Leznov12

УДК 621.34.07:621.65:620.9 ББК 31.291 Л 41 Лезнов Б. С. Л 41 Частотно-регулируемый электропривод насосных устано- вок. — М.: Машиностроение, 2013. — 176 с., ил. . ISBN 978-5-94275-688-8 Рассматриваются проблемы использования частотно-регулируемого электропривода в энергосберегающих автоматизированных системах насо- сных установок. Приводятся сведения о частотных преобразователях ком- пании «Данфосс», а также примеры их использования в российских насо- сных установках. Для специалистов, занятых разработкой, внедрением и эксплуатацией энергосберегающих систем автоматизации насосных установок водоснаб- жения, канализации и другого назначения.

УДК 621.34.07:621.65:620.9 ББК 31.291 ISBN 978-5-94275-688-8 © Автор, 2013 © ООО «Издательство Машиностроение», 2013

Page 2

Введение Частотно-регулируемый электропривод используется в систе- мах автоматизированного управления (САУ) насосных установок, чтобы с его помощью привести в соответствие режим работы насо- сов с режимом работы обслуживаемой системы подачи жидкости, например, водопроводной или канализационной сети города или промышленного предприятия. Водопотребление и, соответственно, сток загрязненных вод не- прерывно изменяются во времени и в достаточно широком диапа- зоне (1/2 — 1/4). Характер изменения водопотребления определя- ется случайно-вероятностными законами. Чтобы отслеживать эти изменения, необходимо непрерывно регулировать режим работы насосной установки.

Процесс регулирования осложняется несоответствием харак- теристик центробежных насосов и трубопроводов. Чтобы подать увеличенный расход воды по трубопроводу, напор на насосной станции надо увеличивать, а характеристики центробежных насо- сов таковы, что при увеличении подачи воды напор, развиваемый насосом, падает. В то же время при уменьшении подачи воды напор насоса следовало бы тоже уменьшить, а он увеличивается. Поэтому в периоды уменьшенного водопотребления системы водоснабже- ния работают с избыточным напором, который гасится в дроссели- рующих устройствах или в водоразборной арматуре у потребителя.

При этом энергия, потребляемая насосами, нерационально расхо- дуется на создание избыточных напоров, под воздействием кото- рых увеличиваются утечки и непроизводительные расходы воды, возникают повышенные механические напряжения в стенках труб. 3

Page 3

Аналогичные явления имеют место в теплофикационных, ороси- тельных и других системах. Несоответствие в режимах работы на- сосов и трубопроводов может быть устранено изменением частоты вращения насосов, которая должна регулироваться в соответствии с изменениями водопотребления или притока сточных вод. При уменьшении частоты вращения насоса уменьшается его подача воды и развиваемый им напор. При увеличении частоты вращения напор увеличивается одновременно с увеличением подачи воды. Регулированием частоты вращения насоса его рабочие параме- тры приводятся в соответствие с режимом работы обслуживаемой системы. Чтобы изменить частоту вращения насоса, необходим регулируемый электропривод (РЭП).

Значение частоты вращения насоса, с которой он должен работать в тот или иной момент вре- мени, определяется системой САУ насосной установки. Требуемое значение частоты вращения устанавливается в зави- симости от многих факторов. К ним относятся: расход жидкости в системе, её уровень в резервуарах, значения статического и дина- мического противодавления, количество параллельно работающих насосов и насосных установок, подающих жидкость в систему, и т. д. 4

Page 4

Г Л А В А П Е Р В А Я Технологические основы применения частотно-регулируемого электропривода в насосных установках 1.1. Общие сведения о насосах и насосных установках Основные определения. Гидравлическая машина, создающая напорное перемещение жидкости при сообщении ей энергии, на- зывается насосом . Насос в совокупности с электроприводом и пере- даточным механизмом образует насосный агрегат . Комплекс обо- рудования, обеспечивающий работу насосов в требуемом режиме, образует насосную установку .

Насосная установка, обычно, состоит из одного или нескольких насосных агрегатов, трубопроводов, запорно-регулирующей арма- туры, контрольно-измерительной аппаратуры, аппаратуры управ- ления и защиты. Сооружение, в состав которого входят одна или несколько насосных установок, система энергоснабжения, вспомо- гательные механизмы, бытовые и производственные помещения, обеспечивающие работоспособность объекта, называется насосной станцией . Основными параметрами, характеризующими режим работы насосной установки, являются подача и напор. Подача — объем жидкости, перекачиваемый насосной установкой за единицу вре- мени (м 3 /ч, м 3 /с).

Напор — разность удельных энергий жидкости в напорном и вса- сывающем патрубках насоса, необходимая для подъема жидкости на заданную высоту и для преодоления сил трения в трубопроводе. Понятие напор равноценно термину давление P . Напор и давление связаны между собой соотношением H = P /( g ), где H — напор, м; 5

Page 5