Меню

Электропривод переменного тока насоса

Электродвигатели для насосов и насосного оборудования

Компактность конструкций, простота соединений с насосом, легкая автоматизация управления и относительно низкие эксплуатационные затраты предопределили массовое применение электродвигателей переменного тока в качестве привода для насосов систем водоснабжения и канализации.

К приводным электродвигателям насосных агрегатов помимо их большой мощности предъявляется ряд специфических требований. Одним из определяющих является необходимость пуска двигателей под нагрузкой. Конструкция электродвигателя должна также допускать довольно продолжительное вращение ротора в обратную сторону (с угонной скоростью, определяемой характеристикой насоса), вызываемое сливом воды из напорных трубопроводов после отключения электродвигателя от сети при плановой или аварийной остановке агрегата.

Весьма желательной для улучшения условий работы энергетических систем, где применяются мощные насосные станции, является возможность частых повторных пусков, что, в свою очередь, предъявляет повышенные требования к конструкциям обмотки статора и пусковой обмотки электродвигателя, нагревание которых определяет продолжительность требуемой паузы между пусками и допустимое число пусков за рассматриваемый период.

Энергоснабжение и электропривод рассматриваются в специальных курсах, поэтому в настоящем учебнике лишь кратко освещаются особенности приводных электродвигателей различных типов, в значительной мере определяющие конструкцию и размеры машинного здания насосной станции

Асинхронные электродвигатели. При работе этих двигателей частота вращения магнитного поля статора постоянна и зависит от частоты питающей сети (стандартная частота 50 Гц) и от числа пар полюсов, а частота вращения ротора отличается на величину скольжения, составляющую 0,012-0,06 скорости магнитного поля статора. Причиной исключительно широкого применения асинхронных электродвигателей является их простота и небольшая стоимость.

В зависимости от типа обмотки ротора различают асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым или с фазным ротором

Короткозамкнутые асинхронные электродвигатели являются наиболее подходящим электроприводом для небольших насосов они значительно дешевле электродвигателей всех других типов и, что очень существенно, обслуживание их гораздо проще Пуск этих электродвигателей — прямой асинхронный, при этом не требуется каких-либо дополнительных устройств, что дает возможность значительно упростить схему автоматического управления агрегатами

Однако при прямом включении короткозамкнутых асинхронных электродвигателей очень высока кратность пускового тока, который для двигателей мощностью 0,6 — 100 кВт при п = 750Н-3000 мин»‘ в 5-7 раз выше номинального тока такой кратковременный толчок пускового тока относительно безопасен для двигателя, но вызывает резкое снижение напряжения в сети, что может неблагоприятно сказаться на других потребителях энергии, присоединенных к той же распределительной сети. По этим причинам допустимая номинальная мощность асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором, пускаемым прямым включением, зависит от мощности сети и в большинстве случаев ограничивается 100 кВт.

Асинхронные электродвигатели с фазным ротором имеют более сложную и дорогую конструкцию, так как обмотки ротора у них соединяются с наружным пусковым реостатом через три контактных кольца со скользящими по ним щетками

Перед пуском такого электродвигателя в цепь ротора с помощью реостата вводят дополнительное сопротивление, благодаря чему при включении электродвигателя уменьшается сила пускового тока по мере увеличения частоты вращения двигателя сопротивление постепенно уменьшается, а после того как электродвигатель достигнет частоты вращения, «близкой к нормальной, сопротивление пускового реостата целиком выводят, обмотки закорачивают и двигатель продолжает работать как короткозамкнутый

Для насосов с горизонтальным валом отечественной промышленностью в настоящее время выпускаются асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором единой серии 4А мощностью 0,06-400 кВт при д>3000 мин-1 и высоте оси вращения 50-355 мм. Электродвигатели мощностью 0,06-0,37 кВт изготовляются на напряжение 220 и 380 В; 0,55-11 кВт- на 220, 380 и 660 В; 15-110 кВт- на 220/380 и 380/660 В; 132-400 кВт- на 380/660 В.

Для привода вертикальных насосов выпускаются асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором серии ВАН мощностью 315-2500 кВт, напряжением 6 кВ и номинальной частотой вращения 375-1000 мин»1.

Изготовляются электродвигатели серии ВАН в вертикальном подвесном исполнении с подпятником и двумя направляющими подшипниками (один из которых расположен в верхней крестовине, другой — в нижней), с фланцевым концом вала для присоединения к насосу Вентиляция электродвигателя осуществляется по разомкнутому циклу напором воздуха, создаваемым вращающимся ротором и вентиляторами Холодный воздух поступает в машину снизу из фундаментной ямы через нижнюю крестовину и сверху через окна в верхней крестовине Нагретый воздух выбрасывается через отверстия в корпусе статора

Асинхронные электродвигатели основного исполнения имеют различные модификации, в частности: с повышенным пусковым моментом; с повышенными энергетическими показателями для насосных агрегатов с круглосуточной работой, при которой особое значение имеет повышение КПД; с фазным ротором, облегчающим условия пуска и т. п.

