УДК 628.1/.2:621.65

Епифанов С. П., Баранчикова Н. И., Куртин А. В.

Математическое моделирование совместной работы
насосных агрегатов, в том числе с частотным регулированием

Аннотация

Применение насосных агрегатов с частотными преобразователями с целью экономии электроэнергии и организации эффективных режимов работы в системах водоснабжения и водоотведения, иногда без достаточного обоснования, не всегда приводит к желаемому результату. Одной из причин этого является отсутствие простой математической модели, описывающей потокораспределение в технологических трубопроводах насосных станций, с учетом всех ограничений на параметры режима работы при использовании частотных преобразователей на части или на всех насосных агрегатах. Сама задача потокораспределения должна представляться в виде задачи оптимизации, в которой целевая функция может быть суммарной потребляемой мощностью всеми участвующими в работе насосными агрегатами. Такая оптимизационная модель позволяет описывать режимы работы как параллельно, так и последовательно соединенных насосов. Найдя затраты электроэнергии по всем значимым режимам в течение года и сравнив их с существующими режимами без использования частотных преобразователей, можно сделать обоснованный вывод о целесообразности применения частотного электропривода, в том числе на один или несколько насосных агрегатов. Предложенная модель позволяет осуществлять организацию не только эффективных, но и технологически допустимых режимов. На основе полученных результатов расчета задачи оптимизации при нескольких режимах можно построить аппроксимирующие функции суммарной подачи насосной станции от потерь напора в дросселирующих устройствах и использовать их в случае выхода из строя расходомеров или их отсутствия.

Ключевые слова

давление , преобразователь частоты , пьезометрический напор , центробежный насос , насосный агрегат , задача потокораспределения , задача оптимизации , потребляемая мощность , параллельная и последовательная работа насосов

УДК 628.12
DOI 10.35776/VST.2024.12.03

Войтов И. В., Еловик В. Л.

Методика моделирования режимов работы центробежных насосов, работающих с переменной частотой вращения рабочего колеса

Аннотация

Приведена методика моделирования режимов работы цент­робежных насосов, регулируемых изменением частоты вращения рабочего колеса, во всем диапазоне расчетных подач, а также расчет их энергопотребления за расчетный период. Методика ориентирована, в первую очередь, на использование вычислительной техники для расчета и анализа режимов работы центробежных насосов и может быть использована в основе разработки соответствующего программного обеспечения. Применение методики в процессе технико-экономического обоснования внедрения регулируемого электропривода на насосной станции поз­волит обосновывать целесообразность запланированных мероприятий. Использование цифровой модели режимов работы насосной станции повышает качество проектирования за счет более детальной проработки отдельных элементов.

Ключевые слова

регулируемый электропривод , энергоэффективность , моделирование , насосная станция , водопроводно-канализационное хозяйство , насосный агрегат , методика расчета

bbk 000000

УДК 621.65:62-531.3

Усачев А. П.

Методика оценки эффективности частотного регулирования производительности насосных агрегатов
(в порядке обсуждения)

Аннотация

Приведена методика оценки экономии электроэнергии при использовании частотного регулирования производительности насосных агрегатов в системах водоснабжения. Оценка экономической эффективности производительности насосных агрегатов производится только из расчета экономии электроэнергии от использования частотного регулирования взамен дросселирования (остальные составляющие экономии не учитываются). Для оценки экономии электроэнергии необходимо сравнить потребляемую мощность из сети при существующей схеме регулирования дросселированием напорной задвижкой и при схеме с час­тотным регулированием. Затем следует сопоставить экономию электроэнергии в денежном выражении с затратами на внедрение системы частотного регулирования. Методика основана на графическом анализе параметров рабочей точки насосов рабочей группы и рассчитана на использование в системах водоснабжения, работа которых осуществляется по давлению.

Ключевые слова

производительность , экономия электроэнергии , частотное регулирование , насосный агрегат , оценка эффективности , дросселирование

DOI 10.35776/MNP.2020.01.06
УДК 621.65:62-531.3

Усачев А. П.

Методика оценки эффективности частотного регулирования производительности насосных агрегатов КНС

Аннотация

Рассматривается методика оценки экономии электроэнергии от использования частотного регулирования производительности насосных агрегатов на канализационных насосных станциях. Методика основана на графическом анализе параметров рабочей точки насосов рабочей группы и рассчитана на использование в системах водоотведения, работа которых осуществляется по уровню в приемном резервуаре. Предлагаемая методика оценки эффективности частотного регулирования на канализационных насосных станциях проверена многолетним опытом ее использования и является именно оценочной. Экономия электроэнергии на канализационных насосных станциях существенно ниже, чем на водопроводных. Это относится к системам с регулированием в режиме «старт-стоп». Данное обстоятельство связано с тем, что эффект от частотного регулирования заключается в снижении скорости движения жидкости в напорном трубопроводе. Эффект проявляется тем сильнее, чем больше динамическая составляющая характеристики сети относительно ее статической составляющей (в диапазоне изменения производительности станции). Практически это встречается крайне редко. Экономия электроэнергии в приведенных примерах с режимом «старт-стоп» не превышает 10% (без учета потерь в преобразователе частоты).

Ключевые слова

канализационная насосная станция , экономия электроэнергии , частотное регулирование , насосный агрегат , оценка эффективности

bbk 000000

УДК 621.671.62-752

Щавелев А. С.

