Pompa istasyonlarının çalışmasının optimize edilmesine yönelik çalışma programı. “Pompa ve kompresör istasyonları” konulu çalışma müfredatı. Önerilen tez listesi

Bu görevin uygulanması, Şekil 2'de sunulan pompa istasyonlarının teşhisi için geliştirilen metodoloji temelinde gerçekleştirilen pompa ünitelerinin tam ölçekli testlerinin yapılmasına dayanmaktadır. 14.
Pompalama ünitelerinin çalışmasını optimize etmek için, pompalama istasyonunun ekonomik verimliliğinin değerlendirilmesine olanak sağlayacak şekilde, pompalama ünitelerinin tam ölçekli testleri yoluyla verimliliklerini ve spesifik enerji tüketimini belirlemek gerekir.
Pompa ünitelerinin verimliliğini belirledikten sonra, pompa istasyonunun verimliliği belirlenir, buradan pompa ünitelerinin en ekonomik çalışma modlarının seçimine geçmenin kolay olduğu yer,
istasyonun akış hızı, kurulu pompaların standart boyutları ve izin verilen başlatma ve durdurma sayısı.
İÇİNDE ideal bir pompa istasyonunun verimliliğini belirlemek için elde edilen verileri kullanabilirsiniz
Pompanın çalışma aralığındaki 10-20 besleme noktasında çeşitli vana açma değerlerinde (% 0'dan 100'e kadar) tam ölçekli test gerektirecek pompalama ünitelerinin tam ölçekli testi sırasında doğrudan ölçümler.
Pompaların tam ölçekli testleri yapılırken, mevcut frekans motor hızıyla doğru orantılı olduğundan, özellikle frekans regülatörleri varsa pervanenin dönüş hızı ölçülmelidir.
Test sonuçlarına dayanarak gerçek özellikler oluşturulur bu özel pompalar için.
Bireysel pompa ünitelerinin verimliliğini belirledikten sonra, pompa istasyonunun bir bütün olarak verimliliği ve ayrıca pompa ünitelerinin veya çalışma modlarının en ekonomik kombinasyonları hesaplanır.
Ağın özelliklerini değerlendirmek için, istasyon çıkışındaki ana su boru hatları boyunca akış hızlarının ve basınçların otomatik olarak hesaplanmasından elde edilen verileri kullanabilirsiniz.
Bir pompalama ünitesinin tam ölçekli testi için form doldurma örneği ekte sunulmuştur. 4, gerçek pompa performansının grafikleri - ekte. 5.
Bir pompa istasyonunun çalışmasını optimize etmenin geometrik anlamı, dikkate alınan zaman aralıklarında dağıtım ağının ihtiyaçlarını (akış, basınç) en doğru şekilde karşılayan çalışan pompaların seçiminde yatmaktadır (Şekil 15).
Bu çalışma sonucunda istasyonun büyüklüğüne, kurulu pompaların sayısına ve standart boyutlarına ve su tüketiminin niteliğine bağlı olarak elektrik tüketiminde %5-15 oranında azalma sağlanmaktadır.

Kaynak: Zakharevich, M. B.. Operasyonlarını ve inşaatlarını organize etmek için güvenli formların getirilmesine dayalı olarak su tedarik sistemlerinin güvenilirliğinin arttırılması: ders kitabı. ödenek. 2011(orijinal)

Konuyla ilgili daha fazla bilgi: Pompa istasyonlarının verimliliğinin artırılması:

Zakharevich, M.B. / M.B. Zakharevich, A.N. Kim, A. Yu. SPbEASU - SPb., 2011. - 6 İşletme ve inşaatlarını organize etmek için güvenli formların getirilmesine dayalı olarak su temini sistemlerinin güvenilirliğinin arttırılması: ders kitabı. fayda, 2011

ONAYLADIM

Doğal Kaynaklar Enstitüsü Müdürü

A.Yu. Dmitriyev

Temel çalışma programı modül (disiplin) “pompalama ve kompresör istasyonlarının işletilmesi”

Yön (uzmanlık) OOP 21.03.01 “Petrol ve gaz işi”

Küme numarası ( birleşik disiplinler için)

Eğitim profil(ler)i (uzmanlık, program)

« Petrol, gaz ve rafine ürünler için taşıma ve depolama tesislerinin işletilmesi ve bakımı»

Yeterlilik (derece) Üniversite mezunu

Temel kabul müfredatı 2014 G.

Kuyu 4 dönem 7

Kredi miktarı 6

Disiplin kodu B1.VM5.1.4

Yarı zamanlı çalışma şekli

çeşitler Eğitim faaliyetleri	Uzaktan eğitim için geçici kaynak
çeşitler Eğitim faaliyetleri
Dersler, saat
Pratik dersler, h
Laboratuvar dersleri, saat
Sınıf dersleri, saatleri
Ders çalışması, h
Bağımsız çalışma, h

Ara sertifika türü sınav

Destek bölümü THNG Fikri Mülkiyet Hakları Departmanı

2014

1. Modülde uzmanlaşmanın hedefleri (disiplin)

B1.VM5.1.4 “Pompa ve kompresör istasyonlarının işletimi” disiplininde uzmanlaşmanın bir sonucu olarak, lisans öğrencisi OOP 03.21.01'in Ts1, Ts3, Ts4, Ts5 hedeflerine ulaşmasını sağlayan bilgi, beceri ve yetenekler kazanır. Petrol ve Gaz İşi”:

Hedef kodu	Amaç beyanı	Federal Eyalet Eğitim Standartları gereksinimleri ve ilgileniyorum işverenler
	Mezunların üretime, teknolojik ve proje aktiviteleri Petrol ve gazın üretimi, taşınması ve depolanmasına yönelik ekipmanların modernizasyonunu, uygulanmasını ve işletilmesini sağlamak	Federal Devlet Eğitim Standartları gereksinimleri, AEER kriterleri, EUR–ACE ve FEANI uluslararası standartlarına uygunluk. OJSC TomskNIPIneft araştırma merkezlerinin ve petrol ve gaz endüstrisi işletmelerinin, Gazprom LLC işletmelerinin, Transneft AK'nin ihtiyaçları
	Mezunların, yönetim ve yönetim ilkelerini kullanarak modern petrol ve gaz teknolojilerinin disiplinlerarası alanlarında profesyonel kararlar alabilmeleri için organizasyonel ve yönetim faaliyetlerine hazır olmaları
	Mezunların sınıfta kendi çıkarımlarını ve sonuçlarını kanıtlayabilme ve savunabilmeye hazır olmaları değişen derecelerde disiplinlerarası mesleki hazırlık	Federal Devlet Eğitim Standartları gereklilikleri, AEER kriterleri, EUR–ACE ve FEANI uluslararası standartlarına uygunluk, yerli ve yabancı işverenlerden gelen talepler
	Mezunların özerklik ve özyönetim koşullarında kendi kendine çalışmaya ve sürekli mesleki kişisel gelişime hazır olmaları	Federal Devlet Eğitim Standartları gereklilikleri, AEER kriterleri, EUR–ACE ve FEANI uluslararası standartlarına uygunluk, yerli ve yabancı işverenlerden gelen talepler

Disiplini çalışmanın genel amacı öğrenciler tarafından edinilen bir şey mi temel bilgi Pompa ve kompresör istasyonlarının işletimi ile ilgili.

Disiplini incelemek, öğrencilerin pompa ve kompresör alanında gerekli bilgi ve becerileri kazanmalarını sağlayacaktır. Pompa ve kompresörlerin ve yardımcı ekipmanlarının tasarımı, yapımı ve işletilmesi konusunda bilgi, beceri ve yetenekler edinin.

Açıklayıcı not

Bu çalışma müfredatı, 2006002 numaralı “Gaz ve petrol boru hatları ile gaz ve petrol depolama tesislerinin inşası ve işletilmesi” konusundaki Kazakistan Cumhuriyeti Devlet Zorunlu Eğitim Standardına uygun olarak geliştirilmiştir ve bu nedenle, “Pompa ve kompresör istasyonları” konusunda uzmanların eğitim düzeyi ve gerekirse bir çalışma müfredatının hazırlanmasında temel olanıdır.

“Ana gaz ve petrol boru hatlarının pompa ve kompresör istasyonları” konulu program, işletme teknikleri, tesislerin onarımı ve bakımının incelenmesini sağlar, çeşitli türler pompa ve kompresör istasyonları. Gaz türbinli, gaz motorlu ve kompresör atölyelerine özellikle dikkat edilir. elektrikli ev aletleri işletme ve onarım tekniklerini incelemek teknik ekipman. Konuyu incelerken hem yurt içi hem de yurt dışı uygulamalardaki başarılardan ve gelişmelerden yararlanmak gerekir. Hesaplamalar yapılırken, petrol ve gazın yanı sıra gaz yoğunlaşması ve petrol ürünleri pompalama teknolojisine ilişkin çeşitli serilerin bilgileri, GOST ve ESKD'ye uymak gerekir.

