МЭИ, кафедра АСУ ТП Г.С. Савельев С.В. Мезин, К.т.н., доцент 2015 г. Мосводоканал НИИпроект

Развитие техники за последние годы позволило существенно снизить стоимость частотно-регулируемого привода, что привело к расширению области его применения, повышению надежности, значительному увеличению количества и разнообразию. Использование частотного преобразователя позволяет отказаться от дросселирования запорно-регулирующей арматурой и перейти к более эффективному управлению напором, с помощью изменения частоты вращения рабочего колеса насосного агрегата.

На объектах энергетики используется большое число насосных агрегатов разной мощности. Например, для блока 200 МВт могут быть применены группа из трех конденсатных насоса единичной мощности 250 к Вт, группа из двух циркуляционных насосов единичной мощности 1700 к Вт и группа из двух питательных насосов единичной мощности 5000 к Вт, а также множество других насосных агрегатов меньшей мощности, к примеру, таких как насосы химического цеха

Доля общего расхода электроэнергии на с.н. блок 300МВт

График совместной работы насоса, работающего с переменной частотой и трубопровода:1 – n 1 =3000 об/мин; 2 – n 2 =2500 об/мин; 3 – n 2 =1500 об/мин; 4 – характеристика трубопровода Напор насоса, м Подача насоса, м 3 /ч

Ограничение на минимальную частоту вращения При понижении частоты вращения насоса может возникнуть помпаж, то есть неустойчивая работа, при которой насос не может создавать требуемый напор. Это может привести к гидравлическому удару и разрушению насосного агрегата. Теоретическая расчетная частота, при которой возникает помпа жирование, может быть найдена по формуле: где H ф – фиктивный напор при нулевой подаче(указаны в паспорте насоса), м ; H п - статический напор, обусловленный разностью между уровнем подачи и приема жидкости и работой нескольких насосов на один трубопровод, м

Ограничение на критическую частоту вращения При совпадении угловой скорости рабочего колеса насосного агрегата и собственной частоты поперечных колебаний вала возникает явление резонанса, при котором напряжение в теле вала может достигать недопустимой величины, что может привести к аварии. Критическая частота вращения рабочего колеса насосного агрегата вычисляется по формуле:

Ограничение на максимальную частоту вращения Использование частотно-регулируемого привода позволяет увеличивать частоту вращения рабочего колеса насоса выше номинального значение для повышения напора и подачи на некоторое время. Повышение частоты вращение на 5-15 % и последующее увеличение подачи может исключить необходимость пуска резервного агрегата. Однако крайне важно учитывать ряд последствий при повышении частоты вращения. Первое, при увеличении частоты вращения выше номинальной на 5%, потребляемая мощность повысится на 15 %, а при увеличении частоты на 15 %, потребляемая мощность увеличится более чем на 50 %. Это означает, что электродвигатель насосного агрегата и частотно-регулируемый привод должны иметь этот запас мощности. Второе, при повышении частоты вращения увеличивается нагрев насосного агрегата, а также повышается и температура электродвигателя.

Работа нескольких насосных агрегатов

Внедрение любых новых технологий связано с обновлением оборудования объектов модернизации. Это в полной мере относится и к внедрению силовой преобразовательной техники. При установке частотно-регулируемого привода, как правило, обновляются или устанавливаются вновь: – силовая коммутирующая аппаратура (силовые щиты, высоковольтные выключатели); – кабельные линии; – распределительные устройства; – шкафы управления; – программное обеспечение; – локальные системы.

Автоматизированная система управления должны соответствовать всем современным требованиям по быстродействию и надежности. К ней должны быть подключены все необходимые датчики (температуры, вибрации, давления и т.п.) и компоненты системы, такие как частотно-регулируемый привод, синхронный байпас, высоковольтные и низковольтные ячейки, а также дополнительное оборудования, например, такое как для предотвращения перегрева электродвигателя. Поддержания заданного напора, путем изменения частоты вращения и предотвращение аварийных ситуаций – важнейшие задачи для автоматизированной системы управления насосными агрегатами.

Спасибо за внимание