Главная страница
qrcode

анализ методов регулирования. Анализ методов регулирования производительности насосов


НазваниеАнализ методов регулирования производительности насосов
Анкоранализ методов регулирования
Дата16.12.2017
Размер63 Kb.
Формат файлаdoc
Имя файлаamr.doc
ТипАнализ
#1

Анализ методов регулирования производительности насосов.
Во время обследования производственных объектов чаще всего приходится встречать систему регулирования производительности насосов представленную на рис.1.


H3


Рис.1


Где Q – фактическая производительность насоса;

Н1 – напор на входе насоса;

Н2 –напор на выходе насоса;

Н3 – напор в системе;

Н1 < Н2 > Н3.

В данной системе, производительность насоса регулируется методом дросселирования. Для анализа работы системы регулирования производительности методом дросселирования воспользуемся характеристиками насоса ЭЦВ 10-63-65 таблица 1.

Таблица 1.

Q


м3

Н


м

η

насосного агрегата

60

63

0,6

40

70

0,5

28

79

0,4

20

80

0,3



Рассчитаем значения полезной мощности насоса, Nп, мощности потребляемой из сети насосным агрегатом, Nа и величину потерь электроэнергии ΔЭ.

Nп = ρ*g*H*Q;

Nа = Nп/ ηн.а;

ΔЭ = Nа – Nп

где g = 9,81 м/с;

ρ = 998,2 плотность воды, кг/м3;

H – напор, м;

Q – производительность, м3/с;

η н.а. – к.п.д. насосного агрегата;

Nп – полезная мощность насоса, Вт;

Nа – мощность потребляемая из сети, Вт.

Результаты расчетов представлены в таблице 2.

Таблица 2.

Q


м3



кВт

Nп

кВт

ΔЭ


кВт

60

17,15

10,282

6,868

40

15,23

7,616

7,614

28

15,04

6,017

9,023

20

14,5

4,352

10,148


Таким образом, при регулировании производительности насоса ЭЦВ 10-63-65 в пределах 60-20 м3/ч, методом дросселирования, сверхнормативное потребление электрической энергии составляет 0 - 30 %.

Схема частотного регулирования представлена на рис.2



Q1 H1


Рис. 2


РЧВ – регулятор частоты вращения двигателя.

Для анализа работы системы регулирования производительности насосного агрегата, частотным методом воспользуемся уравнениями подобия:

Q2/Q1 = n2/n1, H2/H1 = (n2/n1)2, N2/N1 = (n2/n1)3.

Из уравнений подобия следует, что подача Q пропорциональна числу оборотов рабочего колеса насоса, n. Напор насоса, Н, пропорционален квадрату числа оборотов. Входная мощность насоса, N, пропорциональна кубу числа оборотов.

Результаты расчета к.п.д. насоса ЭЦВ10 – 63 – 65 при регулировании его производительности частотным методом в пределах 60 – 15 м3/ч представлены в таблице 3.

Таблица 3.

Q


м3

Н


м



кВт

Nп

кВт

ΔЭ


кВт

η

насосного агрегата

60

63

17,15

10,2819

6,86

0,6

45

35,43

7,236

4,336

2,899

0,6

30

15,75

2,143

1,285

0,857

0,66

15

3,93

0,267

0,16

0,099

0,6


Таким образом, при регулировании производительности насоса ЭЦВ 10-63-65 в пределах 60-15 м3/ч, частотным методом, сверхнормативное потребление электрической энергии отсутствует. Однако необходимо понимать, что данные представленные в таблице 3 носят исключительно аналитический характер, т.к. при Q = 15 м3/ч, Н = 3,93 м.

Преимущества частотного метода очевидны при неравномерных нагрузках.

Анализ работы насосного агрегата с системой стабилизации давления.
Предположим, что вода в водопроводную сеть подается глубинным насосом. Нагрузка сети изменяется в соответствии с графиком представленном на рис. 1



Q м3

55

50

15

8 11 14 16 17 часы

время суток

Рис.1.

Для анализа воспользуемся характеристиками электронасосного агрегата

ЭЦВ 10 – 63 – 150 рис.2.

А

Н,м -

160 - С В

140 -

120 -

100 -

80 - N, кВт

60 -

В/ 50

А/ 40

30

20

70 - В//

60 -

50 -

40 -

30 - .

20 - А//

10 -

0 -

20 40 60 80 Q м3
Рис. 2.

При изменении расхода в пределах 15 – 55 м3/ч рабочая точка будут перемещать на характеристике по кривой АВ. При этом сверхнормативные потери электрической энергии с 8 до 11 и с 14 до 16 часов составят 35 %.

В целях экономии электрической энергии можно установить дополнительно еще один насос с Q = 15 м3/ч и Н = 150 м, который будет включаться в соответствующие часы. Но, на практике не всегда есть возможность подобрать насос соответствующей производительности, в данном случае выбор выпадает на насосы ЭЦВ 6 - 10- 140 или ЭЦВ 8 – 25 – 150, что в общем тоже не корректно. Поэтому, в данном случае, целесообразно применить систему стабилизации давления на базе частотно – регулируемого электропривода.

Структурная схема системы стабилизации давления представлена на рис.3.




ЧЭП


Регулятор

Датчик давления

Задатчик

Элемент

сравнения








Рис.3.

ЧЭП – частотный электропривод.

Система работает следующим образом:

при помощи задатчика устанавливается величина рабочего давления, сигнал с задатчика подается на элемент сравнения, датчик давления отслеживает значение текущего давления и передает его так же на элемент сравнения, элемент сравнения сравнивает значения величины задания и текущего значения давления, если они не равны вырабатывает величину рассогласования, которая подается на регулятор, в зависимости от знака величины рассогласования регулятор увеличивает или уменьшает количество оборотов двигателя. При работе системы стабилизации давления, рабочая точка насоса будет перемещать по отрезку ВС рис.2. Площадь фигуры обозначенной точками АВС соответствует величине сэкономленной полезной мощности насоса. Используя, рис.1 и рис.2, определим величину экономии электрической энергии, которую можно получить при внедрении системы стабилизации давления. Расчет производится для часов сверхнормативного потребления электроэнергии точка, А рис. 1. Определим величину полезной мощности насоса при работе без использования системы стабилизации

Nп = ρ*g*H*Q = 998,2 * 9,81 * 180 * (15/3600) = 7344,25 Вт .

При использовании системы стабилизации полезная мощность составит

Nп.с = ρ*g*Hс*Q = 998,2 * 9,81 * 150 * (15/3600) = 6120,21 Вт.

Мощность, потребляемая из сети

Nа = Nп/ ηн.а = 7344,25/0,25 = 29377 Вт – соответствует точкам А/, А//, рис.2.

Nа.с = Nп.с/ ηн.а = 6120,21/0,6 = 10200,35 Вт

ηн.а = 0,6 (исходя из выводов и данных представленных в таблице 3 «Анализа методов регулирования производительности насосов»).

Экономия электрической энергии

ΔЭ = (Nа – Nа.с) * 5 = 29377 – 10200,35 = 19176,65 * 5 = 95883,25 = 95,9

кВт * час в сутки.
Список используемой литературы:


  1. Агрегаты электронасосные центробежные скважинные для воды

ЭЦВ 10 – 63. Завод «Южгидромаш», 1995 г.

  1. Номенклатурный перечень насосного оборудования. НПО «Технолог – Гидромаш», 2000 г.

  2. Инструкция по расчету экономической эффективности применения частотно – регулируемого электропривода. Москва, 1997 г.

связь с админом