Разработка систем регулирования и оптимизация режимов насосных установок ОАО СЛДК - Дипломная работа

По статистическим данным приблизительно 1/5 части электроэнергии, вырабатываемой в России, потребляется приводами центробежных насосов, используемых в различных отраслях народного хозяйства. Центробежные механизмы для подачи жидкостей и газов (вентиляторы насосы нагнетатели, компрессоры) являются основными общепромышленными механизмами, обладающие наибольшими потенциальными возможностями для значительного сокращения расхода электроэнергии. Особое положение центробежных механизмов объясняется их массовостью, большой мощностью, как правило, длительным режимом работы. Часто насосные установки в системах оказываются с завышенными характеристиками по давлению или расходу. При правильном выборе насосного агрегата его расходная характеристика и мощность электродвигателя рассчитаны на обеспечение необходимого давления в системе при максимальном потреблении воды.На АО СЛДК насосные установки, где имеет смысл для усовершенствования технологического процесса ввести систему регулирования, имеются на тепловом пункте промплощадки №1, на тепловом пункте промплощадки №2, также применяются в системе пожаротушения промплощадки №1 и на водозаборе промплощадки №2 в системе пожаротушения. На промплощадке №1 установлено два насоса, там уже установлен частотный регулятор, который поддерживает постоянное давление на выходе из насосов (рисунок 1.1). В системе пожаротушения для регулирования давления воды на выходе из насосов установлено два манометра (рисунок 1.2) на входе и на выходе насосов. Насос работает в зависимости от напора воды на входе в насос, обычно он примерно 1 кг, но может доходить и до 3,5 - 4 кг, в этом случае нет смысла в работе насоса (он дает на выходе 4 кг) и его отключают. В случаях большой потребности в воде (сильный пожар), когда насосы не могут полностью обеспечить ею, вода также поступает с СЦБК.Насосная установка размещена на тепловом пункте промплощадки №2 на территории АО СЛДК и используется для подкачки горячей воды на технические и противопожарные нужды. Постоянно работает только один насос. Второй насос включается только в случае пожара дежурным персоналом в ручном режиме. Третий насос рассчитан на всю летнюю нагрузку и должен работать в летнее время. Температура воды, подаваемой в насос, ОС: тср=от 60 до 90 ОС, График регулирования температуры регулировочным клапаном (рисунок 1.3) приведен в таблице 1.1.2.1 Определение мощности, потребляемой насосным агрегатом ТП промплощадки №2 Мощность, потребляемая насосом, определяется по формуле [11]: , где r - плотность жидкости, кг/м3; Мощность, КВТ, потребляемая насосным агрегатом: , где h эд - КПД электродвигателя, h пр - КПД частотного преобразователя.Мощность, потребляемую насосом, определяем по аналогии с пунктом 2.1: =13, 63 КВТ.Наиболее рациональным методом поддержания постоянного давления воды в системе является метод изменения частоты вращения центробежного насоса.Целесообразно сравнить основные устройства автоматически регулируемых электроприводов ЦН по таким критериям как: - функциональная возможность осуществления системой привода дискретно-ступенчатого регулирования частоты вращения ЦН; Недостатки: - стоимость двигателя, периодичность осмотров и ремонтов в 10 раз [2] превышает затраты на использование АКЗД той же мощности и частоте вращения; при повреждении выпрямителя двигатель останавливается, то есть нет возможности шунтирования регулятора и подключения двигателя непосредственно к сети для обеспечения бесперебойной подачи воды; 3.1.3 В регулируемых приводных системах ЦН с асинхронного двигателя (АД) с фазным ротором следует выделить устройства с использованием энергии скольжения при понижении частоты вращения АД. Преимущества: - реализация части энергии скольжения для создания полезного крутящего момента на приводном механизме или рекуперация в сеть, что повышает КПД системы;При выборе соотношения между частотой и напряжением, подводимым к статору АД, исходят из условия сохранения его перегрузочной способности l, которая, согласно [3], определяется отношением критического момента двигателя Мк к моменту нагрузки Мс, .(3.4) Если пренебречь активным сопротивлением статора (r1=1), то основной закон изменения напряжения при частотном способе регулирования скорости асинхронного двигателя, удовлетворяющий требованию (3.4), согласно [1], выглядит так: ,(3.5) где U1i, U1k - фазное напряжение источника питания АД при частотах f1i, f1k соответственно; С помощью выражения (3.5) могут быть получены частные законы изменения напряжения и частоты при различных зависимостях момента нагрузки Мс от скорости. Необходимым элементом привода является преобразователь частоты и напряжение, на вход которого подается стандартное напряжение сети U1 промышленной частоты, а с его выхода снимается напряжение Uрег регулируемой частоты fрег, значения которой находятся между собой в определенных соотношениях. эти преобразователи являются более простыми с точки зрения управления, так как выходные частота и напряжение независимо друг от друга можно изменять в широких диапазонах

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

1. Обоснование целосообразности установки регулируемого электропривода на насосных установках АО СЛДК

1.1 Насосные установки АО СЛДК

1.2 Конструкция насосных установок. Режимы работы

2. Определение мощности двигателя насосной установки

2.1 Определение мощности, потребляемой насосным агрегатом ТП промплощадки №2

2.2 Определение мощности, потребляемой насосным агрегатом на станции водозабора

3. Выбор системы регулирования электропривода центробежного насоса

3.1 Системы регулируемого электропривода ЦН, особенности преимущества, недостатки

3.2 Выбор регулируемой приводной системы ЦН

4. Стабилизация напора в системе подачи воды

5. Расчет характеристики насосной установки при регулировании частоты вращения

6. Расчет экономической эффективности установки ТЧП

6.1 Оценка экономической эффективности установки преобразователя частоты для электродвигателя насоса на ТП №2

6.2 Оценка экономической эффективности установки преобразователя частоты для электродвигателя насоса на водозаборной станции

Заключение

Литература

Приложение А Приложение Б