تایید

مدیر موسسه منابع طبیعی

A.Yu. دیمیتریف

برنامه کار پایه ماژول (رشته) "راه اندازی ایستگاه های پمپاژ و کمپرسور"

جهت (تخصص) PEP 21.03.01 "تجارت نفت و گاز"

شماره خوشه ( برای رشته های یکپارچه)

مشخصات (های) آموزش (تخصص، برنامه)

« بهره برداری و نگهداری از تاسیسات حمل و نقل و ذخیره سازی نفت، گاز و فرآورده های پالایش شده»

صلاحیت (مدرک تحصیلی) عزب

برنامه درسی پذیرش پایه 2014 جی.

خوب 4 نیمسال 7

میزان اعتبارات 6

کد رشته B1.VM5.1.4

فرم مکاتبه ای آموزش

انواع فعالیت های یادگیری	منبع موقت برای آموزش از راه دور
انواع فعالیت های یادگیری
سخنرانی ها، h
دروس عملی، ح
کلاس های آزمایشگاهی، h
دروس کلاس درس، ح
درس، h
کار مستقل، ح

نوع گواهینامه متوسط امتحان

واحد پشتیبانی بخش THNG IPR

2014

1. اهداف تسلط بر ماژول (رشته)

در نتیجه تسلط بر رشته B1.VM5.1.4 "عملیات ایستگاه های پمپاژ و کمپرسور"، لیسانس دانش، مهارت ها و توانایی هایی را کسب می کند که دستیابی به اهداف C1، C3، C4، C5 BEP 21.03.01 را تضمین می کند. تجارت نفت و گاز:

کد هدف	بیانیه هدف	الزامات GEF و علاقه مند است کارفرمایان
	آمادگی فارغ التحصیلان برای فعالیت های تولیدی، فناوری و پروژه ای که نوسازی، اجرا و بهره برداری از تجهیزات تولید، حمل و نقل و ذخیره سازی نفت و گاز را تضمین می کند.	الزامات GEF، معیارهای AEER، مطابقت با استانداردهای بین المللی EUR-ACE و FEANI. نیازهای مراکز تحقیقاتی JSC "TomskNIPIneft" و شرکت های صنعت نفت و گاز، شرکت های LLC "Gazprom"، AK "Transneft"
	آمادگی فارغ التحصیلان برای فعالیت های سازمانی و مدیریتی برای تصمیم گیری حرفه ای در زمینه های بین رشته ایفناوری های نوین نفت و گاز با استفاده از اصول مدیریت و مدیریت
	آمادگی فارغ التحصیلان برای اثبات و دفاع از نتیجه گیری و نتیجه گیری خود در کلاس های درس درجات مختلفآموزش حرفه ای بین رشته ای	الزامات GEF، معیارهای AEER، انطباق با استانداردهای بین المللی EUR–ACE و FEANI، درخواست های کارفرمایان داخلی و خارجی
	آمادگی فارغ التحصیلان برای خودآموزی و خودسازی مستمر حرفه ای در شرایط خودمختاری و خودگردانی	الزامات GEF، معیارهای AEER، انطباق با استانداردهای بین المللی EUR–ACE و FEANI، درخواست های کارفرمایان داخلی و خارجی

هدف کلی از مطالعه رشته کسب دانش پایه در رابطه با بهره برداری از ایستگاه های پمپاژ و کمپرسور توسط دانشجویان است.

مطالعه این رشته به دانشجویان امکان می دهد تا دانش و مهارت های لازم را در زمینه پمپ و کمپرسور کسب کنند. کسب دانش، مهارت و توانایی در طراحی، ساخت و بهره برداری از پمپ ها و کمپرسورها و تجهیزات جانبی آنها.

بهینه سازی تجهیزات بوستر پمپاژ در سیستم های آبرسانی

O. A. Steinmiller، Ph.D. مدیر عامل CJSC Promenergo

مشکلات در تامین فشار در شبکه های تامین آب شهرهای روسیه، به عنوان یک قاعده، همگن است. وضعیت شبکه های اصلی نیاز به کاهش فشار را در پی داشت که در نتیجه وظیفه جبران افت فشار در سطح شبکه های ناحیه ای، فصلی و درون شهری به وجود آمد. توسعه شهرها و افزایش ارتفاع خانه ها به ویژه در مورد ساختمان های متراکم، نیازمند تامین فشار مورد نیاز برای مصرف کنندگان جدید از جمله تجهیز ساختمان های بلندمرتبه (EPE) به واحدهای پمپاژ تقویت کننده (PPU) است. انتخاب پمپ ها به عنوان بخشی از تقویت کننده ایستگاه های پمپاژ(PNS) با در نظر گرفتن چشم اندازهای توسعه ساخته شد، پارامترهای جریان و فشار بیش از حد برآورد شد. معمول است که پمپ ها را با دریچه های گاز به ویژگی های مورد نیاز برسانند که منجر به مصرف بیش از حد برق می شود. پمپ ها به موقع تعویض نمی شوند، اکثر آنها با راندمان پایین کار می کنند. فرسودگی تجهیزات نیاز به بازسازی PNS را برای افزایش کارایی و قابلیت اطمینان تشدید کرده است.

مجموعه این عوامل منجر به نیاز به تعیین می شود پارامترهای بهینه PNS با محدودیت های موجود فشار ورودی، در شرایط عدم قطعیت و ناهمواری نرخ جریان واقعی. هنگام حل چنین مشکلی، سؤالات مربوط به ترکیب عملکرد متوالی گروه های پمپ و عملکرد موازی پمپ های ترکیب شده در یک گروه و همچنین ترکیب عملکرد پمپ های موازی متصل با درایو فرکانس متغیر (VFD) و در نهایت ایجاد می شود. ، انتخاب تجهیزاتی که پارامترهای مورد نیاز یک سیستم خاص را فراهم می کند. تغییرات قابل توجهی در سال های اخیر در رویکردهای انتخاب تجهیزات پمپاژ باید در نظر گرفته شود - هم از نظر حذف افزونگی و هم از نظر سطح فنی تجهیزات موجود.

ارتباط خاص این موضوعات با افزایش اهمیت حل مشکلات بهره وری انرژی تعیین می شود که در قانون فدرال فدراسیون روسیه مورخ 23 نوامبر 2009 شماره 261-FZ "در مورد صرفه جویی در انرژی و بهبود بهره وری انرژی و اصلاحیه" تأیید شده است. برخی از قوانین قانونی فدراسیون روسیه.

لازم‌الاجرا شدن این قانون، کاتالیزوری برای اشتیاق گسترده برای راه‌حل‌های استاندارد برای کاهش مصرف انرژی، بدون ارزیابی اثربخشی و امکان‌سنجی آن‌ها در مکان خاصی از اجرا شده است. یکی از این راه حل ها برای شرکت های تاسیساتی تجهیز تجهیزات پمپاژ موجود در سیستم های آبرسانی و توزیع به VFD بود که اغلب از نظر اخلاقی و فیزیکی فرسوده شده و دارای ویژگی های بیش از حد است و بدون در نظر گرفتن حالت های واقعی کار می کند.

تجزیه و تحلیل نتایج فنی و اقتصادی هرگونه نوسازی (بازسازی) برنامه ریزی شده مستلزم زمان و صلاحیت کارکنان است. متأسفانه، رهبران اکثر شرکت های آب شهری کمبود هر دو را تجربه می کنند، زمانی که، در شرایط کمبود شدید بودجه مداوم، آنها باید به سرعت بر بودجه های معجزه آسا به دست آمده برای "تجهیز مجدد" فنی تسلط پیدا کنند.

بنابراین، نویسنده با درک مقیاس عیاشی معرفی بدون فکر VFD بر روی پمپ های سیستم های تامین آب تقویت کننده، تصمیم گرفت این موضوع را برای بحث گسترده تر توسط متخصصان درگیر در مسائل تامین آب ارائه کند.

پارامترهای اصلی پمپ ها (دمنده ها) که محدوده تغییر حالت های عملکرد ایستگاه های پمپاژ (PS) و FPU، ترکیب تجهیزات را تعیین می کند. ویژگی های طراحیو شاخص های اقتصادی فشار، جریان، توان و کارایی (COP) هستند. برای وظایف افزایش فشار در منبع آب، مهم است که پارامترهای عملکردی دمنده ها (جریان، فشار) را با نیروها وصل کنید:

که در آن p چگالی مایع، کیلوگرم بر متر مکعب است. d - شتاب سقوط آزاد، m/s2.

O - جریان پمپ، m3/s. H - سر پمپ، m. Р - فشار پمپ، Pa. N1، N - قدرت مفید و قدرت پمپ (از طریق گیربکس از موتور به پمپ می رسد)، W. Nb N2 - ورودی (مصرف شده) و خروجی (صدور برای انتقال) قدرت موتور.

