и устранить.
Износ и механические поломки движущихся частей насоса могут привести к различным неисправностям: повышению вибрации при работе насоса, перегреву отдельных узлов насоса, повышению потребляемой мощности, срыву работы насоса. Наиболее часто встречаются следующие неисправности:
· износ лопаток рабочих колес (насос работает с меньшей подачей или прекращает подачу) - износившиеся рабочие колеса необходимо заменить;
· засорение каналов рабочих колес или направляющих аппаратов (насос также работает с меньшей подачей или прекращает подачу) - насос необходимо разобрать, каналы очистить;
· износ уплотняющих колец (насос работает с меньшими подачей и напором в результате перетекания жидкости по зазору) - изношенные кольца необходимо заменить новыми;
· износ разгрузочного кольца (при этом смещается ротор насоса, рабочие колеса сдвигаются по отношению к направляющему аппарату, подача насоса уменьшается) - необходимо заменить разгрузочные кольца;
· изгиб вала насоса вследствие неуравновешенности ротора (при этом потребляемая мощность колеблется, насос вибрирует)-насос необходимо вскрыть, ротор проверить;
· перекос разгрузочного диска или кольца (насос при пуске потребляет большую мощность) - перекос необходимо устранить;
· перекос нажимной втулки сальникового уплотнения или чрезмерная затяжка уплотнения (сальниковое уплотнение нагревается) - необходимо ослабить затяжку гаек, выправить перекос или ослабить затяжку сальника;
· инородные включения в набивке сальника (сальниковое уплотнение нагревается) - необходимо заменить набивку сальника;
· наличие воды в ванне подшипникового узла, загрязненное или некачественное масло (подшипниковый узел нагревается) - необходимо заменить масло;
· излишнее количество масла в ванне подшипникового узла и консистентной смазки в корпусе шарикоподшипника (подшипниковый узел нагревается) - необходимо удалить лишнее масло (консистентную смазку);
· уменьшен зазор между разгрузочным диском и кольцом (разгрузочный диск нагревается) - необходимо разобрать насос и отрегулировать зазор между диском и кольцом;
· засорен трубопровод гидравлической разгрузки насоса (разгрузочный диск нагревается) - необходимо прочистить трубопровод;
· ослаблены крепления насоса на раме, рабочих колес на валу насоса, трубопроводов и фланцев насоса (при работе насоса появляется сильная вибрация) - необходимо подтянуть крепеж.
Неисправности привода насоса могут препятствовать нормальному пуску насоса и привести к выводу его из строя. Учитывая, что наиболее распространенным приводом является электропривод, ниже приведены характерные неисправности электропривода:
· отсутствие питания вследствие перегорания предо хранителей или неисправности автоматического выключателя (электродвигатель не запускается) - необходимо вставить предохранители, исправить и включить автомат;
· обрыв в пусковом реостате или в соединительных проводах между ротором и пусковым реостатом (электродвигатель не запускается) - необходимо отыскать место обрыва и исправить;
· обрыв одной фазы обмотки статора асинхронного электродвигателя (электродвигатель не запускается) - необходимо определить место обрыва и исправить;
· межвитковое замыкание в обмотке статора (при работе электродвигатель сильно нагревается) - необходимо отремонтировать или заменить электродвигатель;
· повышено или понижено напряжение сети (электродвигатель нагревается) - при повышенном напряжении двигатель необходимо отключить до понижения напряжения, при пониженном напряжении можно работать, частично уменьшив подачу насоса перекрытием регулировочного клапана;
· нарушение правильной вентиляции электродвигателя (электродвигатель нагревается) - необходимо очистить вентиляционные каналы, улучшить вентиляцию;
· механические повреждения (износ подшипников, выступание пазовых клиньев, выкрашивание изоляции и другие, вызывающие ненормальный шум в двигателе, местные перегревы) - необходимо устранить неисправность.
Задание: заполнить таблицу - неисправности/причины/способы их устранения
Критерии оценивания:
Оценка 5 - таблица заполнена верно
Оценка 4 - таблица заполнена с незначительными ошибками
Оценка 3 - таблица заполнена не полностью с ошибками
Оценка 2 - таблица заполнена не верно или не заполнена
Информационное обеспечение
С.Л. Никишенко «Нефтегазопромысловое оборудование»
Практическое занятие 79
Тема: Проверочный расчет работающего фонтанного подъемника
Цель работы: научиться рассчитывать диаметр фонтанного подъемника
Форма проведения: индивидуальная работа студентов
Формы контроля: Проверка и оценка письменных работ преподавателем
Оснащение рабочего места: методические рекомендации, учебник С.Л. Никишенко «Нефтегазопромысловое оборудование»
Порядок выполнения практического занятия
1. изучить материал
2. выписать формулы с их пояснением
3. решить задачи
Методические указания по выполнению задания:
В процессе фонтанирования дебит скважин может изменяться (снижаться) вследствие, например падения ластового давления или увеличения обводнённости продукции. Т.к. подъёмник должен обеспечивать работу в течение определённого периода времени при изменении дебита скважин, то необходимо уметь рассчитывать его диаметр, исходя из следующего условия: в начале подъёмник работает на максимальном режиме, а затем на оптимальном.
