Научная статья на тему 'ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ АНАЛИЗА И МЕРОПРИЯТИЯ ПО ВВЕДЕНИЮ ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСНОГО ОБОРУДОВАНИЯ В ОПТИМАЛЬНЫЙ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЙ РЕЖИМ'

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ АНАЛИЗА И МЕРОПРИЯТИЯ ПО ВВЕДЕНИЮ ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСНОГО ОБОРУДОВАНИЯ В ОПТИМАЛЬНЫЙ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЙ РЕЖИМ Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
36
13
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
НАСОСНЫЕ СТАНЦИИ / ЦЕНТРОБЕЖНЫЕ НАСОСЫ / ОСЕВЫЕ НАСОСЫ / ОТРИЦАТЕЛЬНАЯ ВЫСОТА ВСАСЫВАНИЯ / КПД

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Панов В. Б., Цыпленков Д. С., Ширяев В. Н., Тарасьянц С. А.

Актуальность. В настоящее время все промышленные организации Российской Федерации, имеющие энергонасыщенные насосные станции, ведут непрерывный учет каждого кВт часа израсходованной электроэнергии. В связи с этим работа насосных агрегатов с максимальным КПД существенно сказывается на экономии оборотных средств предприятий. Наиболее современным способом подбора гидравлических параметров насосных станций является инверторный, предусматривающий изменение частоты вращения приводных двигателей с напряжением до 500 В и ценами от 264000 рублей при мощности до 110 кВт, при дальнейшем увеличении мощности цена договорная и превышает миллионы рублей. Другие способы регулирования - обрезка диаметра рабочего колеса, дросселирование, параллельное и последовательное соединение агрегатов, практически не применяются, устаревшие, без возможности оптимального расхода электроэнергии при максимальном коэффициенте полезного действия (КПД). Объект. Насосные станции, оборудованные одноколесными центробежными насосами с напором до 120 метров и многоколесными при необходимости увеличения напора до 500 метров и выше. Материалы и методы. По исходным данным эксплуатируемой насосной станции рассматриваются гидравлические и энергетические параметры гидромеханического оборудования, проводится обоснование необходимости и анализ мероприятий по корректировке схемы расположения трубопроводной сети и насосно-силовых агрегатов для ввода оборудования в оптимальный режим с максимальным КПД. Результаты и выводы. Предлагается по фактическим параметрам, принятым по показаниям контрольно-измерительных приборов, центром обработки информации, назначить мероприятия по расчетам необходимых гидравлических величин всасывающих и напорных линий гидравлического оборудования и мероприятия по восстановлению оптимального эксплуатационного режима всей насосной станции.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Панов В. Б., Цыпленков Д. С., Ширяев В. Н., Тарасьянц С. А.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

PROCEDURE FOR ANALYSIS AND MEASURES FOR THE INTRODUCTION OF CENTRIFUGAL PUMP EQUIPMENT IN OPTIMAL OPERATING MODE

The article considers the procedure for analysis and measures for the introduction of pumping equipment inoptimum operating mode for energy saving when the pumping and power equipment of pumping stations operates in the maximum efficiency mode. Introduction. Currently, all industrial organizations of the Russian Federation that have energy-saturated pumping stations keep a continuous record of each kWh of electricity consumed. In this regard, the operation of pumping units with maximum efficiency significantly affects the savings in working capital of enterprises. The most modern way to select the hydraulic parameters of pumping stations is an inverter one, which involves changing the speed of drive motors with voltages up to 500 V and prices from 264,000 rubles with a power of up to 110 kW, with a further increase in power, the price is negotiable and exceeds millions of rubles. Other control methods - cutting the impeller diameter, throttling, parallel and series connection of units, are practically not used, outdated, without the possibility of optimal power consumption at maximum efficiency. Object. Pumping stations equipped with single-wheel centrifugal pumps with a head of up to 120 meters and multi-wheel pumps, if necessary, to increase the pressure to 500 meters and more Materials and methods. Based on the initial data of the operated pumping station, the hydraulic and energy parameters of the hydromechanical equipment are considered, the need is justified and the measures are analyzed to adjust the layout of the pipeline network and pumping units to enter the equipment into the optimal mode with maximum efficiency. Results and Conclusions. It is proposed, based on the actual parameters taken from the indications of instrumentation, by the information processing center, to assign measures for calculating the required hydraulic values of the suction and pressure lines of hydraulic equipment and measures to restore the optimal operating mode of the entire pumping station.

