Аналіз методів регулювання параметрів насосних установок та обґрунтування необхідності пошуку альтернативних варіантів регулювання їх параметрів. Дослідження статичних режимів насосної установки з активним регулювальним пристроєм у технологічній схемі.
Аннотация к работе
На практиці основними методами реґулювання технологічних параметрів насосних комплексів є дроселювання робочого потоку і ступеневе реґулювання зміною числа насосних агрегатів, які, незважаючи на простоту технічної реалізації, супроводжуються значними енергетичними витратами на реґулювальних гідравлічних елементах та інтенсивним зносом електромеханічного обладнання. Тому актуальною науково-практичною задачею є пошук нових альтернативних варіантів енергоефективного реґулювання параметрів насосних комплексів, одним з яких, як запропоновано в роботі, є використання електромеханічної системи активного реґулювання параметрів (САРП) на базі додатково встановленої в трубопровідну магістраль гідротурбіни з електричним генератором на одному валу та пристроєм реґулювання його потужності, що забезпечує, на відміну від дроселювання (пасивне реґулювання), необхідну зміну продуктивності НУ з одночасною рекуперацією енергії в електричну мережу (активне реґулювання). Матеріали роботи використані при виконанні бюджетних НДР Міністерства освіти і науки України: «Розробка теорії та створення систем інтелектуального захисту приводів механізмів діючих виробництв», № ДР 0103U005008, 2003 р.; «Розробка засобів підвищення керованості насосних комплексів», № ДР 0104U007024, 2004 р.; «Дослідження і розробка систем енергомоніторингу електромеханічного обладнання промислових підприємств», № ДР 0103U000804, 2005 р.; «Розробка наукових основ, створення формованих джерел аварійного енергопостачання промислових та комунальних підприємств», № ДР 0103U000762, 2006 р.; «Створення систем підвищення керованості технологічними комплексами, обладнаними насосами, вентиляторами та компресорами в задачах енергоресурсозбереження», № ДР 0103U002867, 2008 р., у яких автор був співвиконавцем. Наукова новизна одержаних результатів: - теоретично обґрунтовано ефективність використання електромеханічної системи активного реґулювання параметрів на базі гідротурбінного агрегата з комбінованим реґулюванням його потужності, що забезпечує, на відміну від реґулювання дроселюванням та частотою обертання основного насоса, ефективну зміну продуктивності насосної установки в необхідних межах з одночасною рекуперацією енергії в електричну мережу; У наукових працях, опублікованих у співавторстві, здобувачеві належить: [1] - аналіз реґулювальних можливостей насосної станції при різних способах реґулювання продуктивності; [2] - визначення втрат потужності на засувці під час дроселювання при різних протитисках; [3] - розробка технологічних схем насосних комплексів з різним розміщенням турбінного пристрою; [4] - розробка алгоритмів вибору параметрів та отримання характеристик гідротурбін при різних способах реґулювання їх потужності; [5] - техніко-економічна оцінка використання активних реґулювальних пристроїв для реґулювання параметрів насосних установок систем міського водопостачання; [6] - аналіз повних характеристик гідромашин у системах активного реґулювання параметрів насосних комплексів; [7] - розробка структури та математичного опису системи автоматичного реґулювання параметрів насосного комплексу з активним реґулювальним пристроєм; [8] - формулювання технологічних вимог до електропривода активних реґулювальних пристроїв насосних установок; [9] - обґрунтування вибору систем електропривода активних реґулювальних пристроїв; [11, 12] - розробка алгоритмів керування насосною станцією з активним реґулюванням параметрів.Порівняльний аналіз використання таких методів свідчить, що з енергетичної точки зору найбільш вигідним є реґулювання зміною частоти обертання двигуна насоса з використанням частотно-реґульованого електропривода; інші методи характеризуються або значними втратами потужності на реґулювальних органах, або ускладненням конструкції насосних установок. Відомий з робіт Лямаєва Б.Ф. спосіб реґулювання параметрів насосів з використанням струминних апаратів, що додатково встановлюються послідовно чи паралельно насосу в трубопровідну мережу, хоча й дозволяє розширити діапазон реґулювання за продуктивністю чи напором, але характеризується низькими значеннями ККД на розрахункових режимах. Ряд дослідників (Аршеневський Н.Н., Кривченко Г.І.) використовують властивість оборотності гідромашин для скидання частини потоку через робоче колесо виключно як засіб боротьби з гідравлічним ударом при раптовому відключенні електроживлення; при цьому відсутні практичні рекомендації з реалізації способу керування насосом і його електроприводом у турбінному режимі. 2) при реґулюванні продуктивності насоса дроселюванням, активним впливом на мережу та зміною частоти обертання основного насоса показав, що за енергетичним показником - споживаною потужністю - використання активних реґулювальних пристроїв поступається лише реґулюванню зміною частоти обертання робочого колеса агрегата й значно краще за реґулювання дроселюванням. Для певного типу ГТ з універсальної характеристики модельної гідромашини вибираються оптимальні значення ККД, продуктивності та частоти обертання, розраховуються по