При работе на оптимальном режиме диаметр подъёмника:
где Q'опт - подача подъёмника на оптимальном режиме, т/сут;
dопт - диаметр подъёмника при работе на оптимальном режиме, мм.
Если расчётный диаметр dопт не соответствует стандартному диаметру, то принимают ближайший больший стандартный диаметр подъёмника d'ст.
Затем проводится проверка диаметра подъёмника по формуле:
;
где Q'max - подача подъёмника в начале фонтанирования, т/сут; dmax - диаметр подъёмника при работе на максимальном режиме, мм.
Если dmax> d'ст, то выбирают ближайший больший к dmax диаметр стандартных труб d''ст.
Задание
Задача 1. Рассчитать диаметр фонтанного подъёмника для следующих условий эксплуатации скважин: Q'опт=346 т/сут; с=800 кг/м3; Рб=15 МПа; Ру = 8 МПа.
Задача 2. Для условий предыдущей задачи рассчитывать диаметр фонтанного подъёмника, если при пластовом текущем давлении Рплт = 12,7 МПа допускается снижение забойного давления до величины 0,75 Рнас. На каком режиме будет работать подъёмник?
Критерии оценивания:
Оценка 5 - записаны основные формулы и их пояснение, задачи решены верно
Оценка 4 - записаны основные формулы и их пояснение, задачи решены верно, но с неточностями
Оценка 3 - записаны основные формулы без пояснения, задачи решены не верно
Оценка 2 - не записаны основные формулы и их пояснение или записаны частично, задачи решены не верно
Информационное обеспечение
С.Л. Никишенко «Нефтегазопромысловое оборудование»
Практическое занятие 80
Тема: Расчет фонтанного подъемника по конечным и начальным условиям фонтанирования
Цель работы: Рассчитать минимальное забойное давление фонтанирования
Форма проведения: индивидуальная работа студентов
Формы контроля: Проверка и оценка письменных работ преподавателем
Оснащение рабочего места: методические рекомендации, учебник С.Л. Никишенко «Нефтегазопромысловое оборудование»
Порядок выполнения практического занятия:
1. в учебнике повторить необходимые формулы
2. оформить задачу с методическим решением
3. решить задачу своего варианта
Методические указания по выполнению задания:
Задача: Рассчитать минимальное забойное давление фонтанирования для следующих условий: глубина скважины ; внутренний диаметр НКТ м; давление насыщения , давление на устье МПа, газовый фактор т; плотность пластовой нефти ; плотность дегазированной нефти ;
|
ВАРИАНТ |
, м |
, МПа |
, кг/м3 |
, кг/м3 |
|
|
1, 12,23 |
1680 |
7,0 |
760 |
807 |
|
|
2, 13,24 |
1690 |
7,1 |
764 |
811 |
|
|
3, 14,25 |
1700 |
7,2 |
768 |
815 |
|
|
4,15,26 |
1710 |
7,3 |
772 |
819 |
|
|
5,16,27 |
1720 |
7,4 |
776 |
823 |
|
|
6,17,28 |
1730 |
7,5 |
778 |
825 |
|
|
7,18,29 |
17... |
Подобные документы
Расчет бурового наземного и подземного оборудования при глубинно-насосной штанговой эксплуатации. Выбор типоразмера станка-качалки и диаметра плунжера насоса, конструкции колонны штанг и расчет их на выносливость. Правила эксплуатации станка-качалки.
контрольная работа [81,8 K], добавлен 07.10.2008Назначение, устройство и техническая характеристика центробежных насосов. Виды и периодичность технического обслуживания и ремонта оборудования. Описание дефектов и способов их устранения. Техника безопасности при ремонте нефтепромыслового оборудования.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 26.06.2011Выбор подземного и наземного оборудования ШСНУ для скважин. Установление параметров работы штанговой скважинной насосной установки. Определение ее объемной производительности, глубины спуска насоса. Выбор типа электродвигателя и расчет его мощности.
контрольная работа [47,9 K], добавлен 28.04.2016Структура службы главного механика. Организация и технология обслуживания и ремонта оборудования. Планирование работы ремонтного цеха. Учет работы и планирование технологического оборудования и его ремонта. Формы оплаты труда работникам рабочих служб.