راندمان پمپ n h انواع تلفات (هیدرولیک، حجمی و مکانیکی) مرتبط با تبدیل انرژی مکانیکی موتور به انرژی سیال متحرک توسط پمپ را در نظر می گیرد. برای ارزیابی مجموعه پمپ با موتور، راندمان واحد na در نظر گرفته می‌شود که امکان‌پذیری عملکرد را در هنگام تغییر پارامترهای عملیاتی (فشار، جریان، قدرت) تعیین می‌کند. ارزش راندمان و ماهیت تغییر آن اساساً با هدف پمپ و ویژگی های طراحی تعیین می شود.

تنوع طراحی پمپ ها عالی است. بر اساس طبقه بندی کامل و منطقی اتخاذ شده در روسیه، بر اساس تفاوت در اصل عملکرد، در گروه پمپ های دینامیکی، پمپ های پره ای مورد استفاده در تاسیسات آبرسانی و فاضلاب را جدا می کنیم. پمپ های پره ای جریان روان و پیوسته را با راندمان بالا ارائه می دهند، از قابلیت اطمینان و دوام کافی برخوردار هستند. عملکرد پمپ های پره ای بر اساس برهمکنش نیروی پره های پروانه با جریان اطراف سیال پمپ شده است، تفاوت در مکانیسم اندرکنش به دلیل طراحی منجر به تفاوت در عملکرد پمپ های پره ای می شود که تقسیم بندی می شوند. در جهت جریان به گریز از مرکز (شعاعی)، مورب و محوری (محوری).

با در نظر گرفتن ماهیت وظایف مورد بررسی، پمپ های گریز از مرکز بیشترین علاقه را دارند، که در آنها، هنگامی که پروانه می چرخد، هر قسمت از مایع با جرم m که در کانال بین تیغه ای در فاصله r از محور شفت قرار دارد، خواهد بود. تحت تأثیر نیروی گریز از مرکز فو قرار گیرد:

که در آن w سرعت زاویه ای شفت، راد./s است.

روش های تنظیم پارامترهای عملکرد پمپ

میز 1

سرعت n و قطر پروانه D بیشتر است.

پارامترهای اصلی پمپ ها - جریان Q، هد R، توان N، راندمان I] و سرعت چرخش n - در یک رابطه مشخص هستند که در منحنی های مشخصه منعکس می شود. مشخصه (مشخصه انرژی) پمپ وابستگی گرافیکی نشانگرهای اصلی انرژی به منبع تغذیه است (در یک سرعت پروانه ثابت، ویسکوزیته و چگالی محیط در ورودی پمپ)، به شکل 1 مراجعه کنید. یکی

منحنی مشخصه اصلی پمپ ( مشخصه عملیاتی، منحنی کار) نموداری از وابستگی هد است که توسط پمپ به جریان H \u003d f (Q) با سرعت ثابت n \u003d ثابت توسعه یافته است. حداکثر مقدار بازده qmBX مربوط به جریان Qp و فشار Hp در نقطه رژیم بهینه P مشخصه Q-H است (شکل 1-1).

اگر مشخصه اصلی دارای یک شاخه صعودی باشد (شکل 1-2) - فاصله ای از Q \u003d 0 تا 2b، آنگاه صعودی نامیده می شود و این فاصله منطقه ای از عملکرد ناپایدار با تغییرات ناگهانی در خوراک است که همراه با آن است. با صدای قوی و چکش آب. مشخصه هایی که شاخه فزاینده ای ندارند پایدار نامیده می شوند (شکل 1-1)، حالت کار در تمام نقاط منحنی پایدار است. "منحنی پایدار زمانی مورد نیاز است که دو یا چند پمپ به طور همزمان مورد استفاده قرار گیرند" که در کاربردهای پمپاژ منطقی است. شکل مشخصه اصلی به ضریب سرعت پمپ ns بستگی دارد - هر چه بزرگتر باشد، منحنی تندتر است.

با یک مشخصه صاف ثابت، سر پمپ با تغییر جریان کمی تغییر می کند. پمپ‌هایی با ویژگی‌های ملایم در سیستم‌هایی مورد نیاز هستند که در فشار ثابت، تنظیم گسترده جریان مورد نیاز است، که با وظیفه افزایش فشار در بخش‌های انتهایی شبکه آبرسانی مطابقت دارد.

در PNS سه ماهه و همچنین در PNU مبادلات محلی. برای بخش کاری مشخصه Q-H، وابستگی مشترک است:

که در آن a، b ضرایب ثابت (a>>0، b>>0) برای یک پمپ معین در مشخصه Q-H، که شکل درجه دوم دارد، انتخاب می شوند.

پمپ ها به صورت سری و موازی متصل می شوند. هنگامی که به صورت سری نصب می شود، کل هد (فشار) بیشتر از هر یک از پمپ ها است. نصب موازی جریان بیشتری نسبت به هر پمپ به طور جداگانه فراهم می کند. خصوصیات عمومیو نسبت های اصلی برای هر روش در شکل نشان داده شده است. 2.

هنگامی که یک پمپ با مشخصه Q-H بر روی یک سیستم خط لوله (مجرای مجاور و یک شبکه دیگر) کار می کند، برای غلبه بر مقاومت هیدرولیکی سیستم - مجموع مقاومت های تک تک عناصری که در برابر جریان مقاومت می کنند، فشار لازم است که در نهایت بر فشار تأثیر می گذارد. تلفات. به طور کلی می توان گفت:

جایی که ∆H - از دست دادن سر در یک عنصر (بخش) سیستم، m. Q - سرعت جریان سیال عبوری از این عنصر (بخش)، m3/s. k - ضریب افت هد، بسته به نوع عنصر (بخش) سیستم، C2 / M5

ویژگی سیستم وابستگی مقاومت هیدرولیکی به جریان است. عملکرد مشترک پمپ و شبکه با نقطه تعادل مواد و انرژی (نقطه تقاطع ویژگی های سیستم و پمپ) مشخص می شود - یک نقطه کار (حالت) با مختصات (Q, i / i) متناظر با جریان و فشار زمانی که پمپ روی سیستم کار می کند (شکل 3).

دو نوع سیستم وجود دارد: بسته و باز. در سیستم‌های بسته (گرمایش، تهویه مطبوع و غیره)، حجم مایع ثابت است، پمپ برای غلبه بر مقاومت هیدرولیکی اجزا (خطوط، دستگاه‌ها) در طول حرکت تکنولوژیکی ضروری حامل در سیستم ضروری است.

مشخصه سیستم سهمی با راس (Q, H) = (0, 0) است.

سیستم های باز در تامین آب مورد توجه هستندانتقال مایع از یک نقطه به نقطه دیگر که در آن پمپ فشار مورد نیاز را در نقاط تجزیه و تحلیل فراهم می کند و بر تلفات اصطکاک در سیستم غلبه می کند. از ویژگی های سیستم مشخص است که هرچه سرعت جریان کمتر باشد، تلفات اصطکاک ANT و بر این اساس، مصرف برق کمتر است.

دو نوع سیستم باز وجود دارد: با پمپ زیر نقطه تجزیه و بالای نقطه تجزیه. یک سیستم باز از نوع 1 را در نظر بگیرید (شکل 3). برای تامین از مخزن شماره 1 در علامت صفر (استخر پایین) به مخزن بالایی شماره 2 (استخر بالایی)، پمپ باید ارتفاع بالابر هندسی H را فراهم کند و تلفات اصطکاک وابسته به جریان AHT را جبران کند.

ویژگی سیستم

سهمی با مختصات (0؛ ∆Н،).

در یک سیستم باز از نوع 2 (شکل 4)

آب تحت تأثیر اختلاف ارتفاع (H1) بدون پمپ به مصرف کننده تحویل داده می شود. اختلاف ارتفاع بین سطح مایع فعلی در مخزن و نقطه تجزیه و تحلیل (H1) نرخ جریان مشخصی Qr را فراهم می کند. فشار ناشی از اختلاف ارتفاع برای تامین دبی مورد نیاز (Q) کافی نیست. بنابراین، پمپ باید یک هد H1 اضافه کند تا به طور کامل بر افت اصطکاک ΔH1 غلبه کند. مشخصه سیستم یک سهمی با شروع (0؛ -H1) است. سرعت جریان به سطح مخزن بستگی دارد - هنگامی که کاهش می یابد، ارتفاع H کاهش می یابد، مشخصه سیستم به سمت بالا تغییر می کند و سرعت جریان کاهش می یابد. این سیستم مشکل کمبود فشار ورودی در شبکه (فشار معادل R) را منعکس می کند تا از تامین آب مورد نیاز تمامی مصرف کنندگان با فشار مورد نیاز اطمینان حاصل شود.

