Насос это устройство, которое преобразует один вид энергии в другой. Чаще всего это однофазные или трехфазные машины, которые преобразуют электрическую энергию в кинетическую и потенциальную энергию воды. Это можно говорить без относительно технологической схемы в которую интегрирован этот насос. Вариантов много: от однонасосной установки, до многонасосных установок с различными обвязками и вариантами установки насосных агрегатов.
Второй аспект, помимо физики преобразования, встает вопрос надежности и долговечности данных устройств.
Можно выделить несколько подходов в управлении насосными агрегатами с электродвигателями. Чаще всего представлены насосы с трехфазными асинхронными двигателями (это 90-95% рынка). Остальные варианты занимают либо эксклюзивные , либо бытовые ниши.
В этой статье мы рассмотрим два аспекта:
1) как эффективнее преобразовать энергию
2) как сделать так чтобы насос дольше проработал.
При старте ротор двигателя пытается достичь синхронной скорости магнитного поля. Как следствие резкое возрастание тока и ударная нагрузка на валу двигателя. Возникающий удар воздействует на все механизмам (валы, муфты, подшипники, сальники). Кроме того возникает скачок давления, что приводит к гидроудару, и вызывает повреждение трубопроводов, запорной аппаратуры.
Т.е. перед нами стоит задача наиболее с максимальным кпд преобразовывать электроэнергию (затраты кВт*ч на кубометр воды были минимальны/оптимальны) и так управлять насосом, чтобы повысить межремонтные интервалы, потому что насосы имеют трущиеся части и часто подлежат замене различные элементы в зависимости от нагрузки насоса,
Существует несколько наиболее распространенных подходов для решения данной задачи:
1) Прямой пуск. На двигатель подается полное напряжение сети. Либо как вариация запуск звезда-треугольник. Когда запускается двигатель подключенный на меньшее напряжение (крутится с меньшими оборотами) и переключается потом на большее напряжение (эксплуатируется с наиболее высоким КПД).
2) Применение устройств плавного пуска, которые обеспечивают постепенное нарастание напряжение и соответственно тока, постепенное повышение частоты вращения и повышения давления в трубах. Это устройство снижает динамические и гидростатические удары, но время разгона для большинства устройств плавного пуска максимум 30 секунд (некоторые дают до 1 минуты), в ходе которого происходит нарастание напряжения. С одно стороны это решает проблему борьбы с гидроударами. Но, если это длинные гидравлические системы, за 1 минуту насос может не успеть заполнить трубу и когда подается полное напряжение, все равно происходит гидроудар. .
3) Наиболее эффективный вариант - применение преобразователей частоты. Эти устройства в широком диапазоне обеспечивают регулирование производительности для наиболее эффективного использования потребляемой электроэнергии. Есть конечно нюансы с падением КПД самого насоса, так как использует частоты ниже номинальных.
При подборе решения нужно учитывать ряд факторов, которые влияют на возможность применения того или иного решения. Если сложный технологический объект, только анализ паспортных данных не даст полного понимания для правильного выбора. В этих случаях необходимо выполнить аппаратное измерение параметров объекта, таких как потребляемая мощность, ток, давление и расход. В случае невозможности получения этих данных, есть возможность принимать только общие решения. Чтобы ускорить внедрение подходящего решения для объекта, рекомендуем проводить анализ со специалистами.
В следующей статье мы рассмотрим подробнее в каких случаях рекомендуется применять преобразователи частоты.
По вопросам внедрения системы управления насосными агрегатами Вы можете обращаться к нам за консультацией по телефону +7 (978) 123-60-80.
Статью для Вас подготовил директор
ООО "Автоматизация Технологических Процессов - Крым"
Потеряхин Валерий Борисович
+7 (978) 123-60-80 (пн - пт с 8:00 до 18:00 по Московскому времени)
или по адресу office@atp-crimea.ru