Опыт создания лаборатории вибродиагностики

Аннотация

В рамках жизненного цикла любого оборудования существует этап технического обслуживания и ремонта. Цель управления техническим обслуживанием и ремонтом – сокращение простоев и снижение затрат на поддержание оборудования в рабочем состоянии. Очень часто для промышленных предприятий данный этап является крайне важным, так как расходы на обеспечение работоспособности оборудования очень велики. Для российских предприятий затраты на техническое обслуживание и ремонт могут достигать до 80% от прибыли (средний показатель для США и Западной Европы составляет 25–30%). Тем не менее, даже при таких затратах уровень аварийности на предприятиях слишком высок. Все затраты на техническое обслуживание и ремонт входят в тариф на оказание услуг по водоснабжению и водоотведению. Ввиду социальной значимости тарифных ставок необходимо добиваться, чтобы процесс проведения ремонтов был наиболее прозрачным и обоснованным. Совершенствование методологии управления, инструменты технического контроля и диагностики состояния оборудования значительно расширили возможности для повышения эффективности управления техническим обслуживанием и ремонтом оборудования. Однако практика показывает, что широкого распространения на промышленных предприятиях России они не получили. На Тюменском водоканале создана и функционирует лаборатория вибродиагностики, которая выполняет работы по контролю вибрации насосных агрегатов и их центровке на объектах предприятия. В результате проведенных работ удалось снизить аварийность насосных агрегатов и повысить эффективность распределения денежных средств на ремонт оборудования.

Ключевые слова

ремонт , насосный агрегат , техническое обслуживание , вибродиагностика , центровка , неразрушающий контроль

bbk 000000

УДК 621.65:62–531.3:628.1/.2

Никитин А. М., Балыгин А. В., Шустова Г. И., Яковлев И. М.

Особенности частотного регулирования параллельно работающих насосов

Аннотация

Рассматривается один из вариантов энергоэффективной работы насосных агрегатов на насосных станциях водоснабжения и водоотведения при изменении час­тоты вращения рабочего колеса насоса с помощью частотно-регулируемых электроприводов, наиболее широко применяемых в современных условиях. Час­тотно-регулируемый электропривод устанавливается один на группу рабочих агрегатов или на каждый насос. Установка частотно-регулируемого электропривода на каждый рабочий агрегат является, на первый взгляд, довольно дорогостоящим мероприятием, поэтому чаще всего устанавливают один электропривод на группу (2–3 шт.) насосов. Однако при этом могут возникать кавитационные процессы, повышаться динамические нагрузки на подшипники и валы насосов, уменьшаться коэффициент полезного действия, и в конечном счете снижаться энергоэффективность работы насосов. По данным теоретического и практического обоснования, при установке частотно-регулируемых электроприводов на каждый рабочий насосный агрегат указанные выше недостатки сглаживаются, а энергоэффективность повышается.

Ключевые слова

насосная станция , частотно-регулируемый электропривод , насосный агрегат , качественный метод регулирования , количественный метод регулирования , коэффициент полезного действия

DOI 10.35776/MNP.2019.11.07
УДК 628.24:628.292:532.595.2

Житенев А. И., Курганов Ю. А., Игнатчик В. С., Саркисов С. В., Винокуров П. В.

Результаты экспериментальных исследований гидравлических ударов, возникающих при работе канализационных насосных станций

Аннотация

Представлены результаты исследований гидравлических ударов, возникающих при работе канализационных насосных станций. Исследования проведены на двух однотипных станциях Санкт-Петербурга. В настоящее время отсутствуют направленные на снижение интенсивности гидравлических ударов на канализационных насосных станциях прак­тические рекомендации, включающие выбор места установки и типа обратных клапанов, сочетание их совместной работы с плавным пуском и т. п. Поэтому в Санкт-Петербурге проводится комплекс экспериментальных исследований, направленных на решение этой задачи. При проведении исследований применены пьезорезисторные преобразователи давления и модульный регистр сигналов. Применение обратных клапанов с гидротормозом является более эффективной мерой борьбы с гидравлическими ударами по сравнению с плавным пуском и остановкой насосного агрегата. Гидравлические удары, возникающие при пуске насосных агрегатов при работе в сочетании с обратными клапанами без гидротормоза, могут превышать гидравлические удары, возникающие при их остановке.

Ключевые слова

канализационная насосная станция , гидравлический удар , насосный агрегат , обратный клапан

УДК 628.12
DOI 10.35776/VST.2024.12.02

Войтов И. В., Еловик В. Л.

Условия подбора центробежных насосов, работающих с переменной частотой вращения рабочего колеса

Аннотация

Рассмотрены результаты исследований в области определения граничных условий, при выполнении которых обеспечивается стабильная и энергоэффективная работа центробежных насосов, работающих с переменной частотой вращения рабочего колеса, во всех рабочих диапазонах. Представлено понятие режимной характеристики регулируемого центробежного насоса, позволяющей определить положения рабочей точки во всех рабочих диапазонах. Представлено понятие степени разнотипности, которая характеризует, насколько разнотипные насосы отличаются друг от друга по производительности при работе в параллельных режимах. Приведены рекомендации для подбора центробежных насосов, работающих с переменной частотой вращения рабочего колеса, соблюдение которых повышает надежность и энергоэффективность эксплуатации насосных систем.

Ключевые слова

регулируемый электропривод , энергоэффективность , насосная станция , водопроводно-канализационное хозяйство , насосный агрегат