Гидравлический расчет групповых водозаборов из подземных скважин, оборудованных насосами с частотными преобразователями

Аннотация

Применение частотных преобразователей на групповых водозаборах из подземных источников в системах водоснабжения направлено на экономию электроэнергии, организацию эффективных режимов, повышение технологичности управления, однако без достаточного обоснования не всегда приводит к желаемому результату. Одной из причин этого является отсутствие расчета с помощью эффективной математической модели, описывающей движение воды в водоносных горизонтах, скважинах, водоподъемных трубах и сборных коллекторах с учетом всех необходимых ограничений, в том числе на параметры режима при использовании частотных преобразователей на части или на всех погружных насосах. Модель представлена в виде задачи оптимизации, в которой целевая функция является суммарной потребляемой мощностью всеми погружными насосами, участвующими в работе. Предлагаемая оптимизационная модель позволяет описывать режимы функционирования групповых водозаборов от границы контура питания водозабора до резервуаров. Все ограничения задачи оптимизации можно разделить на три непересекающиеся группы: балансовые, технологические и режимные. Вычислив расходы электроэнергии по всем значимым режимам в течение года и сравнив их с затратами при существующих режимах без использования частотных преобразователей, можно сделать обоснованный вывод о целесообразности применения частотного электропривода, в том числе на один или несколько погружных насосов. Предложенная модель позволяет осуществлять организацию не только эффективных, но и технологически допустимых режимов.

Ключевые слова

преобразователь частоты , водозаборная скважина , водоносный пласт , погружной насос , пьезометрический напор , задача потокораспределения , задача оптимизации , потребляемая мощность , групповой водозабор

Подробнее...

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