Текст научной работы на тему «ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ АНАЛИЗА И МЕРОПРИЯТИЯ ПО ВВЕДЕНИЮ ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСНОГО ОБОРУДОВАНИЯ В ОПТИМАЛЬНЫЙ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЙ РЕЖИМ»

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

Информация об авторах Непокрытый Роман Александрович, аспирант кафедры «Технические системы в АПК» ФГБОУ ВО «Волгоградский государственный аграрный университет» (400002, Южный Федеральный округ, Волгоградская область, г. Волгоград, пр-т Университетский, 26), тел. 8 (8442) 41-15-10, e-mail: nepokrytiyroman@yandex.ru..

Цепляев Алексей Николаевич, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, ведущий научный сотрудник отдела мелиоративных технологий ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт орошаемого земледелия» (400002, Южный Федеральный округ, Волгоградская область, г. Волгоград, ул. Тимирязева, 9), тел. 8 (8442) 41-15-10, e-mail: can_volgau@mail.ru.

DOI: 10.32786/2071-9485-2022-04-68 PROCEDURE FOR ANALYSIS AND MEASURES FOR THE INTRODUCTION OF CENTRIFUGAL PUMP EQUIPMENT IN OPTIMAL OPERATING MODE

V.B. Panov, D.S. Tsyplenkov, V.N. Shiryaev, S.A. Tarasyants

Novocherkassk Engineering and Land Reclamation Institute named after A.K. Kortunov Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Don State Agrarian

University"

Received 09.10.2022 Submitted 02.12.2022

Summary

The article considers the procedure for analysis and measures for the introduction of pumping equipment inoptimum operating mode for energy saving when the pumping and power equipment of pumping stations operates in the maximum efficiency mode.

Abstract

Introduction. Currently, all industrial organizations of the Russian Federation that have energy-saturated pumping stations keep a continuous record of each kWh of electricity consumed. In this regard, the operation of pumping units with maximum efficiency significantly affects the savings in working capital of enterprises. The most modern way to select the hydraulic parameters of pumping stations is an inverter one, which involves changing the speed of drive motors with voltages up to 500 V and prices from 264,000 rubles with a power of up to 110 kW, with a further increase in power, the price is negotiable and exceeds millions of rubles. Other control methods - cutting the impeller diameter, throttling, parallel and series connection of units, are practically not used, outdated, without the possibility of optimal power consumption at maximum efficiency. Object. Pumping stations equipped with single-wheel centrifugal pumps with a head of up to 120 meters and multi-wheel pumps, if necessary, to increase the pressure to 500 meters and more Materials and methods. Based on the initial data of the operated pumping station, the hydraulic and energy parameters of the hydromechanical equipment are considered, the need is justified and the measures are analyzed to adjust the layout of the pipeline network and pumping units to enter the equipment into the optimal mode with maximum efficiency. Results and Conclusions. It is proposed, based on the actual parameters taken from the indications of instrumentation, by the information processing center, to assign measures for calculating the required hydraulic values of the suction and pressure lines of hydraulic equipment and measures to restore the optimal operating mode of the entire pumping station.

Key words: pumping stations, centrifugal pump, axial pump, negative suction lift, efficiency.