Отечественной промышленность J также выпускаются многоскоростные асинхронные электродвигатели, позволяющие изменением частоты вращения регулировать подачу и напор насоса, улучшая, тем самым, технико-экономические показатели насосной станции в целом. Так, например, двухскоростные электродвигатели серии ДВДА имеют интервал значений мощности от 500/315 до 1600/1000 кВт. Эти электродвигатели переводятся с одной частоты вращения на другое отключение одной обмотки статора с последующим включением другой.

Синхронные электродвигатели переменного тока применяются для привода мощных насосов, характеризуемых большой продолжительностью работы. Частота вращения синхронных электродвигателей связана постоянным отношением с частой сети переменного тока, в которую эта машина включена: ря=:3000 (где р — число пар полюсов; п — частота вращения)

Ротор синхронной машины отличается от ротора асинхронной наличием рабочей обмотки для создания постоянного магнитного поля, взаимодействующего с вращающимся магнитным полем статора Рабочая обмотка ротора запитывается постоянным током от возбудителя, которым может служить либо генератор постоянного тока, либо тиристорный возбудитель Генератор постоянного тока может располагаться отдельно от электродвигателя или крепиться на валу ротора

Во втором случае генератор выполняется с самовозбуждением тиристорный возбудитель всегда располагается отдельно от электродвигателя

Основные преимущества синхронного электродвигателя перед асинхронным следующие:

синхронный электродвигатель может работать с коэффициентом мощности (coscp), равным единице и даже опережающим, что улучшает коэффициент мощности сети и, следовательно,

  • при колебаниях напряжения в сети синхронный электродвигатель работает более устойчиво, допуская кратковременное снижение напряжения до 0,6 номинального.
  • Основным недостатком синхронных электродвигателей является то, что момент на их валу при пуске равен нулю, поэтому их необходимо раскручивать тем или иным способом до скорости, близкой к синхронной для этой цели большинство современных синхронных электродвигателей имеет в роторе дополнительную пусковую короткозамкнутую обмотку, аналогичную обмотке ротора асинхронного двигателя

    Для насосов с горизонтальным валом используют синхронные двигатели общего применения серий СД2, СДН-2, СДНЗ-2 и СДЗ различных типоразмеров, имеющие большой диапазон мощности (132-4000 кВт) и частоты вращения (100-1500 мин-1) при напряжении 380-6000 В.

    Для привода вертикальных насосов изготовляются две серии синхронных двигателей трехфазного тока частотой 50 Гц, мощностью 630-12 500 кВт, напряжением 6 и 10 кВ, с опережающим cos ф = 0,9, позволяющим получить от двигателя при работе его в номинальном режиме реактивную мощность в пределах до 40% номинальной. Первая серия двигателей ВСДН 15-17-го габаритов включает машины с параметрами: N=6304-3200 кВт, п = 375-=-750 мин-1. Вторая серия электродвигателей ВДС 18-20-го габаритов включает машины больших мощностей (N=4000-=-12 500 кВт) и меньших частот вращения (п = 2504-375 мин»1).

    Серийно выпускаемый вертикальный синхронный электродвигатель серии ВДС (8.3) имеет статор цилиндрической формы, активная сталь которого набрана пакетами из листовой стали и закреплена в станине стяжными шпильками. Ротор двигателя выполнен из литой стали. Полюсы прикреплены к ободу болтами. В верхней крестовине размещены подпятник, верхний направляющий подшипник и маслоохладитель. Эта крестовина является грузонесущей и воспринимает вес всех вращающихся частей агрегата и давление воды на рабочее колесо насоса. В нижней крестовине двигателя установлен нижний направляющий подшипник. Возбудитель двигателя (в данном случае генератор постоянного тока с самовозбуждением) вместе с контактными кольцами насажен на отдельный вал, который имеет фланцевое соединение с валом двигателя. В случае отдельно стоящих возбудителей на валу электродвигателя устанавливаются кольца, с помощью которых возбудитель соединяется с обмотками ротора. Двигатель имеет проточную вентиляцию. Двигатели этого типа мощностью свыше 4000 кВт выполняются с замкнутой системой вентиляции и охлаждением воздуха с помощью охладителей.