отчет по практике [38,0 K], добавлен 24.12.2009Устройство скважинных штанговых насосов. Описание дефектов в процессе эксплуатации. Виды и периодичность технического обслуживания и ремонта оборудования. Порядок подъема насоса и его демонтаж. Выбор рациональной технологии восстановления деталей.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 12.12.2013Нормативы периодичности, продолжительности и трудоёмкости ремонтов, технологического оборудования. Методы ремонта, восстановления и повышения износостойкости деталей машин. Методика расчета численности ремонтного персонала и станочного оборудования.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 08.02.2013Характеристика Красноярского алюминиевого завода. Номинальный фонд времени работы оборудования. Определение количества и видов ремонтов. Выбор необходимого количества оборудования. Расчет численности ремонтного персонала. Годовые суммарные трудозатраты.
курсовая работа [56,1 K], добавлен 12.10.2013Характеристика монтируемого оборудования: его назначение, конструкция, принцип действия, комплектация и основные монтажные характеристики. Выбор способов доставки оборудования к месту монтажа. Разработка плана монтажной площадки и сетевого графика работ.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 18.11.2012- Характеристика технологического оборудования поточной линии производства сухого обезжиренного молока
Технологическая схема производства, сравнительная характеристика оборудования. Назначение, устройство и принцип действия оборудования, которое входит в технологическую линию. Правила эксплуатации и техники безопасности. Выполнение расчетов оборудования.
курсовая работа [2,8 M], добавлен 01.12.2009 Изучение организации проведения планового обслуживания и ремонта оборудования, технологии и порядка ведения монтажа, механизации разборочно-сборочных и монтажных работ, правил эксплуатации. Структура ремонтной службы и роль ремонтно-механического цеха.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 27.01.2014Описание и условия эксплуатации крыши вертикального цилиндрического наземного резервуара. Выбор способа сварки и сварочного оборудования. Разработка технологии изготовления полотнища крыши. Контроль качества сварных соединений, исправление дефектов.
курсовая работа [440,8 K], добавлен 25.09.2014Электрооборудование поступившее на ремонт, должно пройти полный технологический контроль на участке по ремонту оборудования. Предусмотрены осмотры, техническое обслуживание, текущий, средний и капитальный ремонты. Дежурный и ремонтный персонал.
дипломная работа [225,7 K], добавлен 20.07.2008Расчет годовых режимов работы оборудования. Понятие ремонтного коэффициента представляет собой число дней нахождения оборудования в ТО и ремонте, в расчете на один час его работы. Значение ремонтного коэффициента. Годовой план технического обслуживания.
реферат [391,0 K], добавлен 11.01.2010Паспортные и эксплуатационные параметры заданного оборудования. Назначение заданного оборудования в технологическом процессе цеха. Монтажные документы на монтаж заданного оборудования и способ его монтажа. Пуско-наладочные работы заданного оборудования.
дипломная работа [74,2 K], добавлен 15.12.2008Поставка, монтаж технологического оборудования. Условия поставки. Транспортирование оборудования железнодорожным транспортом. Погрузочно-разгрузочные работы. Фундаменты, опорные конструкции и их приёмка под монтаж оборудования. Монтаж турбокомпрессоров.
реферат [88,6 K], добавлен 18.09.2008Технологический процесс и характеристика оборудования. Назначение, схема принципа действия, устройство турборастворителя. Расчет и монтаж оборудования, технология ремонта восстанавливаемой детали при капитальном ремонте. Основы техники безопасности.
дипломная работа [3,0 M], добавлен 28.05.2009Взаимодействие подвижного состава и пути, неисправности и технология ремонта. Определение количества оборудования , необходимого для выполнения годового плана осмотра и ремонта. Расчет годовой суммы амортизации оборудования установленного на участке.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 13.06.2020Установление технологического маршрута и последовательности выполнения операций. Технология ремонта предохранителя. Расчёт и подбор оборудования для участка. Техническое описание оборудования и режимов его работы. Расчёт потребного контингента участка.
курсовая работа [163,3 K], добавлен 12.07.2013Корректировка проектного задания в связи с организацией производства центрифугальной вискозной нити. Технологический процесс и характеристика оборудования. Порядок транспортировки и монтажа оборудования, техническая документация. Техника безопасности.
реферат [17,1 K], добавлен 28.05.2009Электроснабжение и освещение производственных зданий СПК "Лесная". Составление годового графика технического ремонта оборудования. Расчёт потребности в материалах и запасных частях. Выбор производственной базы для проведения обслуживания оборудования.
курсовая работа [71,0 K], добавлен 14.11.2012