Bu çalışma programını uygularken didaktik ve görsel yardımlardan, diyagramlardan, kompresör ve pompa istasyonlarındaki derslerden yararlanmak gerekir.

Bu çalışma programı, başarılı bir şekilde ustalaşmaya katkıda bulunan pratik alıştırmalar sağlar. Eğitim materyali Kompresör ve pompa istasyonlarının çalışmasıyla ilgili pratik problemleri çözme becerisinin kazanılması, işletme istasyonlarına geziler yapılması gerekmektedir.

Tematik plan

Bölümlerin ve konuların adı	Ders saati sayısı
	Toplam Saat	içermek
	Toplam Saat	teorik	pratik

Ana boru hatlarının petrol pompalama istasyonlarında kullanılan pompa üniteleri
Petrol pompalama istasyonlarının işletilmesi
NPS'nin genel planı
Petrol pompa istasyonlarının tank çiftlikleri
Ana gaz boru hattı hakkında temel bilgiler
Kompresör istasyonlarının sınıflandırılması Kompresör istasyonlarının amacı, yapılarının bileşimi ve master planları
Pompa ve kompresör istasyonlarında kullanılan boru hattı bağlantı parçaları
Su temin istasyonları
Atık su istasyonları
İstasyonların ısı temini
Havalandırma istasyonları
İstasyonların güç kaynağı

Konu 1. Ana boru hatlarının petrol pompalama istasyonlarında kullanılan pompa üniteleri

Teknolojik diyagramlar ve ana ekipmanlar, kompresör istasyonları ve pompa istasyonları ile pompa ünitelerinin yardımcı ekipmanları. Kompresör istasyonları ve pompa istasyonlarındaki ana bileşenler ve bloklar.

Pompaların özellikleri, pompaların ağda çalışması. Belirtilen parametrelere göre bir pompanın seçilmesi. Paralel ve seri bağlantı pompalar Pompaların çalışma modunu düzenleme yöntemleri. Pompaların dengesiz çalışması: Dalgalanma ve kavitasyon.

Konu 2. Petrol pompa istasyonlarının işletilmesi

CS'de gaz sıkıştırması, CS'de kontrol edilen ana parametreler. CS'nin teknolojik prensibe göre bölünmesi. Kompresör istasyonunda gerçekleştirilen işlemler. CS'nin ana grupları. Ekipman, sistem ve kompresör istasyonunun inşasını, işletmesini, bakımını ve onarımını yapan personelin ana görevleri. NPS'nin sınıflandırılması ve ana nesnelerin özellikleri. NPS'nin genel planı.

Konu 3. NPS'nin genel planı

Pompalama ünitesi. Yardımcı sistemler. Kompresör istasyonlarının ana ve yardımcı ekipmanları.

Konu 4. Petrol pompa istasyonlarının tank çiftlikleri

Pistonlu pompalar. Santrifüj pompalar. Vorteks pompaları. Takviye pompaları. Başlıca özellikleri. Vuruşlar. Basınç Güç. Yeterlik Kavitasyon rezervi.

Konu 5. Ana gaz boru hattı hakkında temel bilgiler

Turbo blok. Yanma odası. Turbo patlatıcıyı çalıştırıyorum. Turbo genişletici. Döndürme cihazları. Yağ sistemi elemanları. Düzenleyici sistemler. Gaz pompalama ünitelerinin temel modifikasyonları. JSC Nevsky Fabrikası (St. Petersburg), JSC Kazan Kompresör Fabrikası (Kazan), M.V. Fruntse (Sumy) adını taşıyan JSC SMNPO tarafından üretilen süperşarjlar.

Konu 6 Kompresör istasyonlarının sınıflandırılması Kompresör istasyonlarının amacı, yapılarının bileşimi ve master planları

PGPU işleminin özellikleri. PGPA'nın özellikleri. Uygulamalarının kapsamı. Pistonlu gaz kompresörlerinin amacı.

Konu7. Pompa ve kompresör istasyonlarında kullanılan boru hattı bağlantı parçaları

Kompresör atölyelerinin birleşimi. PGPU'nun blok tasarımları. Blokların temel fonksiyonları. Gaz pompalama ünitesi GPU'sunun bileşimi.

Konu 8. İstasyonlara su temini.

Cihaz. Yüksek basınç türbinleri ve nozül aparatları, alçak basınç türbin tasarımı ve gaz türbini gövdeleri.

Konu 9. Atıksu istasyonları

Gaz türbini ünitelerinin yapımı. Gaz türbini ünitelerinin muhafazası için gereklilikler. Performans özellikleri.

Konu 10 İstasyonların ısı temini

Yardımcı sistem çeşitleri. Bu sistemlerin fonksiyonları.

Toplama işlevi

İstasyon işlevi

Gaz pompalama ünitelerinin yardımcı sistemleri.

Konu 11. İstasyonların havalandırılması

Su temin sistemleri hakkında temel bilgiler. Su temini kaynakları ve su alma yapıları. Drenaj ağlarının çeşitleri. Drenaj ağları için donatım.

Konu 12. Enerji besleme sistemi

Genel atölye ve ünite yağ besleme sistemleri. Acil yağ tahliyesi. Yağlama sisteminin çalışması. Hava soğutucularına dayalı yağ soğutma sistemi.

Kullanılmış literatür listesi

1. Surinoviç V.K. Teknolojik kompresör operatörü, 1986

2. Rezvin B.S. Gaz türbini ve gaz pompalama üniteleri 1986

3. Bronstein L.S. Gaz türbini ünitesinin onarımı 1987

4. Gromov V.V. Ana gaz boru hatlarının operatörü.

5. Petrol sahası ekipmanı E.I. Nedra, 1990

6. Petrol sahası makineleri ve mekanizmaları. A.G.Molchanov. Nedra, 1993

2014-03-15

Su endüstrisinde modern SCADA sistemlerinin uygulanması, işletmelere su alımı, tedariki ve dağıtımının tüm yönlerini merkezi bir kontrol sisteminden kontrol etme ve yönetme konusunda benzeri görülmemiş bir yetenek sağlar. Yurtdışındaki modern kamu hizmetleri şirketleri, SCADA sisteminin bir veya birkaç izole "otomasyon adasından" oluşmaması gerektiğini, ancak coğrafi olarak dağıtılmış bir ağda çalışan ve işletmelerinin bilgi ve bilgi işlem sistemine entegre edilmiş tek bir sistem olabileceğini ve olması gerektiğini kabul etmektedir. SCADA sistemini uyguladıktan sonraki bir sonraki mantıksal adım, su tedarik sisteminin proaktif (geri bildirime dayalı yerine) kontrolüne olanak tanıyan son teknoloji ürünü yazılımı kullanarak bu yatırımdan daha iyi yararlanmaktır. Bu eylemlerden kaynaklanan faydalar arasında, su ömrünün azaltılması, enerji maliyetlerinin en aza indirilmesi ve operasyonel güvenilirlikten ödün vermeden sistem performansının artırılması yoluyla su kalitesinin iyileştirilmesi yer alabilir.

giriiş

1970'lerin ortasından bu yana otomasyon, hazırlama, servis ve dağıtım süreçlerini istila etti. içme suyu geleneksel olarak kontrol edilen manuel olarak. Bu zamana kadar çoğu yapıda lambalı basit konsollar kullanılıyordu alarm sistemi tamamlayıcı cihazlar olarak kadran göstergeleri ve pasta grafik kaydediciler gibi konsol ekranları Manuel kontrol. Daha sonra nefelometreler, partikül sayaçları ve pH metreler gibi akıllı cihaz ve analizörler ortaya çıktı. Geçerli su tedarik standartlarına uygunluğu sağlamak amacıyla kimyasal dozaj pompalarını kontrol etmek için kullanılabilirler. Nihayetinde, 1980'lerin başında yurtdışında PLC'ler veya dağıtılmış kontrol sistemleri kullanan tam otomatik kontrol ortaya çıktı. Teknolojinin gelişmesiyle birlikte yönetim süreçleri de gelişti. Bunun bir örneği, pıhtılaştırıcı dozajı için iç döngünün aşağısında bulunan ikincil bir kontrol döngüsü olarak akış akımı ölçerlerin kullanılmasıdır. Temel sorun, bireysel ölçüm araçlarının kullanılması teorisinin endüstride varlığını sürdürmesiydi. Kontrol sistemleri hâlâ, tek bir çıkış değişkenini kontrol etmek için bir veya daha fazla fiziksel ölçüm cihazının kablolarla birbirine bağlanması gibi tasarlanıyordu. PLC'nin temel avantajı, büyük miktarlarda dijital ve analog verileri birleştirmenin yanı sıra, bireysel ölçüm cihazlarının birleştirilmesiyle elde edilebileceklerden daha karmaşık algoritmalar oluşturma yeteneğiydi.