    Читайте также:  Ванна слегка бьет током

    Обозначение электродвигателей этого типа включает данные об их габаритах. Так, например, марка двигателя, изображенного на 8.3, означает: вертикальный (В) двигатель (Д) синхронного типа (С) с диаметром расточки статора 325 см, длиной сердечника статора 44 см и числом полюсов 2р=16.

    Напряжение приводного двигателя принимают в зависимости от его мощности и напряжения сети энергосистемы, к которой подключена насосная станция.

    Если питание насосной станции осуществляется от энергосети напряжением 3,6 или 10 кВ и мощность электродвигателей превышает 250 кВт, то следует устанавливать двигатели на том же напряжении. В этом случае отпадает необходимость сооружения понизительной трансформа-горной подстанции и, следовательно, уменьшаются затраты по сооружению насосной станции. Напряжение электродвигателей мощностью 200-250 кВт определяется схемой электропитания и условиями перспективного увеличения их мощности. Электродвигатели мощностью до 200 кВт следует принимать низковольтными, напряжением 220, 380 и реже 500 В.

    В зависимости от особенностей среды производственных помещений водопроводных и канализационных насосных станций в них устанавливают электродвигатели в том или ином конструктивном исполнении.

    Электродвигатели, устанавливаемые в помещениях с нормальной средой, обычно принимают в защищенном исполнении. Электродвигатели, устанавливаемые на открытом воздухе, следует принимать в закрытом исполнении, для низких температур — во влагоморозостойком. При установке приводных электродвигателей в особо сырых местах их принимают в капле- или брызгозащищенном исполнении с влагостойкой изоляцией. Исполнение электродвигателей, устанавливаемых во взрывоопасных помещениях, должно приниматься в соответствии с Правилами устройств электроустановок (ПУЭ).

    ООО «СЗЭМО «Электродвигатель» поставляет широкий спектр электродвигателей для насосного оборудования российского и зарубежного производства: герметичные, погружные, для водоснабжения, для жидкостей с посторонними включениями, для нефтепродуктов, для химической промышленности, насосы для поддержания пластового давления в скважине, нефтяные магистральные насосы, насосы для энергетической промышленности, насосы типа Д, КсВ, ПЭ, АВз, ЭЦВ.

    Для правильного подбора электродвигателя для насосного оборудования просим сообщить нам полные характеристики насоса, включая: перекачиваемую среду, ее температуру, расход, напор, место установки, специфические особенности установки, варианты исполнения двигателя. В разделе «Контакты» нашего интернет ресурса Вы сможете оставить заявку на поставку электродвигателя для насосного оборудования и насосных станций. Мы постараемся в кратчайшее время подобрать необходимое Вам оборудование и подготовить технико-коммерческого предложения на поставку.

    Источник

    ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

    Частотно регулируемый электропривод — это электродвигатель (асинхрон­ный или синхронный), оснащенный регулируемым преобразователем частоты.

    Для низковольтных асинхронных двигателей (электроприводы насосов подпитки тепловых сетей, насосов слива конденсата в подогреватели низкого давления, баггерных, шламовых насосов, регенеративных воздухоподогревателей и т.п.) применяются преобразователи частоты на основе IGBT-инверторов напряжения с ШИМ. Такие преобразователи мощностью от 30 до 250 кВт выпускают отечественные фирмы, в частности, НТЦ «Приводная техника» и «Веспер-Автоматика». Для электромагнитной совместимости со стандартным асинхронным двигателем, особенно при протяженном кабеле от преобразователя частоты, на выходе последнего должен быть установлен L или LC-фильтр.

    В силу психологической инерции и отсутствия финансовых средств в промышлен­ности и коммунальном хозяйстве частотные регуляторы находят недостаточное при­менение, несмотря на то, что они являются эффективным средством позволяющим адаптировать режимы работы вспомогательного энергетического и промышленного оборудования к колебаниям производственной загрузки промышленных предприятий и коммунальных систем.

    Область применения частотных регуляторов обширна:

    • энергетика (питательные, сетевые и подпиточные насосы, дутьевые вентиляторы и дымососы);

    • нефтяная и газовая промышленность (буровые установки, насосы нефтепере-
    качки, компрессоры газоперекачки);

    • угольная и горнорудная промышленность (экскаваторы, электротрансмиссии
    мощных карьерных самосвалов, транспортеры и конвейеры, дробилки, насосы, вен­тиляторы, компрессоры и т.д.);

    • цементная промышленность (печи, мельницы, конвейеры, транспортеры);

    • химическая, нефтехимическая, лесная и целлюлозная промышленность (ме­шалки, центрифуги, насосы, компрессоры, вентиляторы и т.п.),

    • коммунальное хозяйство (насосы систем холодного и горячего водоснабжения и отопления). Их применение позволяет на 30-40 % сократить расход электроэнергии, на 20 % — расход воды и тепла, избежать гидравлических ударов в системах).

