Электропривод и система автоматического управления насосной установки
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
3.42,615.164,44.53,516.174,75.64.117.184,16.74,518.194,57…84,919.204,58.94,920.214,59.105,621.224,810.114,922.234,611…124,723…243,3
Насосная станция системы горячего водоснабжения состоит из входного коллектора, к которому через щитовой затвор подведены всасывающие линии двух насосов (тип К90/20). Напорные линии насосов объединены напорным коллектором. Один из насосов является основным, второй - аварийным. Функции насосов периодически меняются. Насосную станцию с потребителями соединяют напорные водоводы. По заданию на данной насосной установке теплового пункта системы горячего водоснабжения используем насос типа К (горизонтальный центробежный консольный насос). Насосы типа К предназначены для подачи чистой воды и других чистых жидких сред температурой до 105С. Приводятся в движение асинхронным двигателем типа 4А. Технические характеристики насоса приведены в таблице 1.2.
Табл.1.2.
Технические характеристики насоса типа К90/20.
Подача м3/ч л/с608010016,722,227,8Напор, м25,722,818,9Частота обращения рабочего колеса, об/мин2900Мощность насоса, кВт5,66,36,7КПД насоса, 79,577Допустимая вакуумметрическая высота всасывания, м5,45,34,2Диаметр рабочего колеса, мм148
1.2 Анализ работы оператора
Система автоматического управления может работать как в ручном, так и в автоматическом режиме. При работе системы в ручном режиме функция оператора заключается в ручной коммутации насосов в зависимости от напора жидкости в сети. Напор жидкости в сети в этом режиме может контролироваться по датчикам. Считаем, что температура жидкости контролируется автоматически на центральном тепловом пункте.
При работе системы в автоматическом режиме функция оператора заключается в визуальном контроле исправности системы управления.
1.3 Расчетная схема механической части электропривода
Кинематическая схема механической части электропривода изображена на рис.1.2.
Упругими свойствами соединительной муфты и валов можно пренебречь ввиду большой жесткости механиче6ской системы. Тогда на основании кинематической схемы (рис.1.2.) составим одномассовую расчетную схему механической части электропривода, представленную на рис.1.3.
2. Выбор систем электропривода и автоматизации
2.1 Расчет нагрузок механизмов установки
При подборе центробежных насосов для конкретных установок необходимо знать зависимость одних параметров от других. В качестве независимого переменного параметра при построении характеристик принимают подачу насоса Q, так как она непосредственно связана с расходом жидкой среды в системе трубопроводов данной насосной установки. Изменение же остальных параметров насоса зависит от подачи.
Статической характеристикой сети (трубопровода) называется зависимость между расходом жидкости через трубопровод и напором H, который требуется для обеспечения этого расхода. Она описывается уравнением:
, (2.1)
где: Нст - статическая составляющая напора, в нашем случае равна нулю, R - сопротивление сети, не является постоянной величиной, изменяется в зависимости от состояния сети от 100Rб при отсутствии потребления воды из сети до Rб при максимуме потребления воды из сети, здесь Rб = - базовое сопротивление сети (сопротивление сети при максимальном потреблении воды из нее).
При отсутствии потребления воды из сети, сопротивление сети имеет значение 100Rб т.к. в этом случае идет сток воды через обратный трубопровод, а также имеются утечки воды (например, в неплотных соединениях и т.д.).
Статической (напорной) характеристикой насоса называется зависимость напора Н от подачи насоса Q при постоянной частоте вращения n рабочего колеса:
, (2.2)
где: Н0 - напор, соответствующий нулевой подаче, , м; С - коэффициент, определяемый как , здесь Н1 = 25,7 м и Q1 = 60 м3/ч - некоторые точки на характеристике насоса; n, nном - соответственно текущая и номинальная скорость вращения насоса.
Характеристики строим для nном = 2900 об/мин; n = 2489 об/мин; n = 1993 об/мин, что необходимо для поддержания напора соответственно при максимальном потреблении воды из сети, потреблению воды из сети равному 50%, максимальному потреблению воды из сети.
По формулам 2.1 и 2.2 строим совмещенные статические характеристики сети (трубопровода) и насоса (турбомеханизма). Данные характеристики, были рассчитаны и построены на ЭВМ при помощи программы EXCEL97. Результаты расчетов по формулам 2.1 и 2.2 в графическом виде приведены на рис.2.1.
2.2 Предварительный расчет мощности двигателя
Определим мощность двигателя, необходимую для привода насоса. Исходя из [1, c.266] получаем:
(2.3)
где: r = 1000 кг/м3 - плотность перекачиваемой жидкости (воды); = 1.25 - коэффициент запаса; Qном и Нном - параметры насоса, g = 9.81 кг/ - ускорение свободного падения; hном = 79,5% - номинальный КПД насоса.
Подставив необходимые значения в формулу 2.3, получаем, что мощность, необходимая для приведения насоса в движение равна 7,5 кВт.
2.3 Патентно-информационный обзор
2.3.1 Общие сведения
Работа насосных установок электроэнергии. В современных отечественных и зарубежных системах регулирование режимов работы насосных установок осуществляется посредством автоматизированного регулируемого электропривода. В таких системах регулируемым параметром является напор жидкости. Современное развитие техники позволяет поддерживать заданный напор с большой точностью. Одна