نیازهای سیستم با گذشت زمان تغییر می کند (ویژگی سیستم تغییر می کند) ، این سوال در مورد تنظیم پارامترهای پمپ به منظور برآوردن نیازهای فعلی مطرح می شود. یک نمای کلی از روش های تغییر پارامترهای پمپ در جدول آورده شده است. یکی

با کنترل دریچه گاز و کنترل بای پس، هم کاهش و هم افزایش مصرف برق می تواند رخ دهد (بسته به مشخصه قدرت پمپ گریز از مرکز و موقعیت نقاط کار قبل و بعد از عمل کنترل). در هر دو مورد، راندمان نهایی به طور قابل توجهی کاهش می یابد، مصرف برق نسبی در هر واحد عرضه به سیستم افزایش می یابد و اتلاف انرژی غیرمولد رخ می دهد. روش تصحیح قطر پروانه دارای چندین مزیت برای سیستم هایی با ویژگی پایدار است، در حالی که برش (یا جایگزینی) پروانه به شما امکان می دهد پمپ را بدون هزینه های اولیه قابل توجه به حالت عملکرد بهینه برسانید و راندمان کمی کاهش می یابد. با این حال، زمانی که شرایط مصرف و بر این اساس، عرضه به طور مداوم و به طور قابل توجهی در طول عملیات تغییر می کند، این روش به سرعت قابل اجرا نیست. به عنوان مثال، هنگام «پمپ زدن نصب لوله کشیآب را مستقیماً به شبکه (ایستگاه های پمپاژ بالابر دوم، سوم، ایستگاه های پمپاژ و غیره) تامین می کند و در صورت لزوم، کنترل فرکانس درایو الکتریکی با استفاده از مبدل فرکانس (FCT)، که تغییری در سرعت چرخش ایجاد می کند. پروانه (سرعت پمپ).

بر اساس قانون تناسب (فرمول تبدیل)، می توان تعدادی مشخصه پمپ را در محدوده تغییرات سرعت از یک مشخصه Q-H ساخت (شکل 5-1). محاسبه مجدد مختصات (QA1, HA) نقطه مشخص A از مشخصه Q-H که با سرعت نامی انجام می شود n، برای فرکانس ها n1

n2 .... ni, به نقاط A1 , A2 منتهی می شود.... Ai متعلق به ویژگی های مربوطه Q-H1 Q-H2...., Q-Hi

(شکل 5-1). A1، A2، Ai -، به اصطلاح سهمی حالت های مشابه را با یک راس در مبدا تشکیل می دهند که با معادله توصیف می شود:

سهمی از حالت های مشابه، مکان نقاطی است که در سرعت های مختلف (سرعت)، حالت های عملکرد پمپ، مشابه حالت در نقطه A را تعیین می کند. محاسبه مجدد نقطه B از مشخصه Q-H در سرعت چرخش. nبه فرکانس ها n1 n2 ni، امتیاز خواهد داد B1، B2، Biتعیین سهمی متناظر رژیم های مشابه (0B1 B) (شکل 5-1).

بر اساس موقعیت اولیه (هنگام استخراج به اصطلاح فرمول های محاسبه مجدد) بر برابری بازده طبیعی و مدل، فرض می شود که هر یک از سهمی های چنین حالت هایی یک خط بازده ثابت است. این ماده مبنایی برای استفاده از VFD در سیستم های پمپاژ است که توسط بسیاری به عنوان تقریباً تنها راه برای بهینه سازی حالت های عملکرد ایستگاه های پمپاژ نشان داده می شود. در واقع، با یک VFD، پمپ حتی در سهمی های چنین حالت هایی راندمان ثابتی را حفظ نمی کند، زیرا با افزایش سرعت چرخشی n، سرعت جریان افزایش می یابد و به تناسب مجذور سرعت ها، تلفات هیدرولیکی افزایش می یابد. در مسیر جریان پمپ از سوی دیگر، تلفات مکانیکی در سرعت های پایین، زمانی که قدرت پمپ کم است، بارزتر است. بازده در مقدار محاسبه شده سرعت چرخشی n0 به حداکثر می رسد. با دیگران n، کوچکتر یا بزرگتر n0با افزایش انحراف، راندمان پمپ کاهش می یابد nاز جانب n0. با در نظر گرفتن ماهیت تغییر راندمان با تغییر سرعت، علامت گذاری روی مشخصه های Q-H1، Q-H2، Q-Hi با مقادیر برابر بازده و اتصال آنها با منحنی ها، به این نتیجه می رسیم: مشخصه جهانی نامیده می شود (شکل 5-2)، که عملکرد پمپ را در سرعت متغیر، بازده و قدرت پمپ برای هر نقطه عملیاتی تعیین می کند.

علاوه بر کاهش راندمان پمپ، باید به کاهش راندمان موتور به دلیل کارکرد اینورتر نیز توجه داشت.که دارای دو جزء است: اولاً تلفات داخلی مبدل فرکانس و ثانیاً تلفات هارمونیک در موتور الکتریکی تنظیم شده (به دلیل ناقص بودن موج جریان سینوسی در هنگام VFD). راندمان یک اینورتر مدرن در فرکانس اسمی جریان متناوب 95-98٪ است، با کاهش عملکردی فرکانس جریان خروجی، بازده اینورتر کاهش می یابد (شکل 5-3).

تلفات در موتورها به دلیل هارمونیک های تولید شده توسط VFD (از 5 تا 10٪) منجر به گرم شدن موتور و بدتر شدن عملکرد مربوطه می شود و در نتیجه راندمان موتور 0.5-1٪ دیگر کاهش می یابد.

یک تصویر کلی از تلفات "سازنده" در راندمان واحد پمپاژ در طول VFD، که منجر به افزایش مصرف انرژی خاص می شود (به عنوان مثال پمپ TPE 40-300/2-S)، در شکل نشان داده شده است. 6- کاهش سرعت تا 60 درصد سرعت اسمی، la را 11 درصد نسبت به بهینه کاهش می دهد (در نقاط عملیاتی روی سهمی حالت های مشابه با حداکثر بازده). در همان زمان، مصرف برق از 3.16 به 0.73 کیلو وات کاهش یافت. 77٪ (نام P1، [("Grundfos") مربوط به N1، در (1)) است. راندمان با کاهش سرعت با کاهش در انرژی مفید و بر این اساس، مصرف شده فراهم می شود.

نتیجه. کاهش راندمان واحد به دلیل تلفات "سازنده" منجر به افزایش مصرف انرژی ویژه حتی در هنگام کار در نزدیکی نقاط با حداکثر بازده می شود.

تا حد زیادی، مصرف نسبی انرژی و راندمان کنترل سرعت به شرایط عملیاتی (نوع سیستم و پارامترهای ویژگی های آن، موقعیت نقاط عملیاتی روی منحنی های پمپاژ نسبت به حداکثر راندمان) و همچنین به معیار و شرایط مقررات. در سیستم های بسته، مشخصه سیستم می تواند نزدیک به سهمی از حالت های مشابه باشد که از نقاط حداکثر بازده برای سرعت های مختلف عبور می کند. هر دو منحنی به طور منحصر به فرد دارای یک راس در مبدا هستند. در سیستم های تامین آب آزاد، ویژگی سیستم دارای تعدادی ویژگی است که منجر به تفاوت قابل توجهی در گزینه های آن می شود.

اولاً، اوج مشخصه، به عنوان یک قاعده، با مبدأ مختصات به دلیل مولفه مختلف سر استاتیک مطابقت ندارد (شکل 7-1). سر استاتیک اغلب مثبت است (شکل 7-1، منحنی 1) و برای بالا بردن آب تا ارتفاع هندسی در سیستم نوع 1 ضروری است (شکل 3)، اما می تواند منفی نیز باشد (شکل 7-1). ، منحنی 3) - زمانی که آب پساب در ورودی به سیستم نوع 2 از هد هندسی مورد نیاز فراتر رود (شکل 4). اگرچه هد استاتیک صفر (شکل 7-1، منحنی 2) نیز ممکن است (مثلاً اگر فشار برگشتی برابر با هد هندسی مورد نیاز باشد).

ثانیا، ویژگی های اکثر سیستم های تامین آب به طور مداوم در طول زمان تغییر می کند.. این به جابجایی های بالای مشخصه سیستم در امتداد محور فشار اشاره دارد که با تغییر در مقدار آب پساب یا مقدار هد هندسی مورد نیاز توضیح داده می شود. برای تعدادی از سیستم های آبرسانی به دلیل تغییر مداوم تعداد و مکان نقاط مصرف واقعی در فضای شبکه، موقعیت نقطه دیکته در میدان تغییر می کند که به معنای وضعیت جدید سیستم است که شرح داده شده است. توسط یک مشخصه جدید با انحنای متفاوت سهمی.

در نتیجه، بدیهی است که در که عملکرد آن توسط یک پمپ ارائه می شود، به عنوان یک قاعده، تنظیم سرعت پمپ در مطابقت بدون ابهام با مصرف آب فعلی دشوار است (یعنی به وضوح با توجه به ویژگی های فعلی سیستم)، در حالی که موقعیت نقاط عملکرد پمپ (با چنین تغییری در سرعت) را در یک سهمی ثابت از رژیم های مشابه که از نقاط با حداکثر بازده عبور می کنند، حفظ می کند.

به خصوص کاهش قابل توجهی در راندمان در طول VFD مطابق با ویژگی های سیستم در مورد یک جزء فشار استاتیک قابل توجه آشکار می شود (شکل 7-1، منحنی 1). از آنجایی که مشخصه سیستم با سهمی حالت های مشابه منطبق نیست، پس با کاهش سرعت (با کاهش فرکانس جریان از 50 به 35 هرتز)، نقطه تلاقی ویژگی های سیستم و پمپ خواهد بود. به طور قابل توجهی به سمت چپ تغییر مکان دهید. تغییر متناظر در منحنی‌های بازده به ناحیه مقادیر پایین‌تر منجر می‌شود (شکل 7-2، نقاط "تمشک").