    Основные достоинства данной технологии:

    1.Энергосбережение, которое осуществляется за счет достижения соответствия
    потребляемой и требуемой мощности путем регулирования скорости вращения элек­тродвигателя. Опыт внедрения и эксплуатации показал, что расход электроэнергии
    уменьшается на 30-60 %, а коэффициент мощности достигает величины 0,98, что зна­чительно превышает коэффициент мощности тиристорных электроприводов анало­гичного назначения (0,7).

    2.Высокое качество электроэнергии, в частности за счет существенного (по срав­нению с тиристорным) уменьшения высоких гармоник тока и напряжения, резко ухуд­шающих функционирование электропотребителей.

    3.Высокая надежность: наработка на отказ по данным эксплуатации составляет
    не менее 25000 часов, проектная долговечность — не менее 15 лет.

    4.Широкие возможности интеграции в системы автоматизированного управле­ния (АСУ ТП) за счет развитых средств коммуникации — дискретных и аналоговых входов/выходов, интерфейса связи с компьютером или управляющей системой.

    5.Снижение эксплуатационных затрат за счет увеличения износостойкости обо­рудования, работающего значительную часть времени с пониженной скоростью вра­щения, «мягкий» запуск обеспечивает отсутствие пусковых токов.

    При использовании ЧРП для регулирования режимов работы вентиляторов вместо метода дросселирования (вентиляторы, дымососы) потребляемая мощность ЧРП (при подаче равной 0,5 от номинального значения) равна 13 % номинальной мощности, при дросселировании — 75 %, т.е. экономия составит 60 % номинальной мощности. В режиме регулирования суточных и сезонных графиков ТЭС, снижение мощности

    газомазутных энергоблоков достигает 70-75 % (аналогичные режимы имеют место и на котлоагрегатах промышленных котельных), на угольных — 50 %. Применение ЧРП даже на ТЭС, где уделяется много внимания экономичности генерирования энергии и каждое мероприятие в этом направлении весомо в абсолютном значении, позволяет повысить экономичность блоков в среднем на 1-2 %. Особенно такие решения эффек­тивны для промышленных котельных в условиях спада производства, где максималь­ная нагрузка котлоагрегатов иногда достигает 25-35 %.

    На рисунке показано, как формируется экономия мощности при ис­пользовании ЧРП, работающего на вентиляторную нагрузку. КПД частот­ного преобразователя около 98 %.

    ПРИМЕНЕНИЕ ЧАСТОТНО РЕГУЛИРУЕМОГО АСИНХРОННОГО ЭП НА ВНС


    Преобразователь частоты устанавливается между питающей сетью и электродвигателем, для обеспечения обратной связи. В напорный коллектор на выходе насосного агрегата устанавливается датчик давления. Плавное регулирование частоты и высокая точность поддержания давления в сетях водоснабжения позволяет экономить электроэнергию (от 30 до 60%), ведёт к экономии перекачиваемой воды, исключает гидроудары (существенно увеличивается срок службы трубопроводов и запорной арматуры), осуществлять пуск агрегатов на номинальных токах (увеличивает срок службы электродвигателей и коммутационной аппаратуры), работать в автоматическом режиме по часам реального времени по запрограммированному графику.

    ПРИМЕНЕНИЕ ЧАСТОТНО РЕГУЛИРУЕМОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ДЛЯ КНС


    Применение частотно регулируемого асинхронного ЭП с обратной связью по датчику уровня позволяет экономить электроэнергию (за счет стабилизации максимально допустимого уровня в приёмном резервуаре при больших потоках), устранить гидроудары в трубопроводах, уменьшить число коммутационных переключений в силовых цепях и цепях управления насосными агрегатами.

    ПРИМЕНЕНИЕ ЧАСТОТНО РЕГУЛИРУЕМОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА В КОМПРЕССОРНЫХ УСТАНОВКАХ

    При применении частотно-регулируемого привода для управления винтовыми компрессорами можно получить экономию электроэнергии, сравнимую с экономией при управлении центробежными насосами (до 60%), снижение износа коммутационной аппаратуры (в связи с отсутствием больших пусковых токов), снижение утечки сжатого воздуха (за счет оптимизации давления в пневмосети, увеличение срока службы электродвигателя (из за снижения его нагрузки и отсутствия тяжёлых пусковых режимов).

