Geum.ru

Методика расчета экономической эффективности частотно-регулируемого привода при управлении насосными агрегатами

Вид материалаДокументы
Подобный материал:
Методика расчета экономической эффективности частотно-регулируемого привода при управлении насосными агрегатами


Известно, что все насосное оборудование, связанное с работой по обслуживанию объектов ЖКХ, имеет неполную загрузку по часам суток, дням недели, месяцам года.

Привод центробежных насосов имеет так называемую вентиляторную характеристику момента. Это означает, что потребляемая мощность центробежного насоса зависит от числа оборотов рабочего колеса насоса. Для определения мощности насоса справедлива формула:

Q* H* 9,8


Pнас = КПД кВт,


где Q – производительность, м³/с;

H – высота напора, равная сумме высот всасывания и нагнетания, м водяного столба;

КПД – коэффициент полезного действия установки.

Обычно электродвигатель насоса выбирается с запасом в 5-10% по сравнению с расчетной мощностью насоса.

Поскольку у центробежного насоса мощность, напор, производительность и момент связаны с частотой вращения (числом оборотов вала в минуту), следующими отношениями:

; ; ; ;

где :

Р – мощность, потребляемая насосом, кВт;

Н – напор, создаваемый насосом, м водяного столба;

Q – производительность насоса, м³/с;

М момент на валу насоса;

М=

(индексы 1 и 2 при буквенных обозначениях относятся к 1-му и 2-му режимам работы насосов, т.е. к работе насосов на разных скоростях), то при рассмотрении зависимости Р=f(n); Н= f(n) и Q= =f(n) видно, что при увеличении числа оборотов вала центробежного насоса растет его производительность, увеличивается давление в линии нагнетания и растет потребляемая мощность. При этом потребляемая мощность находится в кубической зависимости от скорости вращения вала насоса, т.е.

Р=f(n)³.

Из этого следует, что изменение скорости вращения вала насоса в два раза ведет к уменьшению потребления мощности насоса в 8 раз.

С известными допущениями зависимость Р*нас в функции Q*нас при дросселировании пропорциональна и может быть выражена графиком в виде прямой ( Приложения 2)

Исходя из приведенных выше зависимостей мощности , производительности и скорости насосам строится график зависимости Р*нас в функции Q*нас при частотном регулировании скорости насоса. Так как при частотном регулировании Р*нас=Q*³нас, то строится график кубической зависимости мощности насоса при изменении скорости рабочего колеса насоса.

Разница между кривыми 1 и 2 на равна экономии мощности ΔР при частотном регулировании на данный момент времени.

Так как скорость вращения асинхронного двигателя зависит от конструктивного исполнения двигателя (числа пар полюсов) и частоты электрического тока в сети, то при необходимости изменения подачи в линию нагнетания насоса количества передаваемой жидкости необходима установка запорной арматуры, которой и производится количественное регулирование (дросселирование). При дросселировании наблюдаются значительные потери электроэнергии, т.к. насос работает с полными оборотами и потребляет мощность, близкую к номинальной.

Целесообразность применения частотно-регулируемого привода по сравнению с дросселированием оценивается по данным диаграммы требуемого расхода при известном суточном графике подачи (отпуска) воды. Для расчета относительной экономии потребляемой мощности при частотном регулировании относительно работы насосного агрегата в номинальном режиме от сети можно использовать Приложение 1. В ячейке «Q ном насоса» заполнить значение номинальной производительности насосного агрегата в м3 (например «600»). В таблице «суточные показатели» в ячейки «Q, м3» заполнить почасовой расход в м3. В строке № 19 Р/Рном** в формуле необходимо ввести статическую составляющую давление (высоту максимальной точки рельефа относительно точки расположения насосного агрегата). В результате в таблице №4 в ячейке «экономия Р» пересчитается значение относительной экономии потребляемой мощности в %.