بنابراین، پتانسیل های صرفه جویی در انرژی برای VFD در سیستم های تامین آب به طور قابل توجهی متفاوت است. شاخص ارزیابی کارایی VFD بر حسب انرژی ویژه در هر پمپاژ است

1 متر مکعب (شکل 7-3). در مقایسه با کنترل گسسته نوع D، کنترل سرعت در سیستم نوع C منطقی است - با سر هندسی نسبتا کوچک و یک جزء دینامیکی قابل توجه (از دست دادن اصطکاک). در یک سیستم نوع B، اجزای هندسی و دینامیکی مهم هستند، کنترل سرعت در یک بازه تغذیه معین موثر است. در سیستم نوع A با ارتفاع بالابر زیاد و جزء دینامیکی کوچک (کمتر از 30 درصد فشار مورد نیاز)، استفاده از VFD بر حسب هزینه های انرژیغیر عملی اساساً مشکل افزایش فشار در بخش‌های انتهایی شبکه آبرسانی در سیستم‌های مختلط (نوع B) حل می‌شود که نیاز به توجیه اساسی برای استفاده از VFD برای بهبود بهره‌وری انرژی دارد.

در اصل، کنترل سرعت امکان گسترش دامنه پارامترهای عملکرد پمپ را از مشخصه اسمی Q-H به بالا می دهد. بنابراین، برخی از نویسندگان پیشنهاد می کنند پمپ مجهز به مبدل فرکانس را به گونه ای انتخاب کنید که از حداکثر زمان کارکرد آن در مشخصه اسمی (با حداکثر بازده) اطمینان حاصل شود. بر این اساس، با کمک VFD، هنگامی که دبی کاهش می یابد، سرعت پمپ نسبت به اسمی کاهش می یابد و با افزایش آن، (در فرکانس جریان بالاتر از مقدار اسمی) افزایش می یابد. با این حال، علاوه بر نیاز به در نظر گرفتن قدرت موتور الکتریکی، یادآور می‌شویم که تولیدکنندگان پمپ در سکوت از موضوع کاربرد عملی طولانی‌مدت موتورهای پمپ با فرکانس جریانی که به طور قابل‌توجهی بالاتر از اسمی

ایده کنترل با توجه به ویژگی های سیستم که باعث کاهش فشار اضافی و مصرف انرژی اضافی مربوطه می شود، بسیار جذاب است. اما به دلیل تنوع موقعیت های ممکن نقطه دیکته در وضعیت فعلی سیستم (زمانی که تعداد و مکان نقاط مصرف در شبکه، مانند همچنین سرعت جریان در آنها) و مشخصه بالای سیستم بر روی محور فشار (شکل 8- یک). قبل از کاربرد انبوه ابزار دقیق و انتقال داده، تنها "تقریبی" کنترل بر اساس مشخصه بر اساس مفروضات خاص شبکه امکان پذیر است که مجموعه ای از نقاط دیکته را مشخص می کند یا مشخصه سیستم را از بالا بسته به نرخ جریان محدود می کند. نمونه ای از چنین رویکردی تنظیم 2 موقعیتی (روز/شب) فشار خروجی در PNS و PNU است.

با در نظر گرفتن تنوع قابل توجه در مکان مشخصه بالای سیستم و در موقعیت فعلی در زمینه نقطه دیکته و همچنین عدم قطعیت آن در نمودار شبکه، باید به این نتیجه رسید که امروزه اکثر سیستم های آبرسانی فضایی از کنترل فشار ثابت استفاده کنید (شکل 8 -2، 8-3). مهم است که با کاهش سرعت جریان Q، فشارهای اضافی تا حدی حفظ شود، که هر چه بیشتر باشد، بیشتر در سمت چپ نقطه عملیاتی باشد، و به عنوان یک قاعده، با کاهش سرعت پروانه، بازده کاهش می یابد. افزایش می یابد (اگر حداکثر بازده مطابق با نقطه تقاطع مشخصه پمپ در فرکانس اسمی و فشار ثابت تنظیم خط باشد).

با شناخت پتانسیل کاهش توان مصرفی و توان خالص در کنترل سرعت برای انطباق بهتر با نیازهای سیستم، لازم است با مقایسه یا ترکیب این روش با سایر روش های موثر کاهش انرژی، کارایی واقعی VFD برای یک سیستم خاص مشخص شود. هزینه ها و اول از همه با کاهش متناظر در نرخ تغذیه و / یا فشار در هر پمپ با افزایش تعداد آنها.

یک مثال گویا از مدار پمپ های موازی و متصل به سری (شکل 9) که تعداد قابل توجهی از نقاط عملیاتی را در طیف وسیعی از فشارها و جریان ها فراهم می کند.

با افزایش فشار در بخش هایی از شبکه های آبرسانی نزدیک به مصرف کنندگان، سؤالاتی در مورد ترکیب عملکرد متوالی گروه پمپ ها و عملکرد موازی پمپ های ترکیب شده در یک گروه مطرح می شود. استفاده از VFD همچنین سؤالاتی را در مورد ترکیب بهینه عملکرد تعدادی از پمپ های موازی متصل با تنظیم فرکانس ایجاد کرد.

در صورت ترکیب، راحتی بالا برای مصرف کنندگان به دلیل شروع / توقف نرم و فشار پایدار و همچنین کاهش قدرت نصب شده تضمین می شود - اغلب تعداد پمپ های آماده به کار تغییر نمی کند و ارزش اسمی مصرف برق در هر پمپ کاهش می یابد. قدرت PCT و قیمت آن نیز کاهش می یابد.

در اصل، ملاحظات واضح است که ترکیب (شکل 10-1) به شما امکان می دهد بخش لازم از منطقه کاری زمین را پوشش دهید. اگر انتخاب بهینه باشد، در اکثر مناطق کار، و در درجه اول در خط فشار ثابت کنترل شده (فشار)، حداکثر بازده بیشتر پمپ ها و واحد پمپاژ به طور کلی تضمین می شود. موضوع بحث در مورد عملکرد مشترک پمپ های موازی متصل در ترکیب با VFD اغلب این سوال در مورد مصلحت تجهیز هر پمپ به اینورتر فرکانس خاص خود است.

پاسخ بدون ابهام به این سوال به اندازه کافی دقیق نخواهد بود. البته حق با کسانی است که با تجهیز هر پمپ به PST فضای ممکن برای محل نقاط عملیاتی نصب می شود. ممکن است حق با آنها باشد و در نظر داشته باشند که وقتی پمپ در محدوده وسیعی از تغذیه کار می کند، نقطه کار در راندمان بهینه نیست و وقتی 2 پمپ از این قبیل با سرعت کاهش یافته کار کنند، راندمان کلی بالاتر خواهد بود (شکل 10). -2). این دیدگاه توسط تامین کنندگان پمپ های مجهز به مبدل فرکانس داخلی مشترک است.

به نظر ما پاسخ به این سوال به نوع خاصی از ویژگی های سیستم، پمپ ها و نصب و همچنین به محل نقاط عملیاتی بستگی دارد. با کنترل فشار ثابت، نیازی به افزایش فضای نقطه عملیاتی نیست، و بنابراین یک نیروگاه مجهز به یک VST واحد در جعبه کنترل، به طور مشابه با یک کارخانه با هر پمپ مجهز به VST کار می کند. برای اطمینان از قابلیت اطمینان فناوری بالاتر، می توان PCT دوم را در کابینت نصب کرد - یک نسخه پشتیبان.

در انتخاب صحیح(حداکثر راندمان مربوط به نقطه تلاقی مشخصه اصلی پمپ و خط فشار ثابت است) راندمان یک پمپ که در فرکانس اسمی کار می کند (در منطقه حداکثر راندمان) بیشتر از راندمان کل دو پمپ خواهد بود. هنگامی که هر یک از آنها با سرعت کاهش یافته کار می کنند، همان پمپ ها نقطه عملیاتی یکسانی را ارائه می دهند (شکل 10-3). اگر نقطه کار خارج از مشخصات یک (دو و غیره) پمپ باشد، یک (دو و غیره) پمپ در حالت "شبکه" کار می کند و دارای یک نقطه کار در تقاطع مشخصات پمپ و ثابت است. خط فشار (با حداکثر بازده). و یک پمپ با VST کار می کند (با راندمان پایین تر) و سرعت آن بر اساس نیاز منبع فعلی سیستم تعیین می شود و اطمینان حاصل می کند که نقطه عملیاتی کل نصب به درستی روی خط فشار ثابت قرار دارد.

توصیه می شود پمپ را به گونه ای انتخاب کنید که خط فشار ثابت، که همچنین نقطه عملکرد را با حداکثر بازده تعیین می کند، با محور فشار تا حد امکان نسبت به خطوط مشخصه پمپ تعیین شده برای سرعت های کاهش یافته تقاطع یابد. این با بیانیه فوق در مورد استفاده از پمپ هایی با ویژگی های پایدار و مسطح (در صورت امکان با ضریب سرعت کمتر ns) هنگام حل مشکلات افزایش فشار در بخش های انتهایی شبکه پمپ ها مطابقت دارد.