    Читайте также:  Цепь синусоидального тока с индуктивностью ответы

    ПРИМЕНЕНИЕ ЧАСТОТНО РЕГУЛИРУЕМОГО ПРИВОДА В СИСТЕМАХ ВЕНТИЛЯЦИИ И КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА

    Применение частотно-регулируемого привода в системах вентиляции и кондиционирования воздуха. Использование частотно регулируемого электропривода обеспечивает экономию электроэнергии (до 75% за счет устранения шиберирования), плавное включение и выход на рабочий режим вентилятора (полную защиту электродвигателя), увеличение ресурса электродвигателя управление скоростью вращения двигателя вентилятора.

    ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЧАСТОТНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ В КОТЕЛЬНЫХ

    Использование частотно регулируемых приводов позволяет решать задачу согласования режимных параметров и энергопотребления тягодутьевых механизмов с изменяющимся характером нагрузки котлов, эффективно автоматизировать технологический процесс, позволяет сэкономить до 70% электроэнергии, идущей на приведение в действие дымососа и вентилятора, обеспечивает экономию топлива за счет оптимальной совместной работы вентилятора и дымососа. Плавный пуск электроприводов и полная защита электродвигателя позволяет увеличить межремонтный период, снизить аварийность оборудования.

    Регулирование работы насосов. В практике неизменных (постоян­ных) режимов водоснабжения не бывает. Насосы работают в пере­менном режиме в зависимости от режимов потребления воды (рис.). Поэтому правильное изменение режимов работы насосов, т. е. раци­ональное регулирование, обеспечивает значительную экономию элек­троэнергии. Регулирование режима работы насосов может осуществ­ляться напорной или приемной задвижкой; изменением частоты вращения электродвигателя.

    Суточный отпуск воды со 2-го подъема водопроводной станции.

    Анализ этих способов регулирования показывает следующее:

    – при регулировании задвижкой с уменьшением расхода воды КПД насоса уменьшается, а значения напора растут. Следовательно, с уменьшением расхода воды удельный расход электроэнергии быстро возрастает;

    при регулировании изменением числа параллельно работающих насосов КПД двигателя и насоса остаются неизменными. Напор из-за уменьшения расхода и потерь в сетях снижается, что приводит к снижению удельных расходов электроэнергии;

    — при регулировании изменением частоты вращения насоса КПД насоса и электродвигателя с уменьшением расхода практически не снижается, но снижается напор. Поэтому снижаются удельные рас­ходы электроэнергии. Частотное регулирование осуществляется с помощью преобразователей частоты. Оно позволяет:

    — автоматически поддерживать необходимое давление воды при изменении объема водопотребления;

    — в 2-3 раза увеличить срок службы электродвигателей и насосов за счет исключения перегрузок при потреблении воды, а также при посадках напряжения в сети;

    — увеличить срок службы трубопроводов за счет отсутствия из­быточного давления;

    — сократить расход воды за счет уменьшения потерь при избы­точном давлении (в системах водоснабжения каждая лишняя атмос­фера вызывает за счет больших утечек дополнительно 7-9% потерь воды):

    — сократить трудозатраты на эксплуатацию систем водоснаб­жения за счет бесперебойной работы насосов, а также автоматичес­кого отключения с выработкой командного сигнала на подключе­ние резервного насоса и применения автоматизации управления от АСУТП.

    Годовой экономический эффект при применении частотного ре­гулирования складывается из трех составляющих:

    1) эффекта от снижения потерь электроэнергии за счет повыше­ния КПД насосных агрегатов;

    2) эффекта от снижения расходов воды за счет стабилизации дав­ления в системах подачи и распределения воды;

    3) эффекта от увеличения срока службы и межремонтных перио­дов электро и механооборудования, затрат на приобретение, мон­таж и обслуживание запорной арматуры.

    Мощность преобразователя частоты определяется по выражению:

    Pn = (1.1 – 1.2)PH,

    Годовая экономия электроэнергии при внедрении преобразовате­ля определяется как

    где Hвых — напор на выходе насоса, м вод. ст.;

    Ннеоб—напор, поддерживаемый в магистрали, за задвижкой, м вод. ст.

    Повышение КПД насосов. Замена устаревших насосов на но­вые, с более высоким КПД, позволяет получить экономию элект­роэнергии:

    ΔW = 0.00272 ,

    Уменьшение сопротивления трубопроводов. Причины повышенных удельных расходов электроэнергии на подачу воды — неправильная конфигурация трубопровода, когда поток испытывает резкие пово­роты, засоренность всасывающих устройств и др. Устранение этих причин приводит к уменьшению сопротивления трубопроводов и снижению расхода электроэнергии.

    ΔH = 0,083λLG 2 /d 5,

    Потери напора в трубопроводе на прямом участке:

    где λ, — коэффициент трения воды о стенки труб (λ = 0,02-0,03);

    L — длина участка трубопровода, м;

    G — действительный расход, м 3 /с;

    d — диаметр трубопровода, м;

    f— коэффициент местного сопротивления: для задвижек f= 0,5, для закругленного на 90°колена f= 0,3, для обратного клапана f= 5,0.