Citation. Panov V. B., Tsyplenkov D. S., Shiryaev V. N., Tarasyants S. A. Procedure for analysis and measures for the introduction of centrifugal pump equipment In optimal operating mode. Proc. of the Lower Volga Agro-University Comp. 2022. 4(68). 587-596 (in Russian). DOI: 10.32786/2071-94852022-04-68.

Author's contribution. All authors of this research paper have directly participated in execution and analysis of this study. All authors of this paper have read and approved the final version submitted.

Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

УДК 62-97/-98

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ АНАЛИЗА И МЕРОПРИЯТИЯ ПО ВВЕДЕНИЮ ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСНОГО ОБОРУДОВАНИЯ В ОПТИМАЛЬНЫЙ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЙ РЕЖИМ

В. Б. Панов, аспирант Д. С. Цыпленков, аспирант В. Н. Ширяев, кандидат технических наук С. А. Тарасьянц, доктор технических наук, профессор

Новочеркасский инженерно-мелиоративный институт имени А. К. Кортунова ФГБОУ ВО «Донской государственный аграрный университет»

Дата поступления в редакцию 09.10.2022 Дата принятия к печати 02.12.2022

Актуальность. В настоящее время все промышленные организации Российской Федерации, имеющие энергонасыщенные насосные станции, ведут непрерывный учет каждого кВт часа израсходованной электроэнергии. В связи с этим работа насосных агрегатов с максимальным КПД существенно сказывается на экономии оборотных средств предприятий. Наиболее современным способом подбора гидравлических параметров насосных станций является инверторный, предусматривающий изменение частоты вращения приводных двигателей с напряжением до 500 В и ценами от 264000 рублей при мощности до 110 кВт, при дальнейшем увеличении мощности цена договорная и превышает миллионы рублей. Другие способы регулирования - обрезка диаметра рабочего колеса, дросселирование, параллельное и последовательное соединение агрегатов, практически не применяются, устаревшие, без возможности оптимального расхода электроэнергии при максимальном коэффициенте полезного действия (КПД). Объект. Насосные станции, оборудованные одноколесными центробежными насосами с напором до 120 метров и многоколесными при необходимости увеличения напора до 500 метров и выше. Материалы и методы. По исходным данным эксплуатируемой насосной станции рассматриваются гидравлические и энергетические параметры гидромеханического оборудования, проводится обоснование необходимости и анализ мероприятий по корректировке схемы расположения трубопроводной сети и насос-но-силовых агрегатов для ввода оборудования в оптимальный режим с максимальным КПД. Результаты и выводы. Предлагается по фактическим параметрам, принятым по показаниям контрольно-измерительных приборов, центром обработки информации, назначить мероприятия по расчетам необходимых гидравлических величин всасывающих и напорных линий гидравлического оборудования и мероприятия по восстановлению оптимального эксплуатационного режима всей насосной станции.

Ключевые слова: насосные станции, центробежные насосы, осевые насосы, отрицательная высота всасывания, КПД.

Цитирование. Панов В. Б, Цыпленков Д. С., Ширяев В. Н., Тарасьянц С. А. Порядок проведения анализа и мероприятия по введению центробежного насосного оборудования в оптимальный эксплуатационный режим. Известия НВ АУК. 2022. 4(68). 587-596. DOI: 10.32786/20719485-2022-04-68.

Авторский вклад. Все авторы настоящего исследования принимали непосредственное участие в планировании, выполнении или анализе данного исследования. Все авторы настоящей статьи ознакомились с представленным окончательным вариантом и одобрили его.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Введение. Переход РФ на рыночную экономику привел практически все промышленные организации РФ с имеющимся гидромеханическим оборудованием к необходимости учета каждого кВт часа израсходованной электроэнергии. Непосред-