در شرایط "یک پمپ کار می کند ..."، کل محدوده جریان توسط یک پمپ (در حال حاضر کار می کند) با سرعت قابل تنظیم ارائه می شود، بنابراین در بیشتر مواقع پمپ با دبی کمتر از جریان اسمی کار می کند و بر این اساس، با راندمان کمتر (شکل 6، 7). در حال حاضر، قصد قوی مشتری برای محدود کردن خود به دو پمپ در نصب (یک پمپ در حال کار، یکی آماده به کار) برای کاهش هزینه های اولیه وجود دارد.

هزینه های عملیاتی به میزان کمتری بر انتخاب تأثیر می گذارد. در عین حال، به منظور "بیمه اتکایی"، مشتری اغلب بر استفاده از پمپی اصرار می کند که ارزش تحویل اسمی آن از نرخ جریان محاسبه شده و / یا اندازه گیری شده بیشتر باشد. در این حالت، گزینه انتخاب شده برای مدت قابل توجهی از روز با رژیم های مصرف واقعی آب مطابقت نخواهد داشت، که منجر به مصرف بیش از حد برق می شود (به دلیل راندمان پایین تر در "مکرر" و گسترده ترین محدوده عرضه) کاهش قابلیت اطمینان و دوام پمپ ها (به دلیل رسیدن مکرر به حداقل 2 اینچ در محدوده دبی مجاز، برای اکثر پمپ ها - 10 درصد از مقدار اسمی)، باعث کاهش راحتی آب (به دلیل فرکانس آب) می شود. عملکرد توقف و شروع). در نتیجه، با تشخیص اعتبار "خارجی" استدلال های مشتری، باید افزونگی بیشتر بوستر پمپ های تازه نصب شده روی پمپ های داخلی را به عنوان یک واقعیت پذیرفت که منجر به راندمان بسیار پایین واحدهای پمپاژ می شود. استفاده از VFD در این مورد تنها بخشی از صرفه جویی ممکن در عملیات را فراهم می کند.

روند استفاده از دو PNU پمپاژ (یک - کار، یک - ذخیره) به طور گسترده در ساخت و ساز مسکن جدید آشکار می شود، زیرا. نه سازمان های طراحی و نه ساخت و نصب عملاً علاقه ای به کارایی عملیاتی تجهیزات مهندسی مسکن در حال ساخت ندارند، معیار اصلی بهینه سازی قیمت خرید و در عین حال اطمینان از سطح پارامتر کنترل (به عنوان مثال، جریان و فشار در یک دیکته) است. نقطه). اکثر ساختمان های مسکونی جدید با در نظر گرفتن افزایش تعداد طبقات، مجهز به PNU هستند. شرکتی که توسط نویسنده ("Promenergo") رهبری می شود، PNU تولید شده توسط "" و تولید خود را بر اساس پمپ های Grundfos (معروف به نام MANS) تامین می کند. آمار تحویل‌های Promenergo در این بخش به مدت 4 سال (جدول 2) به ما امکان می‌دهد به غلبه مطلق دو FPU پمپاژ، به ویژه در میان کارخانه‌های دارای VFD، که عمدتاً در سیستم‌های تامین آب آشامیدنی و عمدتاً ساختمان‌های مسکونی استفاده می‌شوند، توجه کنیم.

به نظر ما، بهینه سازی ترکیب PPU، هم از نظر هزینه برق و هم از نظر قابلیت اطمینان عملیاتی، این سوال را در مورد افزایش تعداد پمپ های کار (با کاهش عرضه هر یک از آنها) ایجاد می کند. کارایی و قابلیت اطمینان را تنها می توان با ترکیبی از کنترل مرحله ای و صاف (فرکانس) تضمین کرد.

تجزیه و تحلیل عملکرد سیستم های پمپاژ تقویت کننده، با در نظر گرفتن قابلیت های پمپ های مدرن و روش های کنترل، با در نظر گرفتن منابع محدود، این امکان را فراهم کرد تا به عنوان یک رویکرد روش شناختی برای بهینه سازی PNS (PNU)، مفهوم مدل سازی محیطی تامین آب در زمینه کاهش شدت انرژی و هزینه چرخه زندگیتجهیزات پمپاژ مدل‌های ریاضی برای انتخاب منطقی پارامترهای ایستگاه‌های پمپاژ با در نظر گرفتن رابطه ساختاری و ماهیت چند حالته عملکرد عناصر محیطی سیستم تامین آب ایجاد شده‌اند. راه حل مدل اجازه می دهد تا رویکرد انتخاب تعداد دمنده در PNS را توجیه کند، که بر اساس مطالعه تابع هزینه چرخه عمر بسته به تعداد دمنده ها در PNS است. هنگام مطالعه تعدادی از سیستم های موجود با استفاده از مدل، مشخص شد که در بیشتر موارد تعداد بهینه پمپ های کار در PNS 3-5 واحد است (مشروط به استفاده از VFD).

ادبیات

1. Berezin S.E. ایستگاه های پمپ با پمپ های شناور: محاسبه و طراحی / S.E. برزین. - م.: استروییزدات، 2008.

160 ص.

2. کارلین وی.یا. پمپ ها و ایستگاه های پمپاژ / V.Ya. کارلین، A.V. مینایف.

M.: Stroyiz-dat, 1986. - 320 p.

3. Karttunen E. تامین آب II: هر. از فنلاندی / E. Karttunen; انجمن مهندسین عمران فنلاند RIL g.u. - سن پترزبورگ: مجله جدید، 2005 - 688 ص.

4. Kinebas A.K. بهینه سازی تامین آب در منطقه نفوذ ایستگاه پمپاژ Uritskaya سنت پترزبورگ / A.K. کینباس، م.ن. ایپاتکو، یو.و. راکسین و همکاران//VST. - 2009. - شماره 10، قسمت 2. - ص. 12-16.

5. Krasilnikov A. واحدهای پمپاژ خودکار با کنترل فرکانس آبشاری در سیستم های تامین آب [منبع الکترونیکی]/A. Krasilnikova/مهندسی ساخت و ساز. - الکترون، بله. - [M.]، 2006. - شماره 2. - حالت دسترسی: http://www.archive-online.ru/read/stroing/347.

6. لزنوف بی.اس. صرفه جویی در انرژی و درایو قابل تنظیم در تاسیسات پمپاژ و دمنده / B.S. لزنوف. - M.: Energoatom-Publicated, 2006. - 360 p.

7. Nikolaev V. پتانسیل صرفه جویی در انرژی در بار متغیر سوپرشارژرهای پره / V. نیکولایف // لوله کشی. - 2007. - شماره 6. - ص. 68-73; 2008. - شماره 1. - ص. 72-79.

8. تجهیزات پمپاژ صنعتی. - M.: Grundfos LLC، 2006. - 176 p.

9. Steinmiller O.A. بهینه سازی ایستگاه های پمپاژ سیستم های آبرسانی در سطح شبکه های منطقه ای، فصلی و داخل خانه: چکیده پایان نامه. دیس ... کند. فن آوری علوم / O.A. اشتاین میلر. - سنت پترزبورگ: GASU، 2010. - 22 p.

ارتباط سریع

اساس استفاده بهینه از تجهیزات پمپاژ، کار هماهنگ برای شبکه است، یعنی. نقطه وظیفه باید در محدوده عملکرد منحنی پمپ باشد. برآورده شدن این نیاز به پمپ ها اجازه می دهد تا با راندمان و قابلیت اطمینان بالا کار کنند. نقطه وظیفه با توجه به مشخصات پمپ و سیستمی که پمپ در آن نصب شده است تعیین می شود. در عمل، بسیاری از سازمان های تامین آب با مشکل عملکرد ناکارآمد تجهیزات پمپاژ مواجه هستند. اغلب، کارایی ایستگاه پمپاژ بازده قابل توجهی پایین تر است. پمپ های نصب شده روی آن

مطالعات نشان می دهد که به طور متوسط، کارایی سیستم های پمپاژ 40 درصد است و 10 درصد پمپ ها با راندمان کار می کنند. زیر 10 درصد این عمدتاً به دلیل بزرگ‌سازی (انتخاب پمپ‌هایی با دبی و هد بالاتر از مقدار مورد نیاز برای عملکرد سیستم)، تنظیم حالت‌های عملکرد پمپ با استفاده از دریچه گاز (به عنوان مثال دریچه)، فرسودگی و پارگی تجهیزات پمپاژ است. انتخاب پمپ با پارامترهای بزرگ دو طرف دارد.

به عنوان یک قاعده، در سیستم های تامین آب، برنامه مصرف آب بسته به زمان روز، روز هفته، فصل بسیار متفاوت است. در عین حال، ایستگاه باید حداکثر مصرف آب را در حالت عادی در زمان پیک بارها تضمین کند. اغلب نیاز به تامین آب مورد نیاز سیستم های اطفای حریق نیز به این امر اضافه می شود. در غیاب تنظیم، پمپ نمی تواند به طور موثر در کل محدوده تغییرات مصرف آب کار کند.

