 |
Насосы, применяемые на насосной станции
|
|
|
|
Для предлагаемой системы применяются пластично-роторные вакуумные насосы и центробежные насосы.
Пластично-роторные и пластично-статорные вакуумные насосы относятся к объемным средствам откачки с малой быстротой действия (до 5 м3/ч). В цилиндрах корпуса 1 (рисунок 1.11) размещены с эксцентриситетом горизонтальные роторы 2 и 4 (при двухступенчатой схеме), имеющие продольные пазы для плоских пластин 3, 5 и пружин. В роторе обычно две-три пластины. Выпускной клапан 6 тарельчатого типа погружен в масляную ванну. В целях исключения возможности попадания масла в откачиваемый сосуд при остановке в ряде конструкции насосов предусмотрено автоматическое устройство с отсечным клапаном 9 для перекрытия впускного патрубка 8 и напускным клапаном 10 для управления работой устройства.
При вращении ротора объем рабочей полости, образованной поверхностями цилиндрической камеры, ротора и пластин, сначала возрастает до максимального значения (в конце процесса всасывания), затем уменьшается, обеспечивая процесс сжатия газа до соответствующего давления нагнетания. Выхлоп газа осуществляется через нагнетательный клапан 6 в атмосферу либо в канал а, соединяющий ступени насоса (для двухступенчатой схемы), причем в последнем случае для уменьшения потерь нагнетательный клапан в первой ступени не применяется.
Рабочий цикл в пластично-роторном насосе совершается примерно за один оборот вала. Пластины прижимаются к поверхности цилиндра центробежными силами и частично силами упругости пружин. Герметичность соединения обеспечивается с помощью масляной пленки.
1- корпус; 2,4 – ротор; 3,5 – пластина; 6 – клапан; 7 – нагнетательный патрубок; 9 – отсечной клапан: 10 – напускной клапан; а - канал
|
|
|
Рисунок 1.11 – Схема пластинчато-роторного механического вакуумного насоса
Насосная станция состоит из 6 центробежных насосов с двигателями, тип MF 50-50 фирмы Kirloskar MF 50-50 c H=11 m Q = 2700 м3/ч, гидравлические характеристики которых показаны на рисунках 1.12-1.14.
Рисунок 1.12 – Гидравлическая характеристика насоса Kirloskar MF 50-50. Зависимость H(Q), η(Q)
Рисунок 1.13 – Гидравлическая характеристика насоса Kirloskar MF 50-50. Зависимость NPSH(Q)
Рисунок 1.14 – Гидравлическая характеристика насоса Kirloskar MF 50-50. Зависимость Р(Q)
где Рдр — расчетная мощность насосного агрегата, кВт;
Q— производительность НА, м3/с;
р — плотность перекачиваемой жидкости, кг/м3
Для воды принимается р = 1000 кг/м3.
q— ускорение свободного падения, м/с2; q= 9,81 м/с2.
– КПД центробежного насоса, отн. ед.
Для центробежных насосов принимается 
= 0,6...0,75
Кз = F(Pнас) = F(oт5 до 50 кВт) =1,15.
Для ЦН передача в данном случае не требуется
Асинхронный короткозамкнутый электродвигатель фирмы Felm s.r.l., тип двигателя – Y2 355M1-10, Мощность – 110 кВт (рисунок 1.15).
Рисунок 1.15 - Асинхронный короткозамкнутый электродвигатель фирмы Felm s.r.l.
Управление насоса через устройство плавного пуска Altistart 210a 400v, позволяющие уменьшить пусковые токи и нагрузку на всю энергосистему предприятия в целом и частотными преобразователями Vacon 100 Flow. Устройства плавного пуска обеспечивают медленное увеличение напряжения, подаваемого на электродвигатель (насос) при его запуске, тем самым достигается плавный разгон электродвигателя и существенное снижение значений пускового тока и крутящего момента. На рисунке 1.16 представлены графики крутящего момента во времени, в зависимости от способа подключения асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором к сети питания (с использование УПП и без). Предлагаемые на рынке в огромном количестве устройства плавного пуска в большинстве своём рассчитаны на промышленность и, соответственно, на работу в трёхфазных сетях.
|
|
|
Рисунок 1.16 - Графики изменения крутящего момента во времени, в зависимости от способа подключения асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором к сети питания.
Частотные преобразователи служат для плавного регулирования скорости асинхронного электродвигателя или синхронного двигателя за счет создания на выходе преобразователя электрического напряжения заданной частоты. В простейших случаях регулирование частоты и напряжения происходит в соответствии с заданной характеристикой V/f, в наиболее совершенных преобразователях реализовано так называемое векторное управление. Внедрение системы регулирования скорости вращения обладает дополнительными преимуществами, что так же учитывает коэффициент дополнительного ресурсосбережения ксбер:
а) Автоматическое поддержание технологического параметра, что значительно повышает качество конечного продукта. Оценка повышения качества продукта возможна только экспертами предприятия после внедрения АС ЧРП.
б) Плавный пуск и останов агрегата, что приводит к ряду дополнительных преимуществ по отношению к нерегулируемому приводу:
- Снижение пусковых нагрузок на агрегаты приводят к увеличению их срока службы – значительно повышается ресурс электродвигателя, центробежного механизма, трубопроводов и клапанов (нет гидравлического удара).
- При плавном пуске агрегата величина пускового тока может не превышать величины номинального тока двигателя, что снижает нагрузки на пускорегулирующую аппаратуру и электрическую сеть.
в) Преобразователь частоты помимо функции регулирования скорости электродвигателя осуществляет функцию защиты электродвигателя и приводного механизма. Уставки защит определяются пользователем: контроль фаз питающей сети, контроль фаз электродвигателя, перегрузка по току, перенапряжение / низкое напряжение в сети, короткое замыкание на выходе, замыкание на землю.
Защиты механики: защита от заклинивания электродвигателя / насосного агрегата, защита от недогрузки (например, при отсутствии газа в входной магистрали, защита от перегрева электродвигателя.
|
|
|
На каждый насос выполнен свой шкаф управления. Схема шкафа управления показа на рисунке 1.17.
Рисунок 1.17 – Схема управления насосной установки без частотного регулирования (через устройства плавного пуска)
|
|
|
