Агроводком
(347) 281-65-13
(347) 216-65-13
  Главная / Статьи / Промышленные насосы /

Применение регулируемых преобразователей для насосов

 

Быстрый рост цен на энергоносители и ресурсы привел к тому, что доля затрат на них в суммарных расходах на производство стала несоразмерно большой. В результате перед многими предприятиями остро встала задача уменьшения энерго- и ресурсоемкости выпускаемой продукции, т.е. задача энергосбережения.

Анализ расхода энергоресурсов на многих предприятиях показывает, что решение этой задачи имеет два направления - организационно-технические мероприятия, направленные на исключение бесполезного расходования энергоресурсов, и внедрение энергоэффективных технологий и энергосберегающего оборудования, позволяющих выполнить тот же объем работ при меньших затратах энергии.

Применение регулируемых преобразователей для насосов

Далее - о некоторых возможностях экономии энергоресурсов средствами регулируемого электропривода. Электропривод, являясь энергосиловой основой современного производства, потребляет около 60% всей вырабатываемой электроэнергии. В свою очередь, среди промышленных электроприводов преобладают электроприводы с асинхронными короткозамкнутыми двигателями, потребляющие до 50% этой энергии. Эти электроприводы благодаря своей простоте, отлаженности и автоматизированности производства и, благодаря этому, относительно невысокой стоимости, нашли широкое применение в различных промышленных механизмах. Общеизвестны и их недостатки - тяжелый пуск при прямом подключении к сети, сопровождающийся 6-7 кратными токами, и, как следствие, невысокая эксплуатационная надежность, трудность регулирования скорости.

Характерным примером использования асинхронных двигателей являются насосные станции холодного и горячего водоснабжения, канализационных насосных станций и систем отопления, компрессорные установки и вентиляторы. Этот тип механизмов потребляет не менее 20-25% всей вырабатываемой электро- энергии.

В подавляющем большинстве случаев электроприводы указанных механизмов являются нерегулируемыми, что не позволяет обеспечить режим рационального энергопотребления и расхода воды, пара, воздуха и т.д. при изменении технологических потребностей в широких пределах. Выбранные, исходя из максимальной производительности, эти механизмы значительную часть времени работают с меньшей производительностью, что определяется изменением потребности в разные периоды времени. По некоторым данным среднесуточная загрузка насосов холодного водоснабжения составляет всего 50-55% максимальной.

Существующие системы водоснабжения (с нерегулируемым электроприводом) не обеспечивают заметного снижения потребляемой мощности при уменьшении расхода, а также обусловливают существенный рост давления (напора) в системе, что приводит к утечкам воды и неблагоприятно сказывается на работе технологического оборудования и сетей водоснабжения. Специалисты считают, что при существующих средствах водораспределения избыточный (ненужный в данный момент) напор 10 м (или давление 0,1 МПа) увеличивает утечки воды на 7-9 %.

Преднамеренное изменение подачи и напора центробежных насосов в соответствии с переменным режимом работы системы водоподачи или водоотведения может осуществлятся разными способами, основными из которых являются - изменение степени открытия задвижки (затвора) на напорной линии или изменение частоты вращения рабочих колес насосов. Кроме того, режим работы центробежных насосов может регулироваться с помощью направляющего аппарата, устанавливаемого на входе воды в насос, впуском воздуха в корпус насоса и некоторыми другими способами. Прикрывая или открывая затвор, изменяют крутизну характеристики Q-H трубопровода, которая зависит от его гидравлического сопротивления.

Этот способ регулирования считается малоэкономичным, так как на преодоление дополнительного гидравлического сопротивления в затворе требуются дополнительные затраты энергии. При изменении частоты вращения насоса изменяется положение характеристики Q-H насоса. Уменьшая частоту вращения, перемещают характеристику вниз параллельно самой себе, следовательно, подача уменьшается так же, как и напор в сети и напор, развиваемый насосом. Увеличение частоты вращения вызывает обратные явления. Этот способ регулирования более экономичен, что наглядно иллюстрирует следующая диаграмма. Однако он требует применения специального регулируемого электропривода, что усложняет и удорожает насосную установку.

Об эффективности регулирования режимов работы центробежных насосов изменением частоты вращения рабочих колес известно давно. Однако такой способ регулирования ранее не получил распространения из-за отсутствия достаточно надежных и дешевых видов регулируемого электропривода и сравнительно низких цен на электроэнергию. При этом следует отметить, что в системах водоснабжения и водоотведения критерий надежности всегда ставился выше экономических выгод.

Положение существенно изменилось в последнее время, когда, как было сказано в начале статьи, возросла цена энергоресурсов и получила развитие полупроводниковая техника. Появление на рынке благодаря выдающимся успехам электронной техники доступных и весьма совершенных технических средств для управления АД - преобразователей частоты, "мягких" пускателей, станций автоматического управления САУ и др. дало возможность перехода от нерегулируемого массового асинхронного электропривода к регулируемому.

Первоначально из-за отсутствия надежных и дешевых преобразователей частоты (ПЧ) для управления скоростью насоса в продолжительном режиме пытались использовать преобразователи напряжения (ПН), т.е осуществлять так называемое параметрическое регулирование.

Этот способ привлекателен тем, что тиристорный преобразователь напряжения (ТПН) очень прост и дешев. Однако, существует принципиальное ограничение на использование параметрического регулирования в продолжительном режиме - большие потери энергии в двигателе. Для того, чтобы все-таки использовать этот способ, энтузиасты идут на завышение установленной мощности электродвигателя в 2-2,5 раза, использование специально ухудшенного ротора с повышенным скольжением, принудительную вентиляцию двигателя от вентилятора-наездника.

Очевидно, что при этом система с дешевым преобразователем ТПН оказывается слишком дорогой и нерациональной в практической реализации. Система ПЧ-АД, в которой регулируется скорость двигателя путем изменения частоты питающего его напряжения полностью лишена перечисленных недостатков. В этой системе экономится примерно вдвое больше энергии, так как в системах с ТПН половина экономящейся в насосе энергии рассеивается в двигателе, непредсказуемо уменьшая срок службы его подшипников и других деталей.

Из изложенного следует важный вывод: нормальный и по существу единственный способ регулирования скорости АД - изменение частоты с одновременным изменением напряжения при использовании ПЧ. При этом срок окупаемости инвестиций в оборудование составляет от 6 до 18 месяцев в зависимости от механизма, режимов его работы и мощности приводного двигателя. Очевидно, что все сказанное выше о насосных установках полностью относится и к механизмам компрессорно-вентиляторной группы.


ВАШ КОММЕНТАРИЙ:

Ваше имя:
Ваша почта:
Комментарий:

Введите символы: *

captcha
Обновить

   Статьи по теме:

Подбор насоса для скважины
Подбор насоса для скважины
Перед монтажом скважинных насосов необходимо ознакомиться с паспортными данными на скважины, при этом прежде всего следует ...  >>>
Подбор насосной установки повышения давления
Подбор насосной установки повышения давления
Подбор установок следует производить после того, когда рассчитан максимальный часовой расход. Именно этот параметр определяет установленную производительность насосной установки. Расход ниже данного параметра является малопрогнозируемым ...  >>>
Бытовые насосы для частных домов и квартир
Бытовые насосы для частных домов и квартир
Современные бытовые насосы, изготовленные по передовым технологиям и только из высококачественных комплектующих, позволяют не только экономить тепло- и электроэнергию, но и значительно повышают качество жизни ...  >>>

все статьи  >>>