عملکرد پمپ ها در شرایط تغییر دبی مورد نیاز در محدوده وسیع منجر به این واقعیت می شود که تجهیزات در اکثر اوقات خارج از منطقه کار با مقادیر بازده پایین کار می کنند. و منابع کم گاهی اوقات کارایی ایستگاه های پمپاژ 8-10٪ است، در حالی که راندمان پمپ های نصب شده بر روی آنها در محدوده عملیاتی بیش از 70٪ است. در نتیجه چنین عملیاتی، مصرف کنندگان نظر نادرستی در مورد غیرقابل اطمینان بودن و ناکارآمدی تجهیزات پمپاژ دارند. و با توجه به این واقعیت که بخش قابل توجهی از آن را پمپ های تولید داخلی تشکیل می دهند، افسانه ای در مورد غیرقابل اعتماد بودن و ناکارآمدی پمپ های داخلی به وجود می آید. در عین حال، تمرین نشان می دهد که تعدادی از پمپ های خانگی از نظر قابلیت اطمینان و بهره وری انرژی نسبت به بهترین آنالوگ های جهانی کم نیستند. راه های زیادی برای بهینه سازی مصرف انرژی وجود دارد که اصلی ترین آنها در جدول 1 نشان داده شده است.

جدول 1. روش های کاهش مصرف انرژی سیستم های پمپاژ

روش های کاهش مصرف انرژی در سیستم های پمپاژ	کاهش مصرف انرژی
جایگزینی کنترل جریان با شیر دروازه با کنترل سرعت	10 - 60%
کاهش سرعت پمپ، با پارامترهای شبکه بدون تغییر	5 - 40%
تنظیم با تغییر تعداد پمپ هایی که به صورت موازی کار می کنند.	10 - 30%
برش پروانه	تا 20٪، به طور متوسط 10٪
استفاده از مخازن اضافی برای کار در زمان اوج بار	10 - 20%
جایگزینی موتورهای الکتریکی با موتورهای کارآمدتر	1 - 3%
جایگزینی پمپ ها با پمپ های کارآمدتر	1 - 2%

اثربخشی یک یا روش دیگر تنظیم تا حد زیادی با ویژگی های سیستم و برنامه تغییر آن در طول زمان تعیین می شود. در هر مورد، لازم است بسته به ویژگی های خاص شرایط عملیاتی تصمیم گیری شود. به عنوان مثال، تنظیم گسترده اخیر پمپ ها با تغییر فرکانس ممکن است همیشه منجر به کاهش مصرف انرژی نشود. گاهی اوقات این نتیجه معکوس می دهد. استفاده از درایو فرکانس زمانی بیشترین تأثیر را دارد که پمپ ها بر روی شبکه ای با غلبه مؤلفه دینامیکی مشخصه کار می کنند. تلفات در خطوط لوله و شیرهای قطع و کنترل. استفاده از کنترل آبشاری با روشن و خاموش کردن تعداد مورد نیاز پمپ های نصب شده به صورت موازی بیشترین تأثیر را هنگام کار در سیستم هایی با یک جزء عمدتاً ساکن دارد.

بنابراین، نیاز اولیه اولیه برای انجام اقدامات کاهش مصرف انرژی، ویژگی های سیستم و تغییر آن در طول زمان است. مشکل اصلی در توسعه اقدامات صرفه جویی در انرژی به این واقعیت مربوط می شود که در تاسیسات موجود، پارامترهای شبکه تقریباً همیشه ناشناخته هستند و تفاوت زیادی با موارد طراحی دارند. تفاوت ها مربوط به تغییر پارامترهای شبکه به دلیل خوردگی خطوط لوله، طرح های تامین آب، حجم مصرف آب و غیره است.

برای تعیین حالت های عملکرد واقعی پمپ ها و پارامترهای شبکه، اندازه گیری مستقیم در تاسیسات با استفاده از تجهیزات کنترل و اندازه گیری ویژه، یعنی. انجام ممیزی فنی سیستم هیدرولیک. برای اجرای موفقیت آمیز اقدامات با هدف بهبود بهره وری انرژی تجهیزات نصب شده، لازم است تعداد زیادی اطلاعات کاملدر مورد عملکرد پمپ ها و در نظر گرفتن آن در آینده. به طور کلی، چندین مرحله خاص متوالی از ممیزی تجهیزات پمپاژ وجود دارد.
1. مجموعه ای از اطلاعات اولیه در مورد ترکیب تجهیزات نصب شده در تاسیسات، از جمله. اطلاعات در مورد فرآیند تکنولوژیکی که در آن پمپ ها استفاده می شود (ایستگاه های بالابر اول، دوم، سوم و غیره)
2. شفاف سازی در محل اطلاعات دریافت شده قبلی در مورد ترکیب تجهیزات نصب شده، امکان به دست آوردن داده های اضافی، در دسترس بودن ابزار اندازه گیری، سیستم کنترل و غیره. برنامه ریزی اولیه برای آزمایش
3. آزمایش در مرکز.
4. پردازش و ارزیابی نتایج.
5. تهیه یک مطالعه امکان سنجی برای گزینه های مختلفمدرنیزاسیون

جدول 2. علل افزایش مصرف انرژی و اقدامات برای کاهش آن

دلایل مصرف برق بالا	اقدامات پیشنهادی برای کاهش مصرف انرژی	دوره بازپرداخت تخمینی
حضور در سیستم های عملکرد دوره ای پمپ هایی که در حالت ثابت کار می کنند، صرف نظر از نیازهای سیستم، فرآیند فن آوری و غیره.	- تعیین نیاز به کار مداوم پمپ ها. - روشن و خاموش کردن پمپ در حالت دستی یا اتوماتیک فقط در فواصل زمانی مختلف.	چند روز تا چند ماه
سیستم هایی با نرخ جریان مورد نیاز متغیر با زمان.	- استفاده از درایو با سرعت متغیر برای سیستم هایی با تلفات اصطکاک غالب - استفاده از ایستگاه های پمپاژ با دو یا چند پمپ نصب شده به صورت موازی برای سیستم هایی که جزء مشخصه عمدتاً ساکن هستند.	ماه ها، سال ها
تغییر اندازه پمپ	- برش پروانه. - تعویض پروانه. - استفاده از موتورهای الکتریکی با سرعت کمتر.	هفته - سال
سایش عناصر اصلی پمپ	- تعمیر و تعویض المان های پمپ در صورت کاهش پارامترهای عملکرد آن.	هفته ها
لوله های گرفتگی و خوردگی.	- تمیز کردن لوله ها - استفاده از فیلتر، جداکننده و اتصالات مشابه برای جلوگیری از گرفتگی. - تعویض خطوط لوله با لوله های ساخته شده از مواد پلیمری مدرن، لوله های با پوشش محافظ	هفته ها، ماه ها
هزینه تعمیر بالا (تعویض آب بند مکانیکی، بلبرینگ) - عملکرد پمپ در خارج از محل کار، (تغییر اندازه پمپ).	- برش پروانه. - استفاده از موتورهای با سرعت کمتر یا گیربکس در مواردی که پارامترهای پمپ به میزان قابل توجهی بیش از نیاز سیستم باشد. - تعویض پمپ با پمپ کوچکتر.	هفته ها-سال ها
عملکرد چندین پمپ نصب شده به صورت موازی در عملکرد مداوم	- نصب سیستم کنترل یا تنظیم سیستم موجود	هفته ها

برنج. 1. عملکرد پمپ در شبکه با یک جزء استاتیک غالب با تنظیم فرکانس

برنج. 2. عملکرد پمپ در شبکه با تلفات اصطکاک غالب با تنظیم فرکانس

در بازدید اولیه از سایت، می توان پمپ های "مشکل" از نظر مصرف انرژی را شناسایی کرد. جدول 2 علائم اصلی را نشان می دهد که ممکن است عملکرد ناکارآمد تجهیزات پمپاژ و اقدامات معمولی را نشان دهد که می تواند وضعیت را اصلاح کند و دوره بازپرداخت تخمینی اقدامات صرفه جویی در انرژی را نشان می دهد.

در نتیجه آزمایش، اطلاعات زیر باید به دست آید:
1. مشخصات سیستم و تغییرات آن در طول زمان (نمودار ساعتی، روزانه، هفتگی).
2. تعیین مشخصات واقعی پمپ ها. تعیین حالت های عملکرد پمپ برای هر یک از حالت های مشخصه (طولانی ترین حالت، حداکثر، حداقل جریان).

ارزیابی کاربرد گزینه های مختلف نوسازی و روش تنظیم بر اساس محاسبه هزینه چرخه عمر (LCC) تجهیزات انجام می شود. سهم اصلی در هزینه های چرخه عمر هر سیستم پمپاژ، هزینه برق است. بنابراین، در مرحله ارزیابی اولیه گزینه های مختلف، لازم است از معیار قدرت خاص، یعنی. توان مصرف شده توسط تجهیزات پمپاژ مربوط به واحد جریان مایع پمپ شده.