    Сегодня в России внедрение эффективных ресурсосберегающих технологий сдерживается высокой стоимостью импортных РЭП большой мощности. Это часто связано с необходимостью закупки полного комплекта фирменного оборудования, включающего трансформаторы, ПЧ, реакторы, двигатель. Удельная стоимость импортных РЭП мощностью 0,3–5 МВт составляет 150–350 USD/кВт (в зависимости от комплектности поставки и мощности). Стоимость отечественных РЭП указанной мощности с учетом наличия у заказчика высоковольтной ячейки, реакторов и электродвигателя составляет 80–120 USD/кВт. Срок окупаемости РЭП отечественного производства, определяемый экономией электроэнергии от их применения, составляет от 1 года до 2 лет в зависимости от объекта внедрения. С учетом экономии других ресурсов срок окупаемости может оказаться существенно меньше.

    В настоящее время в ЖКХ и в электроэнергетике износ основного насосного оборудования превышает 60%. Внедрение на насосных и вентиляторных агрегатах устройств плавного пуска и регулируемых электроприводов позволит значительно продлить сроки их эксплуатации. Проведенный в 1999–2000 годах энергоаудит собственных нужд 50 тепловых электростанций позволил дать экспертные оценки по количеству и номенклатуре механизмов собственных нужд, оснащение которых регулируемым электроприводом наиболее перспективно, а также определить расчетную экономию электроэнергии [1]. К примеру:

    • для питательных насосов с суммарной установленной мощностью регулируемых электроприводов 727 825 кВт расчетная экономия электроэнергии составит 12 737 000 тыс. кВт•ч;
    • для дутьевых вентиляторов с суммарной установленной мощностью регулируемых электроприводов 185 300 кВт расчетная экономия электроэнергии составит 389 136,3 тыс. кВт•ч;
    • для дымососов с суммарной установленной мощностью регулируемых электроприводов 252 000 кВт расчетная экономия электроэнергии составит 442 030 тыс. кВт•ч;
    • для сетевых насосов с суммарной установленной мощностью регулируемых электроприводов 211 575 кВт расчетная экономия электроэнергии составит 3 248 625 кВт•ч.

    Федеральная энергетическая комиссия России в 2001 году соответствующим решением рекомендовала считать приоритетным направлением энерго- и ресурсосбережения в электроэнергетике широкое внедрение регулируемого электропривода при выполнении проектов технического перевооружения и реконструкции тепловых электростанций. Комиссией было признано целесообразным при расчетах тарифов на электрическую и тепловую энергию ввести инвестиционную составляющую, компенсирующую затраты на проекты внедрения регулируемых электроприводов. Это должно стать серьезным стимулом широкого внедрения регулируемых электроприводов в электроэнергетике.

    Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

    Источник

    Электропривод центробежного насоса станции водоподъема

    Насос. Тип. Центробежные консольные одноступенчатые с горизонтальным осевым подводом жидкости к рабочему колесу.

    Назначение. Центробежные насосы предназначены для перекачивания воды, суспензий и эмульсий с температурой от 0 до 105 о С. Возможна перекачка и других жидкостей, сходных с водой по плотности, вязкости и химической активности, содержащих твердые включения по объему не более 0,1% и размером до 0,2 мм.

    Область применения. Насосы используются в системах водоснабжения, отопления, канализации, для орошения и осушения. Конструктивное исполнение.

    Общий вид насосного агрегата

    Рис. 1. Общий вид насосного агрегата

    Особенностями конструкции является то, что насос и электродвигатель закреплены на общей фундаментной плите. Подвод крутящего момента от вала электродвигателя на вал насоса происходит через упругую муфту с монтажной приставкой, что позволяет отсоединить насос без демонтажа электродвигателя.

    Принципиальная схема центробежного насоса

    Рис. 2. Принципиальная схема центробежного насоса: 1 – рабочее колесо; 2 – лопасти; 3 – спиральный корпус; 4 – всасывающий трубопровод; 5 – напорный трубопровод; 6 – обратный клапан; 7-сетка.

    Основным элементом центробежного насоса является рабочее колесо 1, с лопастями 2, помещенное на валу внутри спирального корпуса 3. Насос снабжен всасывающим 4 и нагнетательным 5 трубопроводами. На конце всасывающего трубопровода монтируются обратный клапан 6 и сетка 7. На нагнетательном трубопроводе устанавливается задвижка, служащая для регулирования расхода и перекрытия нагнетательной линии насоса.