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

ственное отношение к данному вопросу имеют энергонасыщенные насосные станции водоснабжения, мелиорации, ГРЭС и АЭС. Только по Северо-Кавказскому региону установленная мощность одних мелиоративных насосных станций составляет 538627 кВт. При проектировании, используя существующие нормы, проектными организациями принимается максимально расчетный напор [6, 8], между тем до 50% эксплуатируемого периода гидромеханическое оборудование работает с напором ниже максимального, в связи с изменившимися условиями водозабора и места установки потребителя. Наиболее современным способом подбора гидравлических параметров насосных станций является инверторный [4], предусматривающий изменение частоты вращения приводных двигателей с напряжением до 500 В и ценами от 264000р при мощности до 110кВт, при дальнейшем увеличении мощности цена превышает миллионы рублей. Кроме того, преобразователи частоты вращения приводных двигателей импортные, устанавливающие так же максимальный напор сети при изменении мест потребителя независимо от гидравлической возможности сети и не учитывают влияние параметров всасывающих линий, непрерывно меняющихся в процессе эксплуатации и оказывающих не менее важное значение на энергопотребление. Другие способы регулирования [5] - обрезка диаметра рабочего колеса, дросселирование, параллельное и последовательное соединение агрегатов, практически не применяются, устаревшие, без возможности оптимального расхода электроэнергии при максимальном КПД.

Материалы и методы. По исходным данным эксплуатируемой насосной станции рассматриваются гидравлические и энергетические параметры гидромеханического оборудования, проводится обоснование необходимости и анализ, предлагаются мероприятия по корректировке схемы трубопроводной сети для ввода элементов оборудования в оптимальный режим с максимальным КПД, проводится экономический расчет.

Настоящий анализ предлагается для насосных станции, оборудованных одноколесными центробежными насосами с напором до 120 метров и многоколесными, при необходимости увеличения напора до 500 метров и выше (рис.1 а). Отрицательная высота всасывания и избыточное давление на входе (рис.1 б, в) в данном случае не рассматриваются, так как по данным схемам отсутствует необходимость в предварительном заполнении всасывающих трубопроводов и корпуса насоса перед пуском. Кроме того, при отрицательной высоте всасывания практически отсутствуют кавитационные эксплуатационные режимы [9] и влияние всасывающих линий на изменяющиеся эксплуатационные параметры.

Для проведения анализа приводится обоснование необходимости поддержания насосных агрегатов в режиме максимального КПД [11].

Известно, что полезная мощность насоса определяется по зависимости:

Nп=9,8QH1 ^-подача, м3/сек, Н-напор, м. №-кВт).

В качестве примера, для анализа необходимости введения центробежных насосов в оптимальный режим, рассматривается напорно-расходная характеристика насоса Д1600-90 с диаметром рабочего колеса Дрк=540мм и частотой вращения п=1450мин-1 (рисунок 2).

По характеристике видно, что напор, подача, полезная мощность допустимая вакуумметрическая высота всасывания Нвак доп и КПД находятся во взаимозависимости. Все значения определяются по принятой подаче. Пример расчета зависимости изменения КПД от потребляемой полезной и затраченной мощности приведен в таблицах 1, 2.

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

Рисунок 1 - Схема расположения всасывающих и напорных линий насосных станций: а - высота всасывания положительная; б - высота всасывания отрицательная; в - избыточное давление; 1 - источник; 2 - водоприемник; 3 - всасывающая линия; 4 - насосный агрегат; 5 - напорная линия; 6 - манометр; 7 - вакууметр

Figure 1 - Layout of suction and pressure lines of pumping stations: a - suction height is positive; b - suction height is negative; c - overpressure; 1 - source; 2 - water intake; 3 - suction line; 4 - pumping unit; 5 - pressure line; 6 - pressure gauge; 7 - vacuum gauge

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

Рисунок 2 - Напорно-расходная характеристика центробежного насоса Д1600-90 (Др.к=540мм, п=1450мин-1)

Figure 2 - Pressure and flow characteristics of the centrifugal pump D1600-90 (Dr.k=540 mm, n=1450 min-1)