Sonuç olarak, su dağıtım sisteminde de aynı düzeyde kontrolün uygulanması ve elde edilmeye çalışılması mümkün hale geldi. Telemetri ekipmanındaki ilk gelişmeler, düşük veri hızları, yüksek gecikme süresi ve güvenilmez radyo veya kiralık hatlarla ilgili sorunlar nedeniyle sıkıntılıydı. Bugüne kadar bu sorunlar hala tamamen çözülmemiştir, ancak çoğu durumda son derece güvenilir paket anahtarlamalı ağların veya coğrafi olarak dağıtılmış bir telefon ağına ADSL bağlantılarının kullanılmasıyla bunların üstesinden gelinmiştir.

Tüm bunların maliyeti yüksek ancak SCADA sistemine yatırım yapmak su tesisleri için bir zorunluluktur. Amerika, Avrupa ve sanayileşmiş Asya ülkelerinde çok az kişi böyle bir sistem olmadan bir işletmeyi yönetmeye çalışıyor. SCADA ve telemetri sisteminin kurulumuyla ilgili önemli maliyetleri haklı çıkarmak zor olabilir, ancak gerçekte alternatif bu yönde mevcut olmayan.

Yaygın olarak dağıtılmış bir sistemi yönetmek için deneyimli çalışanlardan oluşan merkezi bir havuz kullanarak iş gücünü azaltmak ve kaliteyi izleme ve yönetme yeteneği en yaygın iki gerekçedir.

Yapılara PLC'lerin kurulması, gelişmiş algoritmaların oluşturulmasını mümkün kılmak için temel sağladığı gibi, geniş çapta dağıtılmış bir telemetri ve SCADA sisteminin uygulanması, su dağıtımı üzerinde daha karmaşık bir kontrole olanak tanır. Aslında sistem çapındaki optimizasyon algoritmaları artık kontrol sistemine entegre edilebiliyor. Saha uzaktan telemetri üniteleri (RTU'lar), telemetri sistemi ve tesis kontrol sistemleri, önemli enerji maliyetlerini azaltmak ve su hizmetleri için başka faydalar sağlamak üzere senkronize şekilde çalışabilir. Su kalitesi, sistem güvenliği ve enerji verimliliği alanlarında önemli ilerlemeler kaydedildi. Örnek olarak, canlı veriler ve dağıtım sistemi enstrümantasyonu kullanılarak terörist saldırılara verilen gerçek zamanlı tepkileri incelemek üzere Amerika Birleşik Devletleri'nde araştırmalar halen devam etmektedir.

Dağıtılmış veya merkezi kontrol

Akış ölçerler ve analizörler gibi enstrümantasyonlar kendi başlarına oldukça karmaşık olabilir ve çok sayıda değişken kullanarak ve değişen çıktılarla karmaşık algoritmaları yürütme kapasitesine sahip olabilir. Bunlar da çok karmaşık denetleyici telekontrol yeteneğine sahip PLC'lere veya akıllı RTU'lara iletilir. PLC'ler ve RTU'lar, genellikle su idaresinin genel merkezinde veya daha büyük tesislerden birinde bulunan merkezi bir kontrol sistemine bağlanır. Bu merkezi kontrol sistemleri, çok karmaşık algoritmaları çalıştırabilen güçlü bir PLC ve SCADA sisteminden oluşabilir.

Bu durumda soru, akıllı sistemin nereye kurulacağı veya akıllı sistemin birden fazla seviyede çoğaltılmasının tavsiye edilip edilmeyeceğidir. Sistemin merkezi kontrol sunucusuyla iletişim kaybından nispeten korunduğu RTU düzeyinde yerel kontrole sahip olmanın avantajları vardır. Dezavantajı ise RTU'nun yalnızca yerelleştirilmiş bilgileri almasıdır. Bunun bir örneği, operatörün suyun pompalandığı tanktaki su seviyesini veya suyun pompalandığı rezervuarın seviyesini bilmediği bir pompa istasyonudur.

Sistem ölçeğinde, RTU düzeyindeki bireysel algoritmalar, örneğin yanlış zamanda çok fazla su talep edilmesi gibi, tesis işletimi üzerinde istenmeyen sonuçlara yol açabilir. kullanılması tavsiye edilir genel algoritma. Bu yüzden en uygun yol iletişim kaybı durumunda en azından temel korumayı sağlamak için yerelleştirilmiş kontrole sahip olmak ve genel kararlar almak için merkezi bir sistemi yönetme yeteneğini sürdürmektir. Basamaklı kontrol ve koruma katmanlarını kullanma fikri, mevcut iki seçenek arasında en uygun olanıdır. RTU kontrol elemanları hareketsiz durumda olabilir ve yalnızca acil bir durum meydana geldiğinde açılabilir. olağandışı koşullar veya bağlantı kesildiğinde. Ek bir fayda, nispeten programlanamayan RTU'ların, yalnızca nispeten basit işletim algoritmalarını gerçekleştirmeleri gerektiğinden sahada kullanılabilmesidir. Amerika Birleşik Devletleri'ndeki birçok kamu hizmeti kuruluşu, nispeten ucuz "programlanamayan" RTU'ların kullanımının yaygın olduğu 1980'lerde RTU'lar kurdu.

Bu kavram günümüzde de kullanılmaktadır ancak yakın zamana kadar sistem çapında optimizasyona ulaşmak için çok az şey yapılmıştır. Schneider Electric, gerçek zamanlı bir kontrol programı olan ve su dağıtım sistemini otomatikleştirmek için SCADA sistemine entegre edilen yazılıma dayalı kontrol sistemleri uygular (bkz. Şekil No. 1).

Yazılım, mevcut rezervuar seviyeleri, su akışları ve ekipmanların kullanılabilirliği hakkında SCADA sisteminden canlı verileri okur ve ardından planlama dönemi için sistemdeki tesisler, tüm pompalar ve otomatik vanalar için kirli ve arıtılmış su akışlarına ilişkin grafikler oluşturur. Yazılım bu eylemleri iki dakikadan daha kısa bir sürede gerçekleştirebilir. Özellikle talep tarafındaki yük değiştiğinde ve ekipman arızalandığında, değişen koşullara uyum sağlamak için program her yarım saatte bir yeniden başlatılır. Kontroller yazılım tarafından otomatik olarak etkinleştirilir ve en güçlü su dağıtım sistemlerinin bile işletme personeli olmadan tam otomatik kontrolüne olanak sağlar. Ana görev, başta enerji kaynakları maliyetleri olmak üzere su dağıtım maliyetlerini azaltmaktır.

Optimizasyon sorunu

Dünya tecrübesini incelediğimizde, su dağıtım sistemlerindeki üretim planlaması, pompa ve vanalarla ilgili sorunların çözümüne yönelik çok sayıda çalışma ve çabanın sarf edildiği sonucuna varabiliriz. Piyasaya bir çözüm getirmek için birkaç ciddi girişimde bulunulmasına rağmen, bu çabaların çoğu doğası gereği tamamen bilimsel niteliktedir. 1990'larda bir grup Amerikan kamu hizmeti kuruluşu, Amerikan Su İşleri Birliği (AWWA) Araştırma Vakfı'nın himayesinde bir Enerji ve Su Kalitesi İzleme Sisteminin (EWQMS) oluşturulmasını desteklemek için bir araya geldi. Bu proje kapsamında birçok test gerçekleştirildi. Birleşik Krallık'taki Su Araştırma Konseyi (WRC) 1980'lerde benzer bir yaklaşım kullandı. Ancak hem ABD hem de İngiltere, kontrol sistemleri altyapısının eksikliği ve sektördeki ticari teşviklerin eksikliği nedeniyle sınırlıydı, dolayısıyla ne yazık ki her iki ülke de başarılı olamadı ve tüm bu girişimler daha sonra terk edildi.

Yetkili bir mühendisin bilinçli tasarım kararları almasını sağlamak için evrimsel genetik algoritmaları kullanan çeşitli hidrolik modelleme yazılım paketleri vardır, ancak bunların hiçbiri hedefe yönelik olarak değerlendirilemez. otomatik sistem Herhangi bir su dağıtım sisteminin gerçek zamanlı kontrolü.

60.000'den fazla su tedarik sistemi ve 15.000 toplama ve bertaraf sistemi Atıksu ABD, ülke genelinde yılda yaklaşık 75 milyar kWh elektrik tüketerek ülkedeki en büyük elektrik tüketicisidir; bu, ABD'nin yıllık elektrik tüketiminin yaklaşık %3'üdür.