یافته ها:
وظایف کاهش مصرف انرژی تجهیزات پمپاژ، اول از همه، با اطمینان از عملکرد هماهنگ پمپ و سیستم حل می شود. مشکل مصرف بیش از حد انرژی سیستم های پمپاژ در حال کار را می توان با ارتقاء برای برآورده کردن این نیاز با موفقیت حل کرد.

به نوبه خود، هرگونه فعالیت نوسازی باید بر اساس داده های قابل اعتماد در مورد عملکرد تجهیزات پمپاژ و ویژگی های سیستم باشد. در هر مورد، چندین گزینه باید در نظر گرفته شود، و به عنوان ابزار انتخاب بهترین گزینهاز روش تخمین هزینه چرخه عمر تجهیزات پمپاژ استفاده کنید.

الکساندر کوستیوک، کاندیدای علوم فیزیکی و ریاضی، مدیر برنامه پمپ آب؛
اولگا دیبروا، مهندس؛
سرگئی سوکولوف، مهندس ارشد. LLC "MC "HMS Group"

انجام این وظیفه بر اساس انجام آزمایشات در مقیاس کامل واحدهای پمپاژ است که بر اساس روش توسعه یافته برای تشخیص ایستگاه های پمپاژ نشان داده شده در شکل 1 انجام می شود. چهارده.
برای بهینه‌سازی عملکرد واحدهای پمپاژ، لازم است با استفاده از آزمایش‌های تمام‌مقیاس واحدهای پمپاژ، راندمان و توان مصرفی ویژه آن‌ها تعیین شود که ارزیابی بازده اقتصادی ایستگاه پمپاژ را ممکن می‌سازد.
پس از تعیین راندمان واحدهای پمپاژ، راندمان ایستگاه پمپاژ تعیین می شود که از آنجا به راحتی می توان با در نظر گرفتن موارد ناکارآمد، به انتخاب اقتصادی ترین حالت عملکرد واحدهای پمپاژ پرداخت.
نرخ تغذیه ایستگاه، اندازه های استاندارد پمپ های نصب شدهو تعداد مجاز درج و غیرفعال شدن آنها.
در حالت ایده آل، برای تعیین کارایی یک ایستگاه پمپاژ، می توانید از داده های به دست آمده استفاده کنید
اندازه گیری های مستقیم در حین آزمایش در مقیاس کامل واحدهای پمپاژ، که برای انجام آزمایشات در مقیاس کامل در 10-20 نقطه تحویل در محدوده عملکرد پمپ در مقادیر مختلف باز شدن شیر (از 0 تا 100٪) لازم است. .
هنگام انجام آزمایشات میدانی پمپ ها، سرعت پروانه باید اندازه گیری شود، به ویژه در حضور کنترل کننده های فرکانس، زیرا فرکانس جریان مستقیماً با سرعت موتور متناسب است.
با توجه به نتایج آزمایش، ویژگی های واقعی ساخته می شوند برای این پمپ های خاص
پس از تعیین راندمان واحدهای پمپاژ جداگانه، راندمان ایستگاه پمپاژ به عنوان یک کل و همچنین مقرون به صرفه ترین ترکیبات واحدهای پمپاژ یا حالت های عملکرد آنها محاسبه می شود.
برای ارزیابی ویژگی های شبکه، می توانید از داده های حسابداری خودکار هزینه ها و فشارها برای مجرای اصلی آب در خروجی ایستگاه استفاده کنید.
نمونه ای از پر کردن فرم های آزمایش میدانی یک واحد پمپاژ در ضمیمه ارائه شده است. 4، نمودارهای عملکرد واقعی پمپ - در برنامه. 5.
معنای هندسی بهینه سازی عملکرد یک ایستگاه پمپاژ در انتخاب پمپ های کاری نهفته است که نیازهای شبکه توزیع (میزان جریان، هد) را در بازه های زمانی در نظر گرفته شده به دقت برآورده می کنند (شکل 15).
در نتیجه این کار، بسته به اندازه ایستگاه، تعداد و اندازه پمپ های نصب شده و همچنین ماهیت مصرف آب، کاهش مصرف برق 5-15٪ فراهم می شود.

منبع: زاخارویچ، M.B. بهبود قابلیت اطمینان سیستم های تامین آب بر اساس معرفی اشکال ایمن سازماندهی عملیات و ساخت آنها: کتاب درسی. کمک هزینه 2011(اصل)

بیشتر در مورد موضوع بهبود راندمان ایستگاه های پمپاژ:

زاخارویچ، ام.بی. SPbEASU - SPb.، 2011. - 6 افزایش قابلیت اطمینان سیستم های تامین آب بر اساس معرفی اشکال امن سازماندهی عملیات و ساخت آنها: کتاب درسی. کمک هزینه، 2011

آوریل 2001

در یکی از نشریات ("ZHKH"، N 3/2001) که به مسائل مربوط به کارایی اقتصادی مقدمه پرداخته است. فناوری اطلاعاتدر شرکت ها شبکه های مهندسی، به طور خلاصه به بهینه سازی مدیریت عملیاتی ایستگاه های پمپاژ و تنظیم ذخایر آب در مخازن اشاره کردیم. به ویژه خاطرنشان شد که در ساختار هزینه تامین آب، سهم عمده برق به برق می رسد و کاهش هزینه ها با بهینه سازی حالت های عملکرد واحدهای پمپاژ، صرفه جویی بسیار قابل توجهی را ممکن می سازد. هدف از این مقاله پرداختن به این موضوع با جزئیات بیشتر است.

مسئله بهینه سازی مدیریت رژیم های تامین آب دارای مولفه های متعددی است که هر کدام کاملاً منزوی بوده و می توانند اثر اقتصادی خوبی داشته باشند و در صورت تلفیق آنها می توان استنباط کرد. فرآیند تکنولوژیکیبه یک سطح کیفی جدید. بیایید این اجزا را در نظر بگیریم.

مدیریت واحدهای پمپاژانواع مختلفی از کنترل جریان وجود دارد که در عمل استفاده می شود: روشن / خاموش کردن گروه های پمپ ها و واحدهای جداگانه (کنترل گسسته). انقباض و چرخش مجدد جریان؛ استفاده از درایو الکتریکی با سرعت متغیر. هر واحد پمپاژ مشخصه فشار جریان واقعی خود را دارد. که هر نقطه آن مربوط به مقداری پاسپورت مصرف برق موتور الکتریکی است. این انتخاب ترکیبی از واحدهای پمپاژ عملیاتی و روش کنترل است که بسته به خصوصیات هیدرولیکی شبکه و دبی مورد نیاز، موقعیت نقطه عملیاتی فعلی و در نتیجه مقدار فعلی را تعیین می کند. مصرف برق برای هر واحد و کل ایستگاه پمپاژ به عنوان یک کل. بنابراین، معیار بهینه‌سازی، اطمینان از نحوه عملکرد مشخص شده ایستگاه پمپاژ از نظر دبی و فشار در کمترین توان مصرفی ممکن با در نظر گرفتن کلیه روش‌های کنترل موجود است. دو مشکل اصلی وجود دارد: شناسایی و "محاسبه مجدد" مشخصات واقعی واحدهای پمپاژ (به طور معمول، آنها با گذرنامه مطابقت ندارند و علاوه بر این، در طول زمان به دلیل سایش و پارگی طبیعی تغییر می کنند) به عنوان محاسبه و ساخت مشخصه "جریان-فشار" مجموع. توان" برای گروهی از پمپ های عامل با توجه به ویژگی های شناخته شده هر یک از آنها. هر دو مشکل را می توان به راحتی حل کرد اگر ابزار اندازه گیری برای انجام آزمایشات کامل واحدهای پمپاژ هر از گاهی و همچنین نرم افزار کامپیوتری مناسب وجود داشته باشد. به خودی خود، بهینه سازی تنظیم مشکلات اساسی ایجاد نمی کند - روش ها و الگوریتم هایی برای حل چنین مسائلی برای مدت طولانی توسعه یافته و در عمل آزمایش شده اند، کافی است این روش ها را بشناسید و بتوانید به کار ببرید. نتیجه حل مسئله بهینه سازی در هر نقطه خاص از زمان، توسعه توصیه هایی برای اجرای چنین مجموعه ای از اقدامات کنترلی (روشن/خاموش کردن واحدها، تغییر موقعیت دریچه گاز، تغییر سرعت الکتریکی است. موتورها)، که نقطه عملیاتی فعلی ویژگی های کل ایستگاه پمپاژ را به مقداری ترجمه می کند که با حداقل توان الکتریکی قابل دستیابی درایوهای پمپ مطابقت دارد. با حضور وسایل فنی تله متری و کنترل از راه دوراین اقدامات کنترلی بهینه را می توان به طور خودکار و با یک بازه زمانی مشخص انجام داد. در غیاب ابزار کنترل از راه دور، توصیه های دریافت شده از برنامه کامپیوتری توسط پرسنل اعزام کننده در حالت معمول "دستی" انجام می شود و هر بار که پارامترهای عملیاتی مورد نیاز به طور قابل توجهی تغییر می کنند، خود بهینه سازی انجام می شود. یک اثر مفید جانبی در این مورد، حفظ و امکان تجزیه و تحلیل گزارش الکترونیکی مقادیر پارامترهای عملکرد ایستگاه پمپاژ و "تاریخچه" اقدامات کنترلی است.