    Читайте также:  Оказание первой помощи при поражении техническим током

    Принцип действия. Изогнутые лопатки рабочего колеса в процессе вращения оказывают давление на жидкость. Жидкость, под действием возникающей центробежной силы, отбрасывается в направлении от центра рабочего колеса к периферии и, попадая в спиральный корпус, выводится из насоса через напорный трубопровод, в результате чего в центре колеса создается разрежение, а в периферийной его части — повышенное давление.

    Движение жидкости по всасывающему трубопроводу происходит вследствие наличия разности между атмосферным давлением и вакуумом во всасывающем патрубке насоса. Для стабильной работы центробежного насоса необходимо обеспечить непрерывный подвод жидкости к рабочему колесу и отвод от него.

    • Центробежные насосы обычно располагают выше уровня жидкости в водоисточнике, поэтому запустить насос в работу возможно только после заполнения жидкостью всасывающего трубопровода и корпуса насоса при наличии обратного клапана.
    • При пуске насоса задвижка на напорном трубопроводе должна быть закрыта.
    • Запрещается осуществлять пуск насоса при закрытой или не полностью открытой всасывающей задвижке.
    • Запрещается работа насоса более 2-3 минут при закрытой напорной задвижке.
    • Для остановки насоса производится полное закрытие напорной задвижки, и только после это-го насосный агрегат выключается.
    • При отсутствии давления в напорном трубопроводе, определяемом по манометру, насос должен быть сразу отключен во избежание поломок.
    • Вал насоса и вал двигателя должны быть тщательно отцентрированы.
    • Не допускается установка и эксплуатация насосов во взрыво — и пожароопасных производствах.
    • Не допускается перекачка горючих и легковоспламеняющихся жидкостей.
    • Высокое число оборотов рабочего колеса обеспечивают сравнительно небольшие размеры, вес и стоимость насоса.
    • Упругая муфта с монтажной приставкой обеспечивает простоту соединения и демонтажа насоса с электродвигателем.
    • Обеспечивается равномерная, плавная подача жидкости. Насос имеет длительный срок службы и надежен в эксплуатации.
    • Конструкция насоса не позволяет использовать его для подачи малых объемов жидкости.
    • При работе насосов возникают значительные осевые усилия на рабочее колесо, направленные в сторону всасывающего патрубка.
    • Сложность отливки рабочего колеса.
    • Необходимость заполнения жидкостью корпуса насоса и всасывающего трубопровода при нахождении оси насоса выше уровня воды.

    Система электропривода

    Общий вид электропривода насоса

    Рис. 3. Общий вид электропривода насоса

    Для привода механизмов насосных станций, как правило, применяются электродвигатели переменного тока, обычно поставляемые комплектно с оборудованием. В отличие от асинхронного двигателя частота вращения синхронного двигателя постоянна при различных нагрузках.

    Синхронные двигатели находят применение для привода машин постоянной скорости (насосы, компрессоры, вентиляторы). Устройства подобного типа предполагают ранний разгон ротора, который осуществляется благодаря установке небольшой короткозамкнутой обмотки. С помощью данного элемента нивелируются колебания вращения ротора и, соответственно, пусковые токи статора.

    Показатели мощности синхронных агрегатов обеспечивают стабильную работу комплекса. Кроме того, подобное оборудование в меньшей мере зависит от колебаний напряжения в электросети. Станции мощность 300 киловатт и более оснащаются синхронными агрегатами.

    Основным требованием для синхронного двигателя в ЦПВ является непрерывная подача воды. В регионе наблюдается низкий коэффициент мощности и для компенсации реактивной мощности было принято решение установить синхронные двигатели, помимо этого синхронные двигатели имеют более высокое КПД.

    Основным достоинством синхронного электродвигателя является возможность получения оптимального режима по реактивной энергии, который осуществляется путем автоматического регулирования тока возбуждения двигателя.

    Синхронный двигатель может работать, не потребляя и не отдавая реактивной энергии в сеть, при коэффициенте мощности (cos фи) равным единице. В этих условиях работающий синхронный двигатель нагружает сеть только активным током.

    Выводы. Исходя из представленного материала можно сделать вывод о том что для электропривода центробежного насоса лучше использовать синхронный электродвигатель, так как:

    • Синхронные электродвигатели менее чувствительны к колебаниям напряжения сети, чем асинхронные электродвигатели.
    • Их максимальный момент пропорционален напряжению сети, в то время как критический момент асинхронного электродвигателя пропорционален квадрату напряжения.
    • Синхронные электродвигатели имеют высокую перегрузочную способность.
    • Перегрузочная способность синхронного двигателя может быть автоматически увеличена за счет повышения тока возбуждения, например, при резком кратковременном повышении нагрузки на валу двигателя.