Enerji kullanımını optimize etme sorununu çözmeye yönelik çoğu yaklaşım, özellikle çok amaçlı evrimsel algoritmalar (MOEA) kullanıldığında, pompa planlama alanında uygun kararlar alınarak önemli tasarrufların elde edilebileceğini göstermektedir. Kural olarak, enerji maliyetlerindeki tasarrufun %10 ila %15 arasında, bazen daha fazla değişeceği tahmin edilmektedir.

Zorluklardan biri her zaman bu sistemleri gerçek ekipmanlara entegre etmek olmuştur. MOEA tabanlı çözümler, özellikle standart sistemlere kıyasla daha fazla sayıda pompa kullanan sistemlerde, her zaman nispeten yavaş çözüm performansından olumsuz etkilenmiştir. Pompa sayısı 50 ila 100 adet aralığına ulaştığında çözümün performansı katlanarak artar. Bu, MOEA algoritmalarının işleyişindeki sorunların tasarım problemlerine atfedilmesini ve algoritmaların gerçek zamanlı otomatik kontrol sistemleri yerine öğrenme sistemlerine atfedilmesini mümkün kılar.

Önerilen herhangi bir seçenek genel çözüm Suyun en düşük maliyetle dağıtılması sorunu birçok temel bileşeni gerektirmektedir. Öncelikle çözümün değişen gerçek dünya koşullarıyla başa çıkabilecek kadar hızlı olması ve merkezi bir kontrol sistemine bağlanabilmesi gerekiyor. İkinci olarak mevcut kontrol sistemine entegre edilmiş ana koruma cihazlarının çalışmasına müdahale etmemelidir. Üçüncüsü, su kalitesini veya su temini güvenilirliğini olumsuz etkilemeden enerji maliyetlerini azaltma hedefine ulaşmalıdır.

Şu anda ve bu dünya deneyimiyle kanıtlanmıştır, ilgili sorun yeni, daha gelişmiş (MOEA'ya kıyasla) algoritmalar kullanılarak çözülmüştür. ABD'deki dört büyük tesisle, dağıtım maliyetlerini azaltma hedefine ulaşırken çözümlerin hızlı bir şekilde sunulabileceğine dair kanıtlar var.

EBMUD, yarım saatlik bloklar halinde 24 saatlik bir programı 53 saniyeden daha kısa bir sürede tamamlıyor; Maryland'deki Washington Suburban, görevi 118 saniye veya daha kısa bir sürede tamamlıyor; Kaliforniya'daki Eastern Municipal bunu 47 saniye veya daha kısa bir sürede tamamlıyor ve Kansas City'deki WaterOne daha kısa bir sürede tamamlıyor. 2 dakikadan fazla. Bu, MOEA algoritmalarına dayalı sistemlerle karşılaştırıldığında çok daha hızlıdır.

Görevleri tanımlama

Elektrik maliyetleri su arıtma ve dağıtım sistemlerinde ana maliyetlerdir ve genellikle su arıtma ve dağıtım sistemlerinden sonra ikinci sırada gelir. iş gücü. İtibaren toplam tutar Elektrik Pompalama ekipmanı, bir kamu hizmeti kuruluşu tarafından satın alınan tüm elektriğin %95'ine kadarını oluşturur ve geri kalanı aydınlatma, havalandırma ve iklimlendirmeyle ilgilidir.

Açıkçası, enerji maliyetlerinin azaltılması bu kamu hizmetleri için önemli bir etkendir, ancak bu, operasyonel risklerin artması veya su kalitesinin düşmesi pahasına değildir. Herhangi bir optimizasyon sistemi, rezervuarın operasyonel sınırları ve yapıların teknolojik gereksinimleri gibi sınırlayıcı koşullardaki değişiklikleri hesaba katabilmelidir. Herhangi bir gerçek sistemin her zaman önemli sayıda kısıtlaması vardır. Bu sınırlamalar şunları içerir: minimum pompa çalışma süresi, minimum pompa soğuma süresi, minimum akış hızı ve maksimum ünite çıkış basıncı. vanaları kapat, yapıların minimum ve maksimum performansı, pompa istasyonlarında basınç oluşturma kuralları, önemli titreşimleri veya su darbesini önlemek için pompaların çalışma sürelerinin belirlenmesi.

Su kalitesi düzenlemelerinin oluşturulması ve ölçülmesi daha zordur çünkü bir rezervuardaki minimum işletme suyu seviyesi gereklilikleri arasındaki ilişki, suyun yaşını azaltmak için rezervuarda düzenli su sirkülasyonu ihtiyacı ile çatışabilir. Klorun parçalanması suyun yaşıyla yakından ilişkilidir ve aynı zamanda büyük ölçüde sıcaklığa bağlıdır. çevre dağıtım sistemindeki tüm noktalarda gerekli seviyedeki klor kalıntısını sağlamak için katı kuralların oluşturulmasını zorlaştırır.

Her uygulama projesinin ilginç bir kısmı, yazılımın optimizasyon programının çıktısı olarak "kısıtlama maliyetlerini" tanımlama yeteneğidir. Bu, bazı müşteri algılarını somut verilerle sorgulamamıza ve bu süreç aracılığıyla bazı sınırlamaları ortadan kaldırmamıza olanak tanıyor. Bu, operatörün zaman içinde ciddi kısıtlamalarla karşılaşabileceği büyük tesisler için yaygın bir sorundur.

Örneğin, büyük bir pompa istasyonunda, istasyonun inşası sırasında ortaya konan haklı sebeplerden dolayı, aynı anda üçten fazla pompanın kullanılmamasına ilişkin bir kısıtlama söz konusu olabilir.

Yazılımımızda bir simülasyon şeması kullanıyoruz hidrolik sistem Herhangi bir basınç kısıtlamasına uygunluğu sağlamak için gün boyunca bir pompa istasyonunun çıkışındaki maksimum akışı belirlemek.

Belirledikten sonra fiziksel yapı Bölgeleri gösteren su dağıtım sistemi yüksek tansiyon altında olacak ekipmanı seçerek otomatik kontrol Yazılımımızı kullanarak ve üzerinde anlaşmaya varılan bir dizi kısıtlamayı aldıktan sonra uygulama projesini uygulamaya başlayabilirsiniz. Buna göre üretim teknik gereksinimler müşteri (üretim öncesi tabi) ve konfigürasyon genellikle beş ila altı ay sürer ve ardından üç ay veya daha uzun süren kapsamlı testler yapılır.

Yazılım çözümlerinin olanakları

Çok karmaşık bir planlama problemini çözmek birçok kişinin ilgisini çekse de aslında kullanılabilir, güvenilir ve eksiksiz bir planlama oluşturmak için gereken birçok adımdan yalnızca biridir. otomatik araçlar optimizasyon. Tipik adımlar aşağıda listelenmiştir:

Uzun vadeli ayarların seçilmesi.
SCADA sisteminden verilerin okunması, hataların tespiti ve giderilmesi.
Su temini ve sirkülasyonunun güvenilirliğini sağlamak için rezervuarlarda bulunması gereken hedef hacimlerin belirlenmesi.
Gerçek zamanlı elektrik fiyatları gibi değişen üçüncü taraf verilerini okuyun.
Tüm pompalar ve vanalar için programların hesaplanması.
Gerektiğinde pompaları başlatmak veya vanaları açmak için SCADA sistemi için verileri hazırlayın.
Tahmini talep, maliyetler, su arıtma tahminleri gibi analiz verilerini güncelleyin.

Bu süreçteki çoğu adımın tamamlanması yalnızca birkaç saniye sürecektir ve çözücünün yürütülmesi en uzun sürecektir ancak yukarıda belirtildiği gibi yine de etkileşimli olarak çalışacak kadar hızlı olacaktır.

Su dağıtım sistemi operatörleri, örneğin Windows üzerinde çalışan basit bir istemcide tahminleri ve çıktıları görüntüleyebilir. Aşağıdaki ekran görüntüsünde (Şekil #1), üstteki grafik talebi, ortadaki grafik rezervuardaki su seviyesini, alt sıradaki nokta ise pompa grafiğini göstermektedir. Sarı çubuklar geçerli saati gösterir; sarı sütundan önceki her şey arşivlenmiş verilerdir; ondan sonraki her şey geleceğe dair bir tahmindir. Ekran formu, çalışma pompası koşulları altında rezervuardaki su seviyesinde öngörülen artışı gösterir (yeşil noktalar).

Yazılımımız, enerji maliyetlerinin yanı sıra üretim maliyetlerini de düşürme fırsatlarını bulmak üzere tasarlanmıştır; ancak enerji maliyetlerinin baskın bir etkisi var. Enerji maliyetlerinin azaltılması söz konusu olduğunda üç ana alana bakar:

Enerji kullanımının daha ucuz tarifeli dönemlere kaydırılması, müşterilere su temini için bir rezervuar kullanılması.
Talebin yoğun olduğu dönemlerde bu dönemlerde maksimum pompa sayısını sınırlayarak maliyetleri azaltın.
Bir pompanın veya pompa grubunun optimum performansa yakın çalıştırılması yoluyla su dağıtım sistemine su sağlamak için gereken elektrik enerjisinin azaltılması.

