Насосный агрегат

СОЮЗ СОВЕТСКИСОЦИАЛИСТИЧЕСРЕСПУБЛИК Е 5/5 51) ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЕТЕЛЬСТ К АВТОРСКОМУ(57) Изобретение относится к струйной технике. Цель изобретения - повышение КПД,Насосный агрегат содержит центробежныйнасос 1 с рабочим колесом 2 и выходным Изобретение относится к струйной технике, преимущественно к насосно-эжекторным установкам для транспортировки газа и газожидкостной смеси в нефтеперерабатывающей промышленности,Целью изобретения является повышение КПД.На фиг, 1 представлено схематическое изображение насосного агрегата, установленного в насосно-эжекторной установке; на фиг. 2 - продольный разрез центробежного насоса с эжектором; на фиг, 3 - сечение А - А фиг, 2; на фиг, 4 - сечение Б - Б фиг. 2,Насосный агрегат содержит центробежный насос 1 с рабочим колесом 2 и выходным патрубком 3 и эжектор 4 с центральным соплом 5, камерой 6 смешения и диффузором 7. причем последний подпатрубком 3 и эжектор (Э) 4 с центральным соплом (С) 5, камерой (К) 6 смещения и диффузором 7, причем последний подключен к входному патрубку 8 насоса 1, К 6 Э 4 выполнена в виде диффузорного конического патрубка с установленными в стенках последнего тангенциальными пассивными С 9. расположенными попарно в двух взаимно перпендикулярных плоскостях с равномерным шагом вдол., оси К 6, С 9 выполнены с косым срезом на выходе и расположены под острым углом к оси К 6 по ходу потока и наклонены в сторону вращения колеса 2 насоса 1, а выходные сечения каждой пары С 9 смещены на величину половины шага относительно выходных сечений другой пары С 9, С 5 Э 4 и выходной патрубок 3 насоса 1 подключены к сепаратору 10, 4 ил. ключен к входному патрубку 8 насоса 1. Камера 6 смешения эжектора 4 выполнена в виде диффузорного конического патрубка с установленными в стенках последнего тангенциальными пассивными соплами 9, расположенными попарно в двух взаимно перпендикулярных плоскостях с равномерным шагом вдоль оси камеры 6 смешения, пассивные сопла 9 выполнены с косым срезом на выходе и расположены под острым углом а к оси камеры 6 смешения по ходу потока и наклонены в сторону вращения колеса 2 насоса 1, а выходные сечения каждой пары сопел 9 смещены на величину половины шага (т/2) относительно выходных сечений другой пары сопел 9. Центральное сопло 5 эжектора 4 и выходной патрубок 3 насоса 1 подключены к сепаратору 10, Перед соплом 5 установлен телпообменник 11.5 10 15 20 25 5055 Перед началом работы сепаратор 10,эжектор 4 и насос 1 заполняются рабочейжидкостью, а в теплообменник 11 подаетсяхл ада Гент.Пои запуске агрегата образуется разрежение на входе в центробежный насос 1,которое передается в проточную частьэжектора 4, Из диффузора 7 жидкость всасываетг я, нагнетается насосом 1 и черезсепгоатор 10 поступает в виде активнойгкидкости высокого давления в сопло 5ежек ора 4, а чет пер пада давления, создаваемого на соплс 5 от рабо ы насосаактивная жидкость истекает в коническуюкамеру б смешения, загем тормозится вдиффузоре 7 и вновь входит в насос 1, приэтом на входе в камеру б смешения создается дополнительное разрежение от эжектирующего воздействия высокоскоростнойструи, в результате чего газ через сопла 9начинает поступать в зону взаимодействияс высокоскоростной струей активной жидкости,За счет разности скоростей газовой ижидкостной составляющих струй на границе их раздела поверхностный слой жидкости разрушается на капли, газ растворяетсяи конденсиоуется в жидкостном слое, находящемся в зоне воздействия струй газа истекающих из кососрезанных сопел. 9,давление в этих зонах дополнительно снижается, что в свою очередь приводит к увеличению теплоперепада на соплах 9,причем он тем больше, чем выше температура газа и ниже температура жидкости иинтенсивнее процесс расгворения и конденсации, При этом увеличивается скоростьистечения газа до сверхзвуковой. реализуемой за счет подбора геометрических и режимных параметров сопел 9 с косымсрезом. Б оезультате увеличивается количество движения передаваемого от газа кжидкости в направлении входного патрубкаВ насоса 1, чему способствует наклон сопел9 под углом а к оси эжектора 4, при этомдавление на выходе из диффузора 7 растет,Одновременно за счет конденсации в зоневзаимодействия струй падает давление, врезу, ьтате чего увеличивается перепад давле . гя на сопле 5 и скорость активной струиж .,кости возрастает, возрастает и давле. е на входе в насос 