Патент на изобретение №2334898

(54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ РЕЖИМОВ РАБОТЫ НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ

(57) Реферат:

Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано при эксплуатации насосов и насосных станций. Способ регулирования заключается в том, что дополнительно к исходной характеристике сети строят несколько кривых “подача-напор” насосов для уменьшенных в выбранном диапазоне частот вращения рабочих колес насосов. Затем через точки пересечения полученных кривых “подача-напор” с кривой гидравлических потерь напоров в водоводах строят параллельно последней единую общую кривую, отвечающую разным частотам вращения рабочих колес насосов и смещенную в сторону увеличения напоров на 2-3% сверх требуемых по расчету. После чего переключают насос на работу с новыми частотами. Изобретение направлено на снижение энергозатрат при эксплуатации насосных станций путем устранения избыточных напоров. 2 ил.

Предлагаемое изобретение относится к насосостроению и может быть использовано при эксплуатации насосов и насосных станций.

Известны насосные станции (В.И.Турк. Насосы и насосные станции. М., Госстройиздат, 1961, с.70, рис.36), в которых используются параллельно установленные насосы и только один водовод. Из-за отсутствия в известных конструкциях устройств, которые регулируют характеристики насосов, большую часть времени эксплуатации насосные станции работают с резко избыточным напором. Кроме того, из-за наличия только одного водовода имеет место большой разброс параметров при изменении числа работающих насосов.

Известны также насосные станции (В.Я.Карелин, А.В.Минаев. Насосы и насосные станции. М., Стройиздат, 1986, с.64-65, рис.4.5).

В данных устройствах между точками пересечения характеристик насосов и водоводов имеет место большой избыточный напор для подач между этими точками, т.е. практически во всем диапазоне эксплуатации насосных станций. Используемые в настоящее время преобразователи частот вращения рабочих колес насосов частично снижают избыточный напор, однако это ведет к перерасходу электроэнергии.

Данные устройства и используемые в них способы регулирования режимов работы насосных станций являются наиболее близкими к предлагаемому по решаемой задаче и достигаемому техническому результату.

Задача настоящего изобретения – снижение энергозатрат при эксплуатации насосных станций путем устранения избыточных напоров.

Для решения этой задачи в способе регулирования режимов работы насосных станций, включающих водоводы и параллельно установленные насосы, с использованием частотного преобразователя, заключающемся в изменении подач и напоров путем преобразования характеристики сети, а также формы и положения характеристик “подача-напор” насосов и водоводов, дополнительно к исходной характеристике сети строят несколько кривых “подача-напор” насосов для уменьшенных в выбранном диапазоне частот вращения рабочих колес насосов, затем через точки пересечения полученных кривых “подача-напор” с кривой гидравлических потерь напоров в водоводах строят параллельно последней единую общую кривую, отвечающую разным частотам вращения рабочих колес насосов и смещенную в сторону увеличения напоров на 2-3% сверх требуемых по расчету, а затем переключают насос на работу с новыми частотами.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 показана схема насосной установки, на фиг.2 – характеристики сети.

Предлагаемый способ регулирования заключается в следующем. В качестве устройства, в котором реализуется предложенный способ, использована установка (насосная станция), показанная на фиг.1. Насосная станция содержит водозаборное сооружение 1, параллельно соединенные насосы 2, 3 и 4 с электродвигателями соответственно 5, 6 и 7, частотным преобразователем 8 и потребителем 9 через водоводы 10 и 11.

Для исходной частоты “п” вращения рабочих колес параллельно работающих насосов 2, 3 и 4 строим кривую (Q-H)_n (фиг.2) и находим расчетную точку “А” на кривой 12 гидравлических потерь водоводов 10 и 11. Затем строят несколько кривых насосов для уменьшенных при помощи частотного преобразователя 8 частот (от “п₁” до “п₇” в приведенном варианте) вращения рабочих колес и получают таким образом проходящие через оптимальные точки (например, точки и ) новые кривые Q-H насосной станции.

Новые кривые, отвечающие разным частотам вращения рабочих колес, пересекаются с кривой 12 гидравлических потерь водоводов (количество водоводов – от 1 до 3) и эти точки пересечения являются искомыми для определения оптимальных частот вращения рабочих колес. При этом насосная станция работает без избыточного напора во всем диапазоне изменения подач Q. Далее увеличивают напор на 2-3% лишь для обеспечения надежности, при этом исходная кривая (Q-H)_n станет занимать новое положение, параллельное кривой гидравлических потерь водоводов, что в свою очередь обеспечивает автоматическое – через частотный преобразователь – устранение избыточных напоров во всем диапазоне изменения подач. Переключение насоса на работу с новыми частотами выполняют при помощи частотного преобразователя.

Таким образом, предложенный способ за счет устранения избыточных напоров позволяет сэкономить энергозатраты на 20-30% по сравнению с известными станциями.

Впервые предложена одна кривая Q-H насосной станции для разных частот вращения рабочих колес насосов.

Формула изобретения

Способ регулирования режимов работы насосных станций, включающих водоводы и параллельно установленные насосы, с использованием частотного преобразователя, заключающийся в изменении подач и напоров путем преобразования характеристики сети, а также формы и положения характеристик “подача-напор” насосов и водоводов, отличающийся тем, что дополнительно к исходной характеристике сети строят несколько кривых “подача-напор” насосов для уменьшенных в выбранном диапазоне частот вращения рабочих колес насосов, затем через точки пересечения полученных кривых “подача-напор” с кривой гидравлических потерь напоров в водоводах строят параллельно последней единую общую кривую, отвечающую разным частотам вращения рабочих колес насосов и смещенную в сторону увеличения напоров на 2-3% сверх требуемых по расчету, а затем переключают насос на работу с новыми частотами.

РИСУНКИ