EBMUD (Kaliforniya) sonuçları

Benzer bir sistem Temmuz 2005'te EBMUD'da çalışmaya başladı. Programın ilk faaliyet yılında %12,5 oranında enerji tasarrufu sağladığı (tüketimin 2,7 milyon ABD doları olduğu bir önceki yıla kıyasla 370.000 ABD doları) bağımsız uzmanlar tarafından da doğrulandı. Çalışmamın ikinci yılında daha fazlasını almama izin verdi En iyi skorlar ve tasarruf yaklaşık %13,1'e ulaştı. Bu esas olarak elektrik yükünün üç bantlı tarife moduna aktarılmasıyla sağlandı. EBMUD, yazılımı kullanmadan önce, manuel operatör müdahalesi yoluyla enerji maliyetlerini düşürmek için önemli çabalar göstermiş ve enerji maliyetlerini 500.000 $ azaltmıştı. Şirketin tüm pompaları 6 saatlik bir süre boyunca yaklaşık 32 sent/kWh'lik maksimum tarifeyle kapatmasına olanak tanıyan yeterince büyük bir basınç havuzu inşa edildi. Yazılım, pompaları, 12 sent/kWh'lik zirve periyodunun her iki tarafındaki iki kısa süreli sabit yükten, 9 sent/kWh'lik on saatlik gecelik yoğun olmayan yük oranına geçecek şekilde programladı. Elektrik maliyetindeki küçük bir farkla bile fayda önemliydi.

Her pompa istasyonunda birden fazla pompa bulunur ve bazı durumlarda aynı istasyonda farklı kapasitelerdeki pompalar kullanılır. Bu, optimizasyon programına su dağıtım sisteminde farklı akışlar oluşturmak için çok sayıda seçenek sunar. Program, hangi pompa kombinasyonunun gerekli günlük kütle dengesini maksimum verimlilikle sağlayacağını belirlemek için hidrolik sistem performansıyla ilişkili doğrusal olmayan denklemleri çözer ve minimum maliyetler. EBMUD, pompa performansını iyileştirmek için çok çaba sarf etmiş olsa da yazılımın kullanılması, akış oluşturmak için gereken toplam kWh sayısını başarıyla azalttı. Bazı pompa istasyonlarında, yalnızca doğru pompanın veya pompaların doğru zamanda seçilmesiyle verimlilik %27'den fazla artırıldı.

Kalite iyileştirmelerinin ölçülmesi daha zordur. EBMUD, su kalitesini iyileştirmek için manuel olarak uygulamaya çalıştıkları üç operasyonel kural kullandı. İlk kural, su arıtma tesisindeki akış hızını günde yalnızca iki hız değişikliğine eşitlemekti. Daha düzgün üretim akışları dozaj prosesinin optimizasyonuna olanak sağlar kimyasal maddeler Daha temiz bir istasyon rezervuarı ile yeterli düşük bulanıklık akışı ve stabil klor seviyeleri elde edin. Yazılım artık güvenilir talep tahmini yoluyla su arıtma tesislerinde iki akış hızını tutarlı bir şekilde tespit ediyor ve bu oranları gün boyunca dağıtıyor. İkinci gereklilik ise suyun ortalama yaşını azaltmak için döngüsel rezervuarların derinliğini artırmaktı. Yazılım kütle dengesini düzenleyen bir araç olduğundan bu stratejiyi uygulamak zor olmadı. Üçüncü gereklilik en katı olanıydı. Kaskadın farklı basınçlarda su sağlayan birden fazla rezervuar ve pompa istasyonu olduğundan, EBMUD, üst rezervuarın suya ihtiyacı olduğunda tüm pompa istasyonlarının aynı anda çalışmasını istedi. saf su ara rezervuardaki eski su yerine çağlayanın dibinden geliyordu. Bu gereksinim de karşılandı.

WSSC Sonuçları (Pennsylvania, New Jersey, Maryland)

Optimizasyon sistemi Haziran 2006'dan bu yana şirkette faaliyet göstermektedir. WSSC, elektriğinin %80'inden fazlasını adil bir fiyata satın alarak Amerika Birleşik Devletleri'nde neredeyse benzersiz bir konumdadır. PJM pazarında (Pennsylvania, New Jersey, Maryland) faaliyet göstermektedir ve elektriği doğrudan bağımsız bir piyasa operatöründen satın almaktadır. Geri kalan pompa istasyonları üç ayrı elektrik tedarik şirketinden farklı tarife yapıları altında faaliyet göstermektedir. Açıkçası, gerçek bir piyasada pompa planlama optimizasyon sürecinin otomatikleştirilmesi, planlamanın esnek olması ve elektrik fiyatlarındaki saatlik değişikliklere duyarlı olması gerektiği anlamına gelir.

Yazılım bu sorunu iki dakikadan daha kısa sürede çözmenize olanak tanır. Operatörler, yazılımı kurmadan önceki yıl boyunca büyük pompa istasyonlarındaki yükü fiyat baskısına kaydırma konusunda zaten başarılı olmuşlardı. Ancak, otomasyon sisteminin başlamasından sonraki birkaç gün içinde planlamada gözle görülür iyileşmeler ortaya çıktı. İlk haftada, yalnızca pompa istasyonu başına günde yaklaşık 400 ABD Doları tutarında tasarruf gözlemlendi. İkinci haftada bu miktar günlük 570 ABD dolarına yükseldi, üçüncü haftada ise günlük 1.000 ABD dolarını aştı. Benzer etkiler diğer 17 pompa istasyonunda da elde edildi.

WSSC su dağıtım sistemi oldukça karmaşıktır ve çok sayıda su tüketimi hesaplama ve optimizasyon sürecini zorlaştıran kontrolsüz basınç emniyet valfleri. Sistem depolaması günlük su kullanımının yaklaşık %17,5'i ile sınırlıdır, bu da yükü daha düşük maliyetli dönemlere kaydırma olanağını azaltır. En katı kısıtlamalar, günde 4'ten fazla pompa değişimine izin verilmeyen iki büyük su arıtma tesisiyle ilgiliydi. Zamanla, yenileme projelerinden elde edilen tasarrufları artırmak için bu kısıtlamaları kaldırmak mümkün hale geldi.

Kontrol sistemi ile etkileşim

Bu örneklerin her ikisi de mevcut kontrol sistemleriyle arayüz oluşturmak için yazılım gerektiriyordu. EBMUD zaten her pompa için maksimum 6 başlatma ve durdurma döngüsüne sahip bir giriş veri tablosu içeren son teknoloji ürünü bir merkezi pompa planlama paketine sahipti. Bu mevcut işlevi kullanmak ve her sorun çözüldükten sonra bu tablolardan verilerle bir pompa programı almak nispeten kolaydı. Bu, mevcut kontrol sisteminde minimum düzeyde değişiklik yapılması gerektiği anlamına geliyordu ve aynı zamanda bu sistemi kullanmanın mümkün olduğunu da gösteriyordu. mevcut sistemler Rezervuarlar için akış hızının aşılmasına ve azalmasına karşı koruma.

Washington'un banliyö sisteminin oluşturulması ve sisteme bağlanması daha da karmaşıktı. Merkez ofiste kurulu merkezi bir PLC yoktu. Ayrıca sahada programlanamayan RTU'ların akıllı PLC'lerle değiştirilmesine yönelik bir program da yürütülüyordu. SCADA sistem paketinin betik diline önemli sayıda mantıksal algoritma eklenerek SCADA sistem sunucularında veri yedeklemesinin sağlanması ek sorunu çözüldü.

Genel otomasyon stratejilerinin kullanılması ilginç bir duruma yol açmaktadır. Bir operatör belirli bir bölgedeki rezervuarı manuel olarak doldurursa hangi pompaların çalıştırıldığını bilir ve dolayısıyla rezervuardaki hangi su seviyelerinin izlenmesi gerektiğini de bilir. Operatör, doldurulması birkaç saat süren bir rezervuar kullanıyorsa, pompaları çalıştırdıktan sonraki birkaç saat içinde rezervuar seviyelerini izlemek zorunda kalacaktır. Bu süre zarfında iletişim kaybı yaşanırsa her halükarda pompa istasyonunu durdurarak bu durumu ortadan kaldırabilecektir. Bununla birlikte, pompalar tam otomatik bir sistem tarafından çalıştırılırsa, operatörün bunun meydana geldiğini bilmesi gerekmeyecektir ve bu nedenle sistem, sistemi korumak için otomatik yerelleştirilmiş kontrollere daha fazla bağımlı olacaktır. Bu, RTU saha ünitesindeki yerelleştirilmiş mantığın işlevidir.