1. Этот процесс сопроУ,:ождается внедрением в жидкость газа,интенсивным их перемешиванием и дроблением пузырьков, Дальнейшее уменьшение размера пузырьков происходит вдиффузоре 7 при вихреооразовании и сжатииВ результате на входной патрубок 8 на- соса 1 поступает эмульгированная газожидкостная смесь такой дисперсности, при которой обеспечивается работоспособность насоса 1 без сепарации в межлопаточных каналах, Из насоса 1 через патрубок 3 смесь поступает в сепаратор 10, где газ отделяется от жидкости и подается под высоким давлением потребителю, а жидкость, нагретая при конденсации газа в эжекторе 4 и при на нетании в насосе 1, поступает из сепаратора 10 через теплообменник 11, где охлаждается в сопло 5 эжектора 4,Механизм взаимодействия потоков заключается в том, что поток жидкости по течению за соплами 9 с косым срезом в одной плоскости сжимается и ускоряется, при этом благодаря диффузорности камеры б смешения газожидкостный поток смеси тормозится и достигает стенок конической камеры 6 смешения. В результате в зоне сопел 9 образуется изолированная газовая полость с развитой поверхностью конденсации, которая позволяет при определенных локальных условиях произвести конденсацию и насыщение жидкости газом. Эффективность насыщения газом жидкости и дробление азовых включений возрастает с переходом газожидкостной смеси на расстояние 1/2 во взаимно перпендикулярную плоскость, где размещена другая пара кососрезанных сопел 9. Эгот процесс продолжается по мере продвижения газо- жидкостного потока к рабочему колесу 2 насоса 1 и на вход в последний поступает высокоскоростной закрученный однороднь й мелкодисперсный поток газожидкостной смеси с равномерным газосодержанием и равномерным распределением скорост л по сечению под постоянным давлением, достаточным, чтобы обьем парогазовых каверн на всасывающей стороне лопаток колеса 2 был минимальным и не проводил бы к сепарации потока на входе Это не только увеличивает КПД насоса,но и уменьшает силовое взаимодействие колеса с потоком на входе в насос 1,что уменьшает вероятность сепарации потока на рабочих лопатках, и газожидкостная смесь успевает переместиться на больший радиус лопатки, где увеличивается ее окружная скорость и сепарирующие силы, при этом рост статического давления в колесе преобладает и пузырьки газа успевают сжаться до аких размеров, когда сепарация потока затруднена, Далее газожидкостной поток, получив приращение потенциальной и кинетической энерг,и, направляется в отводящее устройство . де кинетическая энергия преобразуется в давление торможения потока.Регулирование работы установки, например, в случае, если требуется поднять . давление газа потребителя, заключается в увеличении частоты вращения рабочего колеса насоса 1, при этом расход газа низкого 5 давления остается постоянным из-за наличия режима запирания в соплах 9 при сверхзвуковом истечении из укаэанных сопел 9 (в этом случае снижение давления не влияет на расход газа), но расход жидкости через 10 сопло 5 увеличивается, что уменьшает газо- содержание на входе в насос, увеличивает плотность смеси, и, с едовательно, ее дав. ление на входе в насос. 15Использование предложенного технического решения позволяет снизить энерго- затраты на привод насоса и, следовательно, повысить КПД насогного агрегата. Формула изобретения Насосный агрегат, содержащий центробежный насос с рабочим колесом и входным патрубком и зжектор с центральным соплом, камерой смешения и диффузором, причем последний подключен к входному патрубку насоса, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения КПД, камера смешения зжектора выполнена в виде диффузорного конического патрубка с установленными в стенках последнего тангенциальными пассивными соплами, расположенными попарно в двух взаимно перпендикулярных плоскостях с равномерным шагом вдоль оси камеры смешения, пассивные сопла выполнены с косым срезом на выходе и расположены под острым углом к оси камеры смешения по ходу потока и наклонены в сторону вращения колеса насоса, а выходные сечения каждой пары сопел смещены на величину половины шага относительно выходных сечений другой пары сопел.1733714 4 силье Реда кт орректор М,Кучеряв, а,енская л оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина Заказ 1652 ВНИИПИ Государ ставитель Ю,В хред М,Морген Тираж Подписноеного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 035, Москва, Ж. Раушская наб., 4/5