    1. Рабочая документация ФГУП «ПО «Маяк».

    2. Хабаров В.Е. Технико-эксплуатационные параметры и устройство центробежных насосов: учебно-метод. пособие.- / В.Е. Хабаров; ФГОУ ВПО Ставроп. гос. аграр. ун-т.- Ставрополь: Изд-во СтГАУ «Агрус», 2006.- 40с.

    3. Лысов, К.И. Насосы и насосные станции: учебники и учеб. пособия для подгот. кадров массовых профессий / К.И. Лысов, К.Т. Григорьев.- М.: «Колос», 1977.-224с.

    Яковлев А.С. Национальный исследовательский Томский политехнический университет, г. Томск

    Источник

    

    Электропривод центробежного насоса

    Выбор способа регулирования производительности центробежного насоса, мощности и типа асинхронного двигателя. Расчет элементов вентильной каскадной группы. Использование электропривода центробежного насоса по схеме асинхронного вентильного каскада.

    Рубрика Физика и энергетика
    Вид курсовая работа
    Язык русский
    Дата добавления 19.03.2013

    Некоммерческое акционерное общество

    АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ

    Кафедра электропривода и автоматизации

    «Электропривод промышленных механизмов»

    Выполнила: студентка группы

    ЭАТКк-09-02 Жумадилов Г.Б.

    Проверила: Сарсенбаев Е.

    При описании технологической установки используются некоторые термины, являющиеся специфическими для данного типа установок:

    Насос — гидравлическая машина, создающая напорное перемещение жидкости при сообщении ей энергии.

    Насосный агрегат (НА) — совокупность насоса, электропривода и передаточного механизма (муфта, редуктор, шкив).

    Насосная установка (НУ) — комплекс оборудования обеспечивающий требуемый режим работы насосов одного или нескольких насосных агрегатов. НУ состоит из одного или нескольких насосных агрегатов, трубопроводов, запорной и регулирующей арматуры, контрольно-измерительной аппаратуры, а также аппаратуры управления и защиты.

    Насосная станция (НС) — сооружение, включающее в себя одну или несколько насосных установок, а также вспомогательные системы и оборудование.

    Насосные установки подразделяются на водопроводные, канализационные, мелиоративные, теплофикационные и др.

    Насосные установки ежегодно расходуют около 20% электроэнергии, вырабатываемой энергосистемами республики. В настоящее время большая часть насосных установок работают неэкономично. Потери электроэнергии составляют 10.15%, а иногда достигают 20.25% потребляемой электроэнергии.

    Центробежные насосы составляют основной класс насосов. Перекачивание жидкости или создание давления производится вращением одного или нескольких рабочих колёс. В результате воздействия рабочего колеса жидкость выходит из него с более высоким давлением, и большей скоростью, чем при входе. При этом происходит поворот потока жидкости на 90? от осевого направления к радиальному. Выходная скорость преобразуется в корпусе центробежного насоса в давление перед выходом жидкости из насоса.

    Классификация центробежных насосов

    а) по числу колес:

    Рис. 1 Центробежный насос

    На рис.1 показана схема типичного центробежного насоса. Жидкость поступает к центральной части рабочего колеса (крыльчатке). Крыльчатка установлена на валу в корпусе и приводится во вращение электрическим или другим двигателем. Энергия вращения передается крыльчаткой жидкости; жидкость перемещается на периферию крыльчатки, собирается в кольцевом коллекторе (улитке) и удаляется через выходной патрубок. Патрубок имеет расширяющуюся форму; скорость потока в нем падает, и часть кинетической энергии жидкости, приобретенной в рабочем колесе насоса, преобразуется в потенциальную энергию давления. Увеличение давления на выходе из насоса может быть достигнуто увеличением либо частоты вращения, либо диаметра крыльчатки.

    Вход жидкости в колесо организован в центре. Далее жидкость захватывается лопатками (для уменьшения утечек и повышения прочности лопатки с боков закрыты дисками), отбрасывается к периферии и далее попадает в улитку (корпус насоса).

    В данной конструкции насоса хорошо видно увеличивающееся сечение для прохода жидкости между рабочим колесом и корпусом. Далее проходное сечение резко уменьшается (отсечка потока) и в корпусе организуется канал или отверстие для отвода жидкости.

    Наиболее распространенным типом центробежных насосов являются одноступенчатые центробежные насосы с горизонтальным расположением вала и рабочим колесом одностороннего входа.

    Рис. 2 Схема центробежного самовсасывающего насоса НЦС-1:

    1-донный клапан; 2-всасывающий патрубок; 3-центробежный насос; 4-подающий патрубок; 5-электродвигатель; 6-рама.

    Источник