Herhangi bir karmaşık yazılım projesinde olduğu gibi, nihai başarı, giriş verilerinin kalitesine ve çözümün dış müdahalelere karşı sağlamlığına bağlıdır. Herhangi bir kritik hizmet için gereken güvenlik düzeyini sağlamak için basamaklı kilitleme ve koruma cihazları katmanları gerekir.

Çözüm

Yurtdışındaki su tesislerine yönelik otomasyon ve kontrol sistemlerine yapılan büyük yatırımlar, son 20 yılda genel optimizasyon stratejilerini uygulamak için gerekli altyapıyı oluşturdu. Su tedarik şirketleri bağımsız olarak daha da modern gelişiyor yazılım su verimliliğini artırmak, sızıntıyı azaltmak ve iyileştirmek Genel Kalite su.

Yazılım, otomasyon ve kontrol sistemlerine yapılan önemli ön yatırımların daha iyi kullanılmasıyla nasıl mali fayda elde edilebileceğinin bir örneğidir.

Deneyimlerimiz, Rusya'daki su tedarik işletmelerinde ilgili deneyimin kullanılmasının, genişletilmiş merkezi yönetim sistemlerinin inşasının, sektörün mevcut görev ve sorunlarının bir bloğunu etkili bir şekilde çözebilecek umut verici bir çözüm olduğunu iddia etmemizi sağlar.

Su temini sistemlerinde hidrofor pompalama ekipmanının optimizasyonu

O. A. Steinmiller, Ph.D., Promenergo CJSC Genel Müdürü

Rus şehirlerinin su tedarik ağlarında baskının sağlanmasındaki sorunlar kural olarak homojendir. Ana ağların durumu, baskıyı azaltma ihtiyacına yol açtı ve bunun sonucunda görev, bölge, blok ve kurum içi ağlar düzeyindeki basınç düşüşünü telafi etme görevi ortaya çıktı. Şehirlerin gelişmesi ve özellikle kompakt binalarda binaların yüksekliğindeki artış, yüksek binaların (BPE) hidrofor pompa üniteleri (PPU) ile donatılması da dahil olmak üzere yeni tüketiciler için gerekli basınçların sağlanmasını gerektirmektedir. Hidrofor pompa istasyonlarının (PNS) bir parçası olarak pompaların seçimi, geliştirme beklentileri dikkate alınarak yapıldı; akış ve basınç parametreleri fazla tahmin edildi. Kısma vanaları kullanılarak pompaların gerekli özelliklere düşürülmesi yaygındır, bu da aşırı enerji tüketimine yol açar. Pompalar zamanında değiştirilmiyor; çoğu düşük verimle çalışıyor. Ekipmanın aşınması ve yıpranması, verimliliği ve operasyonel güvenilirliği artırmak için pompa istasyonunun yeniden inşa edilmesi ihtiyacını daha da artırdı.

Bu faktörlerin birleşimi, gerçek maliyetlerin belirsizliği ve eşitsizliği koşulları altında, girdi baskıları üzerindeki mevcut kısıtlamalar altında PNS'nin optimal parametrelerini belirleme ihtiyacına yol açmaktadır. Böyle bir sorunu çözerken, pompa gruplarının sıralı çalışmasını ve bir grup içinde birleştirilen pompaların paralel çalışmasını birleştirmenin yanı sıra paralel bağlı pompaların çalışmasını değişken frekanslı bir sürücü (VFD) ile birleştirme ve sonuçta belirli bir sistemin gerekli parametrelerini sağlayan ekipmanın seçilmesi. Pompalama ekipmanı seçimine yönelik yaklaşımlarda son yıllarda yapılan önemli değişiklikler, hem fazlalığın ortadan kaldırılması hem de mevcut ekipmanın teknik seviyesi açısından dikkate alınmalıdır.

Bu konuların özel önemi, 23 Kasım 2009 tarih ve 261-FZ sayılı Rusya Federasyonu Federal Kanununda onaylanan enerji verimliliği sorunlarının çözülmesinin artan önemi ile belirlenmektedir: “Enerji tasarrufu ve enerji verimliliğinin arttırılması ve tanıtılması hakkında Rusya Federasyonu'nun bazı yasal düzenlemelerinde değişiklik yapılması."

Bu yasanın yürürlüğe girmesi, belirli bir uygulama yerinde bunların etkinliğini ve fizibilitesini değerlendirmeden, enerji tüketimini azaltmaya yönelik standart çözümlere yönelik yaygın coşkunun katalizörü oldu. Kamu hizmeti şirketleri için bu tür çözümlerden biri, su temini ve dağıtım sistemlerindeki mevcut pompa ekipmanlarını, genellikle ahlaki ve fiziksel olarak yıpranmış, aşırı özelliklere sahip olan ve gerçek çalışma koşulları dikkate alınmadan çalıştırılan VFD'lerle donatmaktı.

Planlanan herhangi bir modernizasyonun (yeniden yapılanma) teknik ve ekonomik sonuçlarının analizi, zaman ve nitelikli personel gerektirir. Ne yazık ki, çoğu belediye su kuruluşunun yöneticileri, sürekli aşırı yetersiz fon koşullarında, teknik "yeniden ekipman" için tahsis edilen mucizevi bir şekilde elde edilen fonları hızlı bir şekilde kullanmak zorunda kaldıklarında her ikisinde de eksiklik yaşıyorlar.

Bu nedenle, VFD'lerin hidrofor su tedarik sistemlerinin pompalarında düşüncesizce uygulanmasının büyüklüğünü fark eden yazar, bu konuyu su temini sorunlarıyla ilgilenen uzmanlar tarafından daha geniş bir tartışma için sunmaya karar verdi.

Pompa istasyonlarının (PS) ve PPU'nun çalışma modlarındaki değişiklik aralığını, ekipmanın bileşimini, tasarım özelliklerini ve ekonomik göstergeleri belirleyen pompaların (süperşarjörler) ana parametreleri basınç, akış, güç ve katsayıdır. yararlı eylem(yeterlik). Su kaynağındaki basıncı artırma görevleri için, fanların işlevsel parametreleri (besleme, basınç) ile güç parametreleri arasındaki bağlantı önemlidir:

burada p sıvının yoğunluğudur, kg/m3; d - serbest düşme ivmesi, m/s2;

O - pompa akışı, m3/s; N - pompa kafası, m; P - pompa basıncı, Pa; N1, N - faydalı güç ve pompa gücü (motordan iletim yoluyla pompaya sağlanır), W; Nb N2 - giriş (tüketilen) ve çıkış (şanzıman için verilen) motor gücü.

Pompa verimliliği nh, pompanın motorun mekanik enerjisini hareketli bir sıvının enerjisine dönüştürmesiyle ilişkili her türlü kaybı (hidrolik, hacimsel ve mekanik) hesaba katar. Motora monte edilen pompayı değerlendirmek için, çalışma parametreleri (basınç, akış, güç) değiştiğinde çalışmanın fizibilitesini belirleyen ünite na'nın verimliliği dikkate alınır. Verimlilik değeri ve değişiminin niteliği, pompanın amacına ve tasarım özelliklerine göre önemli ölçüde belirlenir.

Pompaların tasarım çeşitliliği mükemmeldir. Rusya'da benimsenen eksiksiz ve mantıksal sınıflandırmaya dayanarak, çalışma prensibindeki farklılıklara dayanarak, dinamik pompalar grubunda su temini ve kanalizasyon yapılarında kullanılan kanatlı pompaları seçeceğiz. Kanatlı pompalar yüksek verimle düzgün ve sürekli akış sağlar, yeterli güvenilirliğe ve dayanıklılığa sahiptir. Kanatlı pompaların çalışması, pervane kanatlarının pompalanan sıvının akışı ile kuvvet etkileşimine dayanır; tasarımdan dolayı etkileşim mekanizmasındaki farklılıklar, kanatlı pompaların yönüne göre bölünmüş performans göstergelerinde farklılıklara yol açar. santrifüj (radyal), diyagonal ve eksenel (eksenel) olarak akış.

Göz önünde bulundurulan problemlerin doğası dikkate alındığında, santrifüj pompalar büyük ilgi görmektedir; burada pervane döndüğünde, m kütleli sıvının her bir kısmı, şaft ekseninden r mesafesinde bıçaklar arası kanalda bulunur. tarafından harekete geçilecek merkezkaç kuvveti Fu:

burada w şaftın açısal hızıdır, rad/s.

Pompa çalışma parametrelerini düzenleme yöntemleri

tablo 1

dönme hızı n ve pervanenin çapı D ne kadar büyük olursa.