Таблица 1 - Зависимость полезной и затраченной мощности насоса Д1600-90 от гидравлических параметров сети

Table 1 - Dependence of the useful and expended power of the D1600-90 pump on the hydraulic parameters of the network

Подача Напор Н,м КПД Полезная мощность насоса, кВт К=9,8 QH Затраченная мощность насоса, кВт ЛТ 9,8 QH N3 =- цнас Разность затраченной N3 и полезной N мощности Общее увеличение затрат Увеличение затрат на 1% КПД

- 288/0,08 107,0 33,0 83,88 254,2 170,32 113,9 2,07

- 576/0,16 106,0 52,0 166,2 319,6 153,4 97,0 1,76

- 864/0,24 100,0 70,0 235,2 335,16 99,96 43,5 0,79

4,50 1152/0,32 98,0 80,0 307,32 384,16 76,84 20,14 0,36

3,0 1440/0,40 94,0 84,0 368,48 438,66 70,18 13,78 0,25

1,0 1728/0,48 88,0 88,0 413,95 470,4 56,40 0 0

-3,0 2016/0,56 88,0 89,0 482,9 542,6 59,73 -3,33 -0,06

Анализ таблиц 1, 2 показывает, что общая величина годовой перерасходованной эл. энергии одного насосного агрегата D6300-90 составляет от 997 764 вКт, (при КПД 33 %) до нулевого значения при КПД 88 %, что в денежном выражении при стоимости 1кВт.час 5 руб. колеблется от 4 988 820 руб. до нулевого значения, или в перерасчете на 1 % уменьшения КПД от 90 705 руб. до нуля.

Расчет общего количества перерасходованной эл. энергии эксплуатируемых насосных станций на 1 % падения КПД, в данной работе, не проводится, но совершенно очевидно, что колебания между полезной мощностью и затраченной вследствие несоблюдения эксплуатационного режима в оптимальном КПД, могут составить миллиарды кВт. Как для ЮФО, так и в целом по РФ.

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

Таблица 2 - Годовая стоимость перерасходованной электроэнергии при эксплуатации одного насосного агрегата Д1600-90 в количестве 8760 час. в зависимости от уменьшения КПД

Table 2 - The annual cost of overspent electricity during the operation of one pumping unit D1600-90

in the amount of 8760 hours, с epending on the reduction in efficiency

КПД % Увеличение затрат кВт. (см. таблицу 1) Годовое увеличение эксплуатационных затрат, кВт. Общая годовая стоимость перерасходованной эл.энергии, руб. (при цене 5 руб/кВт) Стоимость перерасходованной эл.энергии на 1% уменьшения КПД, руб. (при цене 5 руб/кВт)

33 113,9 113,9*8760=997764 4988820 4988820/55=90705

52 97,0 97,0*8760=849720 4248600 4248600/55=77247

70 43,5 43,5*8760=381060 1905300 1905300/55=346418

80 20,14 20,14*8760=176426 882132 882132/55=16038

33 113,9 113,9*8760=997764 4988820 4988820/55=90705

52 97,0 97,0*8760=849720 4248600 4248600/55=77247

70 43,5 43,5*8760=381060 1905300 1905300/55=346418

Особое внимание при анализе необходимости использования насосных агрегатов в режиме максимального КПД, обращается обратить на допустимую вакуумметрическую высоту всасывания Н^ОК, указывающую на возможную необходимую разность отметок оси насоса и минимального горизонта водоисточника (докавитационный эксплуатационный режим [10]). В случае уменьшения напора насоса с одновременным увеличение подачи, как указывалось выше, наблюдается падение КПД и Н^ОК. Падение КПД отражается перерасходом электроэнергии, при падении Н^П возможно резкое повышение износа корпуса и рабочего колеса, изменение ритмичности и полная остановка насосных агрегатов. При анализе следует иметь в виду, что наибольшее влияние на значение Н^ОК оказывает увеличение скорости потока во всасывающем трубопроводе принимаемой при проектировании в пределах 1-1,2 м/с [1]. Гидравлические параметры напорной линии так же оказывают существенное влияние на КПД гидромеханического оборудования [2] в связи с постоянно изменяющейся подачей и напором вследствие изменения местоположения потребителя.

Обсуждение. Пример обработки данных, оказывающих существенное влияние на эксплуатационный режим насосной станции, и возможных вариантов принятия решений показаны в таблице 3.

При принятии решений по вводу оборудования и сети в оптимальный режим предлагается использовать следующие исходные данные:

1. Назначение насосной станции и схема установки оборудования в сети;

2. Год пуска в эксплуатацию насосных агрегатов;

3. Вид водоисточника (река, водохранилище), водовыпуска (канал, дождевальная техника);

4. Внутренний диаметр и длины всех всасывающих и напорных трубопроводов фв, D^ Lв, L^;

5. Заводская характеристика насоса, напорно-расходная H-Q, КПД=А^), зависимость мощности от расхода N=f(Q), зависимость кавитационного запаса от расхода Ah = f(Q) частота вращения, тип двигателя; мощность и частота вращения;

6. Фактическая подача (по расходомеру) и давление (по манометру);

7. Показания основных и дополнительных манометров по схеме; (в случае наличия);

8. Гидрологическая характеристика водоисточника (отметки водоисточника, привязанные к оси насоса min, max.);

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

9. Геометрическая высота всасывания относительно горизонта водоисточника (разность отметок оси насоса и горизонта водоисточника, min, max);

10. Отметки потребителей относительно оси насоса (водоисточника);

11. Показания амперметра при максимальной подаче и всех эксплуатационных вариантах;

12. Тип и конструкция рыбозаградительного устройства;

13. Схема с размерами приёмной камеры; (для осевых);

14. Плотность всасываемого потока р0 (для водоисточников с увеличенной скоростью, горные реки и т.д.);

15. Скорость потока в водоисточнике (в месте всасывания);

16. Ранее проведенные ремонтные работы; на всасывающих и напорных линиях с указанием вновь установленных диаметров трубопроводов, типа двигателя и его параметров;

17. Схема с размерами входной камеры.

Таблица 3 - Параметры, возможные отклонения от оптимальных, расчетные значения и мероприятия по реализации поставленной цели (насосные станции, оборудованные центробежными насосами)

Table 3 - Parameters, possible deviations from optimal, calculated values and measures to achieve the _goal (pumping stations equipped with centrifugal pumps)_

Параметры, влияющие на снижение КПД

Какие гидравлические параметры рассчитываются:

Мероприятия по реализации цели

2

3

Всасывающая линия

Нарушение герметичности всасывающих линий

Фактическое изменение кавитационного запаса ДЬ, величина падения напора, подачи, мощности.

При отсутствии возможности визуального определения, необходимо использование вакуумного насоса для определения места нарушения герметичности

Заиление места входа потока и всего трубопровода, увеличение скорости потока и потерь напора

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

-Скорость потока в трубопроводе: Vв=Qср/0,785 Dв2 ^Ср величина средней подачи насоса) -Коэффициент гидравлического сопротивления X во всасывающем трубопроводе:

2 д

Напорно-вакуумная очистка с использованием энергии параллельно расположенных насосных агрегатов.

Изменение условий входа потока в трубопровод.

X =

h * D

ILwв * ив

ьл2

- потери напора = В- Нг, (В - показания вакууметра) Нг - геометрическая величина всасывания -Величина изменения кавитационного запаса ДЬ

Схема напорно-вакуумной очистки всасывающих трубопроводов (Патент №160830)

1

4

1

2

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

Продолжение таблицы 3

3

4

Изменение гидрологической характеристики, понижение в водоисточнике уровня, колебание отметок нарушающих оптимальную эксплуатацию, необходимый кавитацион-ный запас,

-Величина изменения кавитационного запаса Лh (по характеристике)

-Скорость потока в трубопроводе Ув, фактическая подача, Qф -Параметры линии рециркуляции струйного аппарата повышения высоты всасывания и кавитационного запаса, использование передвижной насосной станции, СНП (в случае необходимости)

Монтаж линии рециркуляции и струйного аппарата во всасывающем трубопроводе, установка передвижной насосной станции (СНП) на станциях 1-ой категории [7]

Пиния рециркуляц!

Всасывающий трубопровод насоса

Схема установки струйного аппарата во всасывающем трубопроводе центробежного насоса (Патент №2712335 РФ)

Износ рабочего колеса вследствие ка-витационных явлений

Фактическая подача Qф, кавитационный запас ЛЬ, скорость потока Ув, скоростной напор Ув2^

Увеличение частоты вращения (при наличии инверторного способа) параллельное включение пары агрегатов, увеличение энергии линией рециркуляции и струйным аппаратом, замена колеса.

Увеличение потребляемого тока и перегрев приводных двигателей

Напор Нф подачи Qф, потребляемая мощность, скорость потока во всех всасывающих и напорных трубопроводах Ув

Уменьшение подачи и увеличение напора в напорных магистральных трубопроводах. Вывод потребляемого тока двигателями в оптимальный режим дросселирования и подачи избыточной энергии к струйному аппарату [3] во всасывающею линию для увеличения высота всасывания НдоК и кавитационного запаса ЛЬ

Напорная линия

Полная гидравлическая потенциальная Р^Ро и кинетическая энергия в напорной и всасывающей линии

2д'2д_

Фактическая, потенциальная, кинетическая и полная энергия в распределительных и магистральных трубопроводах

Подбор фактически необходимых параметров напора Нф, подачи Qф, потребляемой энергии в зависимости от схемы включения агрегатов и местоположения потребителей. Подачи избыточной энергии во всасывающий трубопровод.

Увеличенная потребляемая фактическая электроэнергия Эф при различных эксплуатационных вариантах и изменениях местоположения потребителя.

-Фактическая мощность агрегатов -Факторы, влияющие на КПД: фактический напор Нф подача Qф, кавитационный запас ЛЬ; скорость потока в распределительных и магистральных трубо-проводах-Утх; потери напора -геометрическая высота подъема Нг.-Разность отметок водоисточника и водовы-пуска_

-Подбор параметров напора Нф, подачи Qф; -Увеличение кавитационного запаса ЛЬ методом установки струйного аппарата во всасывающем трубопроводе с линией рециркуляции, установка передвижной насосной станции (СНП) для упрощения пуска вследствие аварийных ситуаций, отключение эл. энергии

1

2

3

4

5

1

2

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

Окончание таблицы 3

1 2 3 4

-Гидравлические параметры оборудова-

ния и сети в различ-

ных точках местона-

хождения потребите-

3 Остаточная энергия при изменении местоположения потребителя (остаточ- лей напора Нъ подачи Q1; мощности N кави-тационного запаса ДЬ1 -Остаточные значения гидравлических параметров; -изменение всасывающей энергии по результатам подачи остаточных величин; - изменение напора агрегатов вследствие увеличения энергии на всасывающих линиях. -Монтаж линии рециркуляции; -Монтаж струйного аппарата на всасывающей линии; -Подача остаточной энергии по линии рециркуляции к струйному аппарату;

ный напор, превышение подачи) -Увеличение гидравлической энергии на всасывающей линии; -Фактическое уменьшение напора насоса.

Выводы. Исходя из вышеизложенного для введения в оптимальный эксплуатационный режим центробежного насосного оборудования предлагается по фактическим параметрам, принятым по показаниям контрольно-измерительных приборов, назначить мероприятия по расчетам необходимых гидравлических величин всасывающих и напорных линий гидромеханического оборудования и установить план мероприятий по восстановлению оптимального эксплуатационного режима всей насосной станции.

