CC BY
110
УДК 62-523.3
Кожухова Александра Валерьевна.,
канд.техн.наук, доцент ДГТУ г. Ростов-на-Дону, РФ E-mail: sanadstu@mail.ru Рамазанов Кемран Назимович., магистрант гр. УМГА-11 ДГТУ г. Ростов-на-Дону, РФ E-mail: ivanovkemran@gmai.com
ПРИМЕНЕНИЕ ЧРП ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ
НАСОСНОЙ УСТАНОВКИ
Аннотация
С точки зрения энергетической эффективности рассмотрены различные способы регулирования скорости вращения насосов и преимущества применения регулирования насосных агрегатов. Описаны различные аспекты применения преобразователей частоты и их наиболее распространенные типы.
Регулирование подачи насоса и обеспечение его работы в требуемой точке возможно как путем изменения характеристики сопротивления трубопровода, так и путем изменения характеристики насоса. Наиболее распространенным методом изменения характеристики сети является дросселирование регулятором давления или задвижкой, установленной на выходе насоса. Этот способ является наиболее простым и не требующим установки какого-либо дополнительного оборудования. Но он - наиболее энергозатратный (см. рисунок 1). Так, например, для обеспечения заданной подачи Qз, требуется создать в системе напор, равный Нз, но насос при этом будет развивать напор Н2. Следовательно, энергия N=Qз(H2-Нз), рассеивается, а общая энергоэффективность насосной установки уменьшается.
Регулировать работу системы «насос-сеть» можно также изменяя характеристики насоса: частоту вращения рабочего колеса или геометрию проточной части.
При изменении скорости вращения насоса, характеристика Q-H смещается таким образом (см. рисунок 2), что точка пересечения кривой насоса с характеристикой трубопровода соответствует требуемой в системе
Ключевые слова
Дросселирование, характеристики насоса, энергоэффективность, частотное регулирование,
гидравлическая муфта.
О Оз Ц О Q, Q
Рисунок 1 - Положение раоочнх тот:ек Рисунок 2 - Положение рабочих пр:: рery.iiфовании лросс елирован:: е:-: точек при регулироваи: :и
изменением частоты вращения рабочего колеса
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №11-3/2016 ISSN 2410-700Х_
подаче Q3. При низкой статической составляющей сопротивления сети данный способ регулирования режима работы насоса является наиболее энергетически эффективным и экономичным, при этом регулирование частоты вращения обеспечивает работу насосного агрегата постоянно в зоне максимального КПД.
Помимо энергетической выгоды, использование частотного регулирования позволяет уменьшить гидроудары в системе за счет плавного пуска и останова агрегата, при определенных условиях снизить кавитационный запас насоса.
Частоту вращения насоса можно изменять следующими способами: либо используя двигатели с переменной частотой вращения, либо при постоянной частоте вращения электродвигателя с помощью регулируемой гидравлической муфты или других устройств, применяя регулируемый электропривод на базе преобразователя частоты [1, с.80].
При использовании гидравлической муфты частота вращения ротора электродвигателя остается постоянной, а регулирование частоты вращения ведомого вала гидромуфты достигается путем изменения объема масла, заполняющего рабочее пространство колес гидромуфты [2., с.44]. Равенства частот вращения ведущего и ведомого вала быть не может, их разность характеризуется величиной, называемой скольжением гидромуфты. Поэтому с уменьшением передаточного числа КПД гидромуфты уменьшается (рисунок 3). Когда муфта полностью заполнена маслом, скольжение - минимально, а КПД передачи наибольший и составляет 93-96%.
40 5Q № 70 W 90 100
Скудость арЛЩНчи, %
Рисунок 3 - КПД преоордзователя т:^стоты, традиционной гидромуфты и гидромуфт Vor ее он (Voith) при различных частотах вращения
Более экономичным способом регулирования частоты вращения в широком диапазоне оборотов является применение полупроводниковых преобразователей. Скорость вращения вала электродвигателя изменяется пропорционально частоте и амплитуде подводимого к статору напряжения.
Несмотря на их высокую стоимость в сравнении с другими способами частотного регулирования, использование приводов насосных агрегатов на базе преобразователей частоты (ПЧ) целесообразно там, где необходимо плавное регулирование в широком диапазоне при постоянно меняющихся уровнях нагрузки. КПД преобразователя частоты мало зависит от частоты вращения вала электродвигателя и для различных от моделей приводов, составляет 94-98% (рисунок 3).
Список использованной литературы: 1. Математическая модель системы автоматизированного управления насосной станции. Кожухова А.В. В сборнике: Наука вчера, сегодня, завтра: теория и практика материалы II Международного электронного симпозиума. НОУ ВПО «Университет Российской академии образования»; УДПО «Махачкалинский центр повышения квалификации»; Научно-издательский центр «Инноватика». 2016. С. 74-86.
2. Моделирование и исследование САУ насосной станции. Кожухова А.В., Рамазанов К.Н., Савельев И.Е. Символ науки. 2016. № 3-3. С. 48-53.
©Кожухова А.В., Рамазанов К.Н., 2016
УДК 62-523.3
Кожухова Александра Валерьевна.,
канд.техн.наук, доцент ДГТУ г. Ростов-на-Дону, РФ E-mail: sanadstu@mail.ru Савельев Игорь Евгеньевич, магистрант гр. УМГА-11, ДГТУ г. Ростов-на-Дону, РФ E-mail:ig-s.saweljew@yandex.ru
ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ НАСОСНЫХ СИСТЕМ
Аннотация
Рассматриваются основные причины неэффективной эксплуатации насосов в системах водоснабжения и пути повышения энергоэффективности насосных систем.
Ключевые слова
Насосы, регулирование режимов работы, насосное оборудование, повышение эффективности,
снижение энергопотребления.
Насосное оборудование потребляет около 20% всей вырабатываемой электроэнергии в России. В некоторых отраслях с интенсивным использованием насосного оборудования эта доля достигает 50% и выше. К таким отраслям наряду с нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, химической, целлюлозно-бумажной относится и отрасль водоснабжения и водоотведения. В связи с этим, проблема повышения экономической эффективности водопроводно-канализационного хозяйства и ЖКХ в целом напрямую связана с эффективным использованием насосного оборудования [1, с. 75].
Особенно остро эта проблема стоит для систем, находящихся в эксплуатации.
Основные причины неэффективной эксплуатации насосов в системах водоснабжения следующие:
1. Меняющиеся в значительном диапазоне объемы водопотребления (суточные, сезонные);
2. Запасы, которые закладываются при проектировании исходя из условия возможности дальнейшего развития микрорайона и т.д. и просто на всякий случай;
3. Неквалифицированный подбор и замена оборудования эксплуатирующими организациями;
4. Коррозия и замена труб;
5. Износ насосного оборудования;
6. Регулирование режимов работы при помощи дросселирования;
7. Сокращение водопотребления, в связи с сокращением объемов промышленного производства.
8. Снижение ресурса и надежности насосного оборудования.
Следствием всего вышеперечисленного является: работа насосов за пределами рабочего диапазона. Во многих водоканалах К.П.Д. насосных станций составляет 8-10% при том, что К.П.Д. установленных на них насосов в рабочем диапазоне составляет не менее 70%.
Для оптимизации энергопотребления существует множество способов, основные из которых приведены в таблице 1.
Эффективность применения того или иного способа регулирования в сильной степени зависит от