Pompaların ana parametreleri - akış Q, basınç R, güç N, verimlilik I] ve dönüş hızı n - karakteristik eğrilerle yansıtılan belirli bir ilişki içindedir. Pompanın özellikleri (enerji özellikleri) - ana enerji göstergelerinin kaynağa grafiksel olarak ifade edilen bağımlılığı (pervanenin sabit dönme hızında, pompa girişindeki ortamın viskozitesi ve yoğunluğunda), bkz. 1.

Pompanın ana karakteristik eğrisi (performans karakteristiği, çalışma eğrisi), sabit bir n = sabit hızda pompa tarafından geliştirilen basıncın H=f(Q) akışına bağımlılığının bir grafiğidir. Maksimum verimlilik değeri qmBX, optimum çalışma noktası P'deki besleme Qp ve basınca Нр karşılık gelir Q-H özellikleri(Şekil 1-1).

Ana özelliğin artan bir dalı varsa (Şekil 1-2) - Q = 0 ila 2b arasındaki aralık, o zaman buna artan denir ve aralık, arzdaki ani değişikliklerin eşlik ettiği dengesiz bir çalışma alanıdır. güçlü gürültü ve su darbesi. Artan bir dallanmaya sahip olmayan özelliklere kararlı denir (Şekil 1-1), çalışma modu eğrinin tüm noktalarında kararlıdır. Pompalama uygulamalarında ekonomik açıdan çok faydalı olan "İki veya daha fazla pompanın aynı anda kullanılması gerektiğinde kararlı bir eğriye ihtiyaç vardır". Ana özelliğin şekli pompa hızı katsayısı ns'ye bağlıdır - ne kadar büyük olursa eğri o kadar dik olur.

Kararlı düz karakteristiğiyle, akış değiştiğinde pompa basıncı biraz değişir. Sabit basınçta geniş bir aralıkta besleme regülasyonunun gerekli olduğu sistemlerde düz karakteristikli pompalara ihtiyaç duyulur, bu da su şebekesinin terminal bölümlerinde basıncı artırma görevine karşılık gelir

Üç aylık PNS'de ve ayrıca yerel pompa istasyonlarının PNU'sunun bir parçası. Q-H karakteristiğinin çalışma kısmı için aşağıdaki bağımlılık yaygındır:

burada a, b, ikinci dereceden bir forma sahip olan Q-H karakteristiği içindeki belirli bir pompa için seçilmiş sabit katsayılardır (a>>0, b>>0).

Çalışmada pompaların seri ve paralel bağlantısı kullanılmaktadır. Seri olarak kurulduğunda toplam basınç (basınç), her pompanın geliştirdiğinden daha büyüktür. Paralel kurulum, her bir pompanın tek başına sağladığından daha fazla akış sağlar. Genel özellikleri ve her yöntem için temel ilişkiler Şekil 1'de gösterilmektedir. 2.

Q-H karakteristiğine sahip bir pompa bir boru hattı sisteminde (bitişik su boru hatları ve diğer ağ) çalıştığında, sistemin hidrolik direncinin üstesinden gelmek için basınç gerekir - akışa direnen ve sonuçta basıncı etkileyen bireysel elemanların dirençlerinin toplamı kayıplar. Genel olarak şunu söyleyebiliriz:

burada ∆Н sistemin bir elemanındaki (bölümündeki) basınç kaybıdır, m; Q, bu elemandan (bölüm) geçen sıvı akışıdır, m3/s; k - sistemin elemanının (bölümünün) tipine bağlı olarak basınç kaybı katsayısı, C2/M5

Sistemin özelliği hidrolik direncin akışa bağlı olmasıdır. Pompanın ve ağın ortak çalışması, bir malzeme ve enerji dengesi noktası (sistem ve pompa özelliklerinin kesişme noktası) - koordinatları (Q, i/i) olan bir çalışma (mod) noktası ile karakterize edilir. Pompa sistem üzerinde çalışırken mevcut akış ve basınca karşılık gelir (Şek. 3) .

İki tür sistem vardır: kapalı ve açık. İÇİNDE kapalı sistemler(ısıtma, iklimlendirme vb.) sıvı hacmi sabittir, taşıyıcının sistemdeki teknolojik olarak gerekli hareketi sırasında bileşenlerin (boru hatları, cihazlar) hidrolik direncinin üstesinden gelmek için pompa gereklidir.

Sistemin özelliği tepe noktası (Q,H) = (0, 0) olan bir paraboldür.

Açık sistemler su temininde ilgi çekicidir sıvının bir noktadan diğerine taşınması, pompanın sökme noktalarında gerekli basıncı sağlaması, sistemdeki sürtünme kayıplarının aşılması. Sistemin özelliklerinden açıktır - akış hızı ne kadar düşük olursa, ANT sürtünme kayıpları ve buna bağlı olarak güç tüketimi de o kadar düşük olur.

İki tür açık sistem vardır: pompanın sökme noktasının altında ve sökme noktasının üstünde olması. Tip 1'in açık bir sistemini ele alalım (Şekil 3). 1 numaralı tanktan beslemek için sıfır işareti(alt havuz) 2 numaralı üst rezervuara (üst havuz) göre, pompa geometrik bir kaldırma yüksekliği H sağlamalı ve akış hızına bağlı olan sürtünme kayıplarını ANT telafi etmelidir.

Sistem özellikleri

Koordinatlı parabol (0; ∆Н,).

Tip 2'nin açık sisteminde (Şekil 4)

yükseklik farkının (H1) etkisi altındaki su, tüketiciye pompasız olarak verilir. Tanktaki mevcut sıvı seviyesi ile analiz noktası (H1) arasındaki yükseklik farkı belirli bir Qr akış hızı sağlar. Yükseklik farkından kaynaklanan basınç, gerekli akışı (Q) sağlamak için yetersizdir. Bu nedenle, sürtünme kayıplarını ∆H1 tamamen yenmek için pompanın H1 basıncını eklemesi gerekir. Sistemin karakteristiği (0; -H1) ile başlayan bir paraboldür. Akış hızı tanktaki seviyeye bağlıdır - azaldığında H yüksekliği azalır, sistem karakteristiği yukarı doğru hareket eder ve akış hızı azalır. Sistem, beslemeyi sağlamak için ağda giriş basıncının olmaması (Yag'a eşdeğer yedekleme) sorununu yansıtır. gerekli miktar Tüm tüketicilere gerekli basınçta su.

sistemin ihtiyaçları zamanla değişir (sistemin özellikleri değişir), mevcut gereksinimleri karşılamak için pompa parametrelerinin ayarlanması sorunu ortaya çıkar. Pompa parametrelerini değiştirme yöntemlerine genel bir bakış tabloda verilmiştir. 1.

Kısma kontrolü ve bypass kontrolü ile güç tüketiminde hem azalma hem de artış meydana gelebilir (santrifüj pompanın güç özelliklerine ve kontrol eylemi öncesi ve sonrası çalışma noktalarının konumuna bağlı olarak). Her iki durumda da nihai verimlilik önemli ölçüde azalır, sisteme verilen birim besleme başına bağıl güç tüketimi artar ve verimsiz enerji kaybı meydana gelir. Pervane çapını düzeltme yöntemi, sabit özelliklere sahip sistemler için bir takım avantajlara sahiptir; pervaneyi kesmek (veya değiştirmek), önemli bir başlangıç maliyeti olmadan pompayı en uygun çalışma moduna getirmenize olanak tanır ve verimlilik biraz azalır. Ancak işletme sırasında tüketim koşullarının ve buna bağlı olarak tedarik koşullarının sürekli ve önemli ölçüde değişmesi durumunda yöntemin operasyonel olarak uygulanması mümkün değildir. Örneğin, "bir pompalama suyu tesisatı doğrudan ağa su sağladığında (2., 3. kattaki pompa istasyonları, pompa istasyonları vb.)" ve bir akım frekans dönüştürücü (FCC) kullanılarak bir elektrikli sürücünün frekans kontrolünün yapılması önerildiğinde ), pervane dönüş hızının (pompa hızı) değiştirilmesini sağlar.

Orantılılık yasasına (dönüştürme formülü) dayanarak, bir Q-H karakteristiğini kullanarak dönüş hızı aralığında bir dizi pompa karakteristiği oluşturmak mümkündür (Şekil 5-1). Nominal hızda meydana gelen Q-H karakteristiğinin belirli bir A noktasının koordinatlarının (QA1, HA) yeniden hesaplanması N, frekanslar için n1

n2.... hayır, karşılık gelen Q-H1 Q-H2...., Q-Hi özelliklerine ait A1, A2.... Аi noktalarına yol açacaktır

(Şekil 5-1). A1, A2, Ai -, denklemle açıklanan, orijindeki tepe noktasıyla benzer modların sözde parabolünü oluşturur:

Benzer modlardan oluşan bir parabol, farklı dönme frekanslarında (hızlarında), A noktasındaki moda benzer şekilde pompanın çalışma modlarını belirleyen noktaların geometrik odağıdır. Dönme hızında Q-H özelliklerinin B noktasının yeniden hesaplanması N frekanslara n1 n2 hayır, puan verecek В1, В2, Вi benzer modların karşılık gelen parabolünün tanımlanması (0B1 B) (Şekil 5-1).