Библиографический список

1. Акименко А. В., Аникеев Е. А., Воронин В. В. Методика и алгоритм расчета и подбора насосных агрегатов для хранилищ жидких продуктов // Моделирование систем и процессов. 2022. Т. 15. № 1. С. 7-13.

2. Байков И. Р., Трофимов А. Ю., Зиятдинов Р. Р. Повышение энергетической эффективности насосных агрегатов // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. 2018. № 4 (114). С. 53-59.

3. Барабаш В. М., Абиев Р. Ш., Кулов Н. Н. Обзор работ по теории и практике перемешивания // Теоретические основы химической технологии. 2018. Т. 52. № 4. С. 367-383.

4. Головкова Ю. С., Иванов А. М., Сероченкова Е. А. Подбор и расчет насосов, используемых в водоснабжении // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2019. № 9. С. 65-70.

5. Лысова О. А., Фрайштетер В. П., Смирнов А. Ю. Анализ способов пуска установок центробежных электронасосов в осложненных условиях // Известия высших учебных заведений. Горный журнал. 2018. № 4. С. 87-96.

6. Михайлова С. В., Погребная И. А. Повышение производительности центробежных насосов // Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. 2019. Т. 46. № 2. С. 20-27.

7. Нафиков И. Р., Ситдиков Ф. Ф. Струйные аппараты для создания вакуума // Научная жизнь. 2019. № 1. С. 40-45.

8. Сатункин И. В., Гуляев А. И. Стационарные насосные станции, методы повышения их эффективности и проектные решения при реконструкции Черновской оросительной системы // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2019. № 2 (76). С. 129-133.

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

9. Ширяев В. Н., Уржумова Ю. С., Тарасьянц С. А. Расчет увеличения энергии и кавитационного запаса насосного оборудования на всасывающем трубопроводе // Известия нижневолжского агроуниверситетского комплекса. 2021. № 1 (61). С. 189-203.

10. Diagnostics of the Cavitation Modes in the Heavy Petroleum Products Pumping Systems / D. Imaev, M. Nemudruk, M. Fedorov, I. Shpakovskaya. 2020. P. 665-668.

11. Kan E., Ikramov N., Mukhammadiev M. The change in the efficiency factor of the pumping unit with a frequency converter // E3S Web of Conferences. 2019. V. 97. 05010.

Информация об авторах: Панов Владислав Борисович, аспирант кафедры «Водоснабжения и водоотведения» Новочеркасского инженерно-мелиоративного института имени А.К. Кортунова ФГБОУ ВО "Донской государственный аграрный университет" (346428, Ростовская область, г. Новочеркасск, ул. Пушкинская, 111), E-mail: Vladpanov1978@yandex.ru

Цыпленков Дмитрий Степанович, аспирант кафедры «Водоснабжения и водоотведения» Новочеркасского инженерно-мелиоративного института имени А.К. Кортунова ФГБОУ ВО "Донской государственный аграрный университет" (346428, Ростовская область, г. Новочеркасск, ул. Пушкинская, 111), E-mail: dmitriitceplenkov@mail.ru

Ширяев Вадим Николаевич, кандидат технических наук, доцент кафедры «Мелиорации земель», Новочеркасского инженерно-мелиоративного института имени А.К. Кортунова ФГБОУ ВО "Донской государственный аграрный университет" (346428, Ростовская область, г. Новочеркасск, ул. Пушкинская, 111), E-mail: vadik334@mail.ru

Тарасьянц Сергей Андреевич, доктор технических наук, профессор кафедры «Водоснабжения и водоотведения» Новочеркасского инженерно-мелиоративного института имени А.К. Кортунова ФГБОУ ВО "Донской государственный аграрный университет" (346428, Ростовская область, г. Новочеркасск, ул. Пушкинская, 111), E-mail: starasyancz@mail.ru

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.