مدیریت ذخایر آب در مخازن بر اساس داده های آماری و پیش بینی مصرف آب. متخصصان شرکت ما یک مدل ریاضی منحصر به فرد برای پیش بینی مصرف آب بر اساس داده های انباشته شده در مورد میزان عرضه و سطح آب در مخازن ایجاد کرده اند. "برجسته" مدل، گزارش ویژه ای از به اصطلاح "روزهای نامنظم" است، که توصیف آنها در چارچوب سری های زمانی تقویم معمولی "جا نمی شود". ویژگی آنها در این واقعیت است که آنها از سال به سال تکرار می شوند و هر بار در روزهای مختلف هفته (تعطیلات رسمی و غیر رسمی و نقل و انتقالات مربوط به روزهای کاری) یا حتی در هفته ها و ماه های مختلف (به ویژه تعطیلات مذهبی) قرار می گیرند. ، مانند عید پاک). مدل پیش‌بینی ریاضی داده‌های هواشناسی و برخی عوامل دیگر را نیز در نظر می‌گیرد که به طور قابل توجهی بر مصرف آب تأثیر می‌گذارند. (دیسپچرها از اثر "Stirlitz" آگاه هستند که اولین بار در اولین نمایش فیلم "هفده لحظه بهار" ظاهر شد، زمانی که در ساعات تظاهرات تلویزیونی، مصرف آب در شهرها تقریباً به صفر رسید، در حالی که معمولاً در عصر اوج مصرف آب وجود دارد - به جای "شستن - برای شستن" مردم بدون اینکه به بالا نگاه کنند پشت تلویزیون می نشستند. در نتیجه در برخی مکان ها سرریز مخازن با طغیان مناطق مجاور وجود داشت). مبنای حل مشکل پیش‌بینی مصرف آب، آرشیو بلندمدت داده‌های اندازه‌گیری ساعتی است که برای انباشت آن یک گزارش کامپیوتری خودکار ویژه ارائه شده است. داده‌ها را می‌توان به صورت خودکار، با استفاده از تله‌مکانیک (در صورت موجود بودن و کارکرد)، یا در حالت «دستی»، بر اساس گزارش‌های روزانه دریافتی از ایستگاه‌های پمپاژ در قالب اسناد کاغذی، الکترونیکی یا فکس وارد این گزارش کرد. با تمرکز بر داده های پیش بینی، می توان به طور موثر بارگیری ایستگاه های پمپاژ بالابر دوم را برای اطمینان از ذخایر لازم در مخازن آب تمیز برنامه ریزی کرد، زیرا مقادیر فعلی سطح آب در آنها به همراه داده های پیش بینی آب وجود دارد. مصرف، امکان تشکیل یک "وظیفه" معقول را برای برنامه بهینه سازی حالت های عملکرد ایستگاه های پمپاژ (بیشتر در مورد این). البته دقت پیش‌بینی به‌طور قابل‌توجهی به طول دوره‌ای که داده‌های بایگانی شده انباشته می‌شوند، به نوع پیش‌بینی و زمان «سرب» بستگی دارد، اما در هر صورت بسیار زیاد است. بنابراین، بر اساس آرشیو داده های چند ساله MGP Mosvodokanal، که در سرویس دیسپاچینگ مرکزی آن مدل توصیف شده عمل می کند، شاخص های زیر از دقت پیش بینی به دست آمده است: میانگین درصد مطلق خطا تقریباً 1.3٪ برای داده های ماهانه، کمتر است. بیش از 5 درصد برای داده های پیش بینی روزانه و حدود 2.5 درصد برای پیش بینی ساعتی. علاوه بر پیش بینی واقعی، وجود یک آرشیو داده به شما امکان می دهد گزارش های تحلیلی و نمودارهایی با هر پیچیدگی ایجاد کنید - هم از نظر زمان و هم از نظر همبستگی.

مدل سازی حالت های هیدرولیک شبکه آبرسانی با در نظر گرفتن بار ناهموار روزانه.با درجاتی از مرسوم بودن، یک جایگزین برای مشکل پیش‌بینی مصرف آب بر اساس آرشیو اندازه‌گیری‌های واقعی می‌تواند مشکل مدل‌سازی ساعتی توزیع جریان در یک شبکه آبرسانی باشد. این یک مشکل محاسباتی هیدرولیک کلاسیک است، اما با یک اضافه قابل توجه. اگر برای یک محاسبات هیدرولیک معمولی، به عنوان داده های اولیه برای مصرف کنندگان، بار محاسبه شده به صورت میانگین روزانه یا حداکثر مقدار برداشت آب تنظیم شود، در مشکل مورد بررسی، برای هر مصرف کننده، به اصطلاح "روزانه" برنامه مصرف آب" نیز تنظیم شده است (یا بهتر است بگوییم یکی از چندین انواع موجودنمودارهای ناهمواری روزانه). در این حالت می توان محاسبه هیدرولیک ساعتی شبکه را انجام داد که در نتیجه برنامه ای برای پر کردن مخازن تشکیل می شود. لازم به ذکر است که برای اهداف مدیریت عملیاتی، به دلیل انحرافات قابل توجه احتمالی پارامترهای مصرف واقعی آب از مقادیر محاسبه شده، استفاده از این روش به سختی توصیه می شود. با این حال، به عنوان یک ابزار محاسباتی تایید در طراحی بلندمدت رژیم‌ها و طرح‌های تامین آب، طراحی اتصالات جدید، تجزیه و تحلیل ویژگی‌های کمی و کیفی رژیم‌های هیدرولیک در سیستم تامین آب، چنین مدل‌سازی بسیار مفید به نظر می‌رسد.

تمامی مدل ها و الگوریتم های ریاضی شرح داده شده در بالا توسط متخصصین شرکت ما در قالب یک سیستم اطلاعاتی و گرافیکی تخصصی (IGS) پیاده سازی شده است. "یک آب". این یک بسته نرم افزاری بسیار پیچیده است که چندین زیرسیستم مختلف را ادغام می کند هدف عملکردیو برای بهره برداری توسط پرسنل خدمات دیسپاچینگ مرکزی و منطقه ای شرکت های آبرسانی شهری در نظر گرفته شده است. در ترکیبات کاربردی مختلف IGS "AnWater" در تاسیسات آب چندین شهر بزرگ روسیه اجرا شده است و برای سالها توسط عملیات صنعتی آزمایش شده است.

در خاتمه چند کلمه در مورد دو شرکت بزرگ آب کشور. ایجاد سیستم های فناوری اطلاعات از چنین طبقه ای مانند IGS "AnWater" ، جمع آوری بسیاری از راه حل های علمی فشرده، پیچیده است مدل های ریاضیدانش و روش های حوزه موضوعی کاربردی و نیاز به آشتی و رفع اشکال پر زحمت و دقیق، بدون علاقه و پشتیبانی پرسنل شرکت مشتری غیرممکن است. کارمندان و روسای خدمات MGP "Mosvodokanal" و شعب آن (آب شمال، بخش تولید واحدهای نظارتی)، و بعدا SUE "Vodokanal of St. Petersburg" برای چندین سال با حوصله و دقت به محصول نرم افزاری در حال توسعه و پیاده سازی پرداختند. "از چرخ ها" ما را با نظرات و آرزوها بمباران کرد و در نهایت ما را مجبور کرد که سیستم را نه به روشی که از نظر توسعه دهندگان برای ما آسان تر است، بلکه از نظر درست و راحت تر بسازیم. نمای عملیات پرسنل وودوکانال مسکو و سن پترزبورگ که در طول توسعه و اجرا مجبور بودیم در تماس دائمی با آنها کار کنیم، حداکثر تحمل و حسن نیت را از خود نشان دادند و البته صلاحیت های حرفه ای بالای کارکنان در شکل گیری این پروژه نقش داشت. الزامات موضوعی برای سیستم با تشکر از همکاری با این دو شرکت IGS "AnWater" و اکنون با وظایف جدید به پیشرفت و "رشد" خود ادامه می دهد، اما حتی در شکل فعلی خود این سیستم به یک محصول تمام عیار با کیفیت بالا تبدیل شده است که از نظر ترکیب عملکردی و ویژگی های ریاضی عملاً در جهان امروز وجود ندارد. مدل ها. با استفاده از این فرصت، از صفحات مجله، از طرف ITC "Potok"، مایلم از کارکنان MGP "Mosvodokanal"، شعب آن (SVS، PURU) و SUE "Vodokanal of St. پترزبورگ" به دلیل کمک آنها به توسعه فناوری های فکری داخلی، برای آنها آرزوی موفقیت و ابراز امیدواری برای همکاری بیشتر، که در نهایت همه از آن بهره مند می شوند، ابراز می کنیم.

مطالب موضوعی: