Применение преобразователей частоты для управления насосами
Почему выгодно использовать частотные преобразователи для управления насосами?
Преимущества применения частотных регуляторов для насосов можно разделить на 2 крупных блока: 1) сокращение расхода электроэнергии и 2) обеспечение требуемых технологических режимов.
Сокращение электропотребления насосов путем применения частотных регуляторов
Асинхронные электродвигатели установленные работающие в составе насосов это одни из существенных потребителей электроэнергии на любом промышленном предприятии. Как правило, насосы выбираются с таким расчетом, что бы с запасом обеспечивать пиковый расхода или напор. Однако работа с максимальными параметрами занимает незначительную часть времени работы насосов. Таким образом, большую часть времени насосы работают «на задвижку». При использовании частотных приводов для управления электродвигателями насосов можно обеспечить регулирование расхода или напора в зависимости от потребности. Данное регулирование обеспечивает существенную экономию электроэнергии. Обычно для насосов можно добиться сбережения электроэнергии в пределах от 5 до 30%. В некоторых случаях энергосбережение может составить до 80% электроэнергии.
Применение частотных регуляторов для обеспечения технологических режимов
Нередко возникает необходимость определенного технологического режима. Ранее для решения этой задачи использовали дополнительные схемы трубопроводов. Теперь, с активным внедрением частотного управления на насосах, многие задачи организации технологического процесса можно решить с помощью частотных регуляторов.
В этом разделе нашего сайта мы предлагаем читателям статьи раскрывающие преимущества применения частотных преобразователей для управления насосами.
Экспресс навигация:
Micromaster 430 - преобразователи частоты для насосов.
Объемные насосы – это устройства, в которых перемещение жидких сред осуществляется посредством цикличного изменения объема камеры занимаемой жидкостью. Камеры попеременно соединяются сначала с входным патрубком насоса, затем с выходным.
Данный тип насосов применяют для перекачивания жидкостей с высокой вязкостью. Они обеспечивают высокий уровень напора на выходном патрубке. В силу конструкции насосы этого типа чувствительные к загрязнениям перекачиваемых жидкостей и работают с высокой вибрацией. При проектировании систем с использованием подобных насосов необходимо предусматривать массивные фундаменты или системы компенсации вибрации.
Импеллерными называют объемные насосы с рабочим колесом, оснащенным гибким импеллером. Второе название этого типа насосов – ламельные. Насосы данного типа предназначены для перекачивания жидкостей с высокой и низкой вязкостью. В жидкостях, перекачиваемых при помощи импеллерных насосов, могут иметь место твердые или мягкие включения.
Импеллерные насосы удачно сочетают в себе напорные характеристики динамических насосов и способность к перекачиванию вязких сред, которая характерна только объемным насосам. Сравнение теоретической напорной характеристики импеллерных, объемных и динамических насосов дано на рисунке.
Импеллерный насос - теория Импеллерные насосы – принцип работы, преимущества и недостатки
Пластинчатые насосы – это разновидность гидромашин в которых в качестве вытеснителей используются шиберы. По количеству шиберов насосы разделяют на 3 типа: однократного, двукратного и многократного действия. В пластинчатых насосах однократного действия установлены 2 шибера, насосы двукратного действия содержат 4 шибера, многократные насосы содержат большее количество шиберов.
Как устроены шиберные насосы?
Пластинчатый насос состоит из камеры, в которой размещается ротор оборудованный шиберами. Шиберы в роторе могут свободно перемещаться под действием центростремительных сил. Ротор размещается с определенным эксцентриситетом относительно камеры. В некоторых конструкциях шиберных насосов положение ротора в камере можно регулировать для изменения производительности.
Подробнее: Пластинчатые или шиберные насосы – особенности и преимущества
Система водоснабжения включает в себя обеспечение водой из природного источника населенного пункта, передачу ее к месту использования и очистку. Общая система водоснабжения в зависимости от своего расположения и назначения включает насосные станции, которые делятся на станции первого, второго и последующих подъемов.
Одним из главных узлов такой системы водоснабжения являются ПНС - повысительные насосные станции.
Включение в управление насосных агрегатов частотных преобразователей позволяет сделать технологический процесс полностью автоматизированным. Автоматизация процесса имеет огромное количество положительных моментов:
Подробнее: Насосы, повышающие давление, с частотным управлением производительностью
Отличительной особенностью автоматизации станций, которые оборудованы частотными преобразователями, является то, что работа насоса регулируется при помощи ультразвуковых датчиков уровня. При работе в штатном режиме в резервуаре находится заданный уровень, который определяется значением, определенным при помощи графической панели управления. Во время аварийной остановки насоса в резервуаре происходит увеличение уровня жидкости. Когда уровень достигает критического параметра, срабатывает L2 - поплавковый датчик уровня. Данный сигнал активирует работу насоса фиксированной скорости, который полностью выкачивает жидкость из резервуара. Когда уровень достигает минимального параметра, включается L1 - поплавковый датчик, сигнал с которого приводит к отключению обеих насосов. Система включает в себя 2 режима - "ПЧ" и "ручной".
Подробнее: Автоматическая работа КНС оборудованных частотно-регулирумыми приводами
С точки зрения специфики применения циркуляционных насосов совместно с ЧП, позволяет создавать условия для рециркуляции и циркуляции воду по замкнутому контуру в системах горячего водоснабжения и отопления.
Использование частотных преобразователей совместно с насосными агрегатами позволяет добиться полной автоматизации технологического процесса. Автоматизация техпроцесса в конечном итоге приводит к:
Главным предназначение ПНС является транспортировка воды потребителям с точным обеспечением необходимого напора в местах ее разбора, учитывая гидравлическое сопротивление системы. Необходимость установки ПНС представляется недостаточным показателем напора в системе водоснабжения. Такие установки особенно актуальны во время подключения высотных домов к уже действующим коммуникациям. Такие станции дают возможность стабилизации давления в коллекторе напора, когда расход воды имеет непостоянный показатель. Когда давление в системе недостаточное, во время массового расхода воды жильцы не имеют возможности получить необходимый напор. С другой стороны, когда давление в системе находится на постоянно высоком уровне, это может привести к выходу из строя запорных арматур (фитинги, краны и т.п.), при этом возрастает риск утечек.
Подробнее: Принципы использования частотных преобразователей на насосных станциях
Чаще всего при выполнении такой задачи требуется периодическое выключение и включение насосных систем. Постоянное выключение и включение агрегатов зачастую приводит к быстрому износу системы и необоснованному увеличению энергозатрат насосной станцией.
Включение в систему ЧП с насосными агрегатами позволяет сделать технологический процесс полностью автоматизированным. В свою очередь автоматизация включает в себя ряд положительных моментов
Подробнее: Насосы с регулятором частоты, работающие на аккумулирующие емкости
На предварительно обозначенных уровнях устанавливаются поплавковые датчики, которые при контакте с водой замыкаются. После того, как с датчика поступает сигнал, он обрабатывается кодовым преобразователем, а полученные данные поступают на цифровые входы ЧП. Замыкание сухого контакта представляет собой сигнал для преобразователя частоты о том, что достигнут заявленный уровень жидкости в аккумулирующей емкости.
По трубопроводам сточные воды собираются в резервуар канализационной станции, где на его дне установлены насосы - резервный и рабочий. Когда работа осуществляется рабочим насосом, стоки закачиваются в распределительную камеру, оснащенную задвижками, которые регулируют направление потока к отводящему напорному патрубку.
Задвижки постоянно находятся в открытом состоянии только тогда, когда станция работает в стандартном режиме. На трубопроводе монтируются обратные клапаны, препятствующие попаданию воды обратно к насосному агрегату. Тот мусор, который вместе с водой попадает в резервуар, скапливается с сороудерживающей корзине. Верхняя часть КНС оснащается крышкой с люком, благодаря которой обслуживающий персонал может иметь доступ к внутренней части КНС для проведения плановых или аварийных работ. Через люк имеется возможность извлечения насосного агрегата при помощи цепи и установленных направляющих, а также опорожнять сороудерживающую корзину.
Подробнее: Основные принципы работы канализационных насосов с частотными преобразователями
Насосы на электростанциях обычно управляются несколькими способами: постоянным расходом, дроссельной заслонкой, циклической системой, гидромуфтой или двигателями постоянного тока.
Включение в рабочую схему ЧП для управления двигателями насосов дает возможность получения высокого экономического эффекта, увеличения срока службы агрегатов и прочих положительных моментов, на которых следует описать более подробно.
Применения частотного привода дает реальную возможность экономии больших объемов электричества, данный показатель может достигать 30%. Это происходит за счет регулирования скоростного режима двигателя. Также достигается снижение утечек воды за счет сбалансированного давления в системе, приводя к экономии перекачиваемой жидкости до десяти процентов.
Подробнее: Насосы различного назначения – увеличение срока эксплуатации и экономия энергозатрат