Практичне заняття № 7

Тема. Енергозберігаючі режими роботи насосних установок у системі водоспоживача

Мета: аналіз ефективності методів реґулювання параметрів насосних установок; обґрунтування вибору раціональної системи електропривода насоса.

Рекомендації щодо виконання

Добове енергоспоживання насосної установки:

, (2.25)

де – енергоспоживання НУ за інтервал часу відповідно; n – кількість ділянок водоспоживання; – споживана насосною установкою потужність.

Споживана НУ потужність при реґулюванні дроселюванням:

, (2.26)

де , – корисна потужність та ККД установки відповідно.

Корисна потужність турбомеханізму:

, (2.27)

де – напір насоса при водоспоживанні у мережі споживача з подачею .

При реґулюванні дроселюванням значення ККД турбомеханізму визначається за паспортними кривими насоса для відповідних значень .

При частотному реґулюванні продуктивності необхідно знати відносну частоту обертання, яка відповідає продуктивності на тому чи іншому проміжку часу. У загальному вигляді її можна знайти, розв’язавши систему рівнянь:

(2.28)

де – статичний напір, м; – гідродинамічний опір мережі, що залежить від довжини мережі, величини поперечного перерізу трубопроводу, жорсткості стінок і наявності місцевих опорів (колін, зворотних клапанів, засувок), с²/м⁵.

Відносна частота обертання насоса:

. (2.29)

Споживана потужність при частотному керуванні:

. (2.30)

Приклад виконання самостійної роботи

Відцентровий насос 3В-200×4, паспортні характеристики якого наведені на рис. 2.5, працює на покриття добового графіка водоспоживання (рис. 2.11). Необхідні дані для розрахунку: м, с²/м⁵, ,  кг/м³,  м³/c,  м³/c,  м³/c,  м³/c, год, год, год,  год, год.

Довести ефективність застосування частотно-реґульованого електропривода насосної установки порівняно з реґулюванням продуктивності дроселюванням.

Розв’язок

Графік водоспоживання умовно розділений на п’ять ділянок, тому . Для реґулювання продуктивності дроселюванням напірного трубопроводу знайдемо напір на кожній з ділянок (коефіцієнти апроксимації для відцентрового насоса знайдено в практичному занятті № 6):

м;

м;

м;

м;

м.

Для реґулювання дроселюванням ККД визначаємо з паспортної характеристики: , , , , .

Корисна потужність:

кВт;

кВт;

кВт;

 кВт;

кВт.

Енергоспоживання на окремих ділянках дорівнює:

 кВтгод;

 кВт год;

 кВт год;

 кВт год;

 кВт год.

Добове енергоспоживання НУ при реґулюванні дроселюванням:

 кВтгод.

При реґулюванні продуктивності НУ зміною частоти обертання для кожної з ділянок водопостачання відносна частота обертання НА відповідно дорівнює:

, , , , .

Споживана потужність при частотному реґулюванні з урахуванням виразу (2.30):

кВт; кВт; кВт; кВт; кВт.

Енергоспоживання на окремих ділянках при частотному реґулюванні дорівнює:

кВтгод;

кВт год;

кВт год;

кВт год;

кВтгод.

Добове енергоспоживання НУ при частотному реґулюванні:

кВтгод.

Таким чином, енергоспоживання НУ при реґулюванні продуктивності частотою обертання двигуна насоса у 2,8 раза нижче, ніж при дроселюванні. Доцільною схемою ЕП насоса може бути система ПЧ-АД, ПЧ-СД при досить глибокому реґулюванні частоти обертання. При груповій роботі насосів раціональною системою ЕП може бути фазове керування за схемою ТРН-АД.