Tam ölçek ve model verimliliğinin eşitliği hakkındaki başlangıç konumuna (sözde dönüşüm formülleri türetilirken) dayanarak, benzer modların parabollerinin her birinin sabit bir verimlilik çizgisi olduğu varsayılır. Bu hüküm, kullanımın temelini oluşturmaktadır. pompalama sistemleri ah VFD, neredeyse birçok kişi tarafından temsil ediliyor tek yol pompa istasyonlarının çalışma modlarının optimizasyonu. Aslında, bir VFD ile pompa, bu tür modların parabollerinde bile sabit bir verimliliği korumaz, çünkü dönüş hızı n'deki bir artışla, akış hızları ve hızların kareleriyle orantılı olarak hidrolik kayıplar Pompanın akış kısmı artar. Öte yandan düşük hızlarda pompa gücünün düşük olduğu durumlarda mekanik kayıplar daha belirgindir. Verimlilik maksimuma ulaşır hesaplanan değer dönüş hızı p0. Diğerleriyle N, daha küçük veya daha büyük n0, Sapma arttıkça pompa verimi düşecektir N itibaren n0. Hızı değiştirirken verimlilikteki değişimin doğasını dikkate alarak, Q-H1, Q-H2, Q-Hi özelliklerinde eşit verimlilik değerlerine sahip noktaları işaretleyip bunları eğrilere bağlayarak, sözde evrensel karakteristiği elde ederiz. (Şekil 5-2), herhangi bir çalışma noktası için pompanın değişken dönüş hızında, verimliliğinde ve pompa gücünde çalışmasını belirler.

Pompa verimindeki azalmanın yanı sıra PCB'nin çalışmasından dolayı motor verimindeki düşüşü de hesaba katmak gerekir. iki bileşeni vardır: birincisi, VFD'nin dahili kayıpları ve ikincisi, ayarlanabilir elektrik motorundaki harmonik kayıplar (VFD sırasında sinüzoidal akım dalgasının kusurlu olması nedeniyle). Modern bir PCB'nin alternatif akımın nominal frekansındaki verimliliği% 95-98'dir; çıkış akımının frekansında fonksiyonel bir azalma ile PCB'nin verimliliği azalır (Şekil 5-3).

Motorlarda VFD'lerin ürettiği harmonikler (%5 ila %10 arasında değişen) nedeniyle oluşan kayıplar, motorun ısınmasına ve buna bağlı olarak performansta bozulmaya neden olur ve bunun sonucunda motor verimliliği %0,5-1 oranında daha düşer.

Spesifik enerji tüketiminde artışa yol açan VFD sırasında bir pompalama ünitesinin "yapısal" verimlilik kayıplarının genelleştirilmiş bir resmi (TPE 40-300/2-S pompa örneğini kullanarak), Şekil 1'de sunulmaktadır. 6 - Hızın nominal hızın% 60'ına düşürülmesi, hızı optimal olana göre% 11 azaltır (benzer modların parabolünün maksimum verimlilikteki çalışma noktalarında). Aynı zamanda elektrik tüketimi de 3,16 kW'tan 0,73 kW'a düştü. %77 oranında (P1 tanımı, [("Grundfos"), (1)'de N1'e karşılık gelir). Hız azaltıldığında verimlilik, faydalı ve buna bağlı olarak güç tüketiminin azaltılmasıyla sağlanır.

Çözüm. "Yapıcı" kayıplar nedeniyle ünitenin verimliliğindeki azalma, maksimum verimlilikle yakın noktalarda çalışırken bile spesifik enerji tüketiminde artışa yol açar.

Göreceli enerji tüketimi ve hız kontrolünün verimliliği, daha da büyük ölçüde çalışma koşullarına (sistem tipi ve karakteristik parametreleri, maksimum verime göre pompa eğrileri üzerindeki çalışma noktalarının konumu) ve ayrıca Kontrol kriteri ve koşulları. Kapalı sistemlerde sistem karakteristiği, çeşitli dönüş hızları için maksimum verimlilik noktalarından geçen benzer modların bir parabolüne yakın olabilir, çünkü her iki eğrinin de başlangıç noktasında açıkça bir tepe noktası vardır. İÇİNDE açık sistemler Sistemin su temini özellikleri, seçeneklerinde önemli bir farklılığa yol açan bir takım özelliklere sahiptir.

İlk olarak, karakteristiğin tepe noktası, kural olarak, basıncın farklı statik bileşeni nedeniyle koordinatların kökeni ile çakışmaz (Şekil 7-1). Statik basınç çoğunlukla pozitiftir (Şekil 7-1, eğri 1) ve tip 1 sistemde suyu geometrik bir yüksekliğe çıkarmak için gereklidir (Şekil 3), ancak negatif de olabilir (Şekil 7-1, eğri). 3) - tip 2 sistemin girişindeki basınç gerekli geometrik basıncı aştığında (Şekil 4). Sıfır statik yüke rağmen (Şekil 7-1, eğri 2) de mümkündür (örneğin, yük gerekli geometrik yüke eşitse).

İkincisi, çoğu su temin sisteminin özellikleri zaman içinde sürekli değişmektedir.. Bu, sistem karakteristiğinin üst kısmının, durgun su miktarındaki değişiklikler veya gerekli geometrik basınç değerindeki değişikliklerle açıklanan, basınç ekseni boyunca hareketlerini ifade eder. Bir dizi su temin sistemi için, ağ alanındaki gerçek tüketim noktalarının sayısı ve konumundaki sürekli değişiklik nedeniyle, sahadaki dikte noktasının konumu değişir, bu da sistemin yeni bir durumu anlamına gelir; yeni karakteristik parabolün farklı bir eğriliği ile.

Sonuç olarak, çalışması tek bir pompa ile sağlanan bir sistemde, kural olarak, pompa hızını mevcut su tüketimine göre (yani, pompanın mevcut özelliklerine göre) kesin olarak düzenlemenin zor olduğu açıktır. sistem), maksimum verimlilikle noktalardan geçen benzer modların sabit bir parabolünde pompa çalışma noktalarının konumunu (hızda böyle bir değişiklikle) muhafaza ederek.

Sistemin özelliklerine uygun olarak VFD sırasında verimlilikte özellikle önemli bir azalma, önemli bir statik basınç bileşeni durumunda ortaya çıkar (Şekil 7-1, eğri 1). Sistem karakteristiği bu tür modların paraboliyle örtüşmediğinden, hız azaltıldığında (mevcut frekansı 50 Hz'den 35 Hz'ye düşürerek), sistem ile pompa karakteristiklerinin kesişme noktası gözle görülür şekilde sola kayacaktır. Verimlilik eğrilerinde buna karşılık gelen bir kayma, daha düşük değerlerin olduğu bir bölgeye yol açacaktır (Şekil 7-2, "ahududu" noktaları).

Bu nedenle, su temini sistemlerindeki VFD'lerin enerji tasarrufu potansiyeli önemli ölçüde farklılık göstermektedir. VFD'nin etkinliğinin değerlendirilmesi gösterge niteliğindedir. spesifik enerji pompalamak için

1 m3 (Şek. 7-3). D tipi ayrık kontrol ile karşılaştırıldığında, nispeten küçük bir geometrik yüke ve önemli bir dinamik bileşene (sürtünme kayıpları) sahip olan C tipi bir sistemde hız kontrolü anlamlıdır. B tipi bir sistemde geometrik ve dinamik bileşenler önemlidir; hız kontrolü belirli bir ilerleme aralığında etkilidir. Yüksek kaldırma yüksekliğine ve küçük dinamik bileşene (gerekli basıncın %30'undan az) sahip A tipi bir sistemde, VFD'lerin kullanımı enerji maliyetleri açısından pratik değildir. Temel olarak, su tedarik ağının uç kısımlarındaki basıncı arttırma sorunu, enerji verimliliğini artırmak için VFD'lerin kullanımı için esaslı bir gerekçe gerektiren karma tip sistemlerde (B tipi) çözülmektedir.

Hız kontrolü prensip olarak pompanın çalışma aralığını nominal Q-H karakteristiğinin üzerine çıkarmanıza olanak tanır. Bu nedenle bazı yazarlar, nominal karakteristikte (maksimum verimlilikle) maksimum çalışma süresini sağlayacak şekilde CVF ile donatılmış bir pompanın seçilmesini önermektedir. Buna göre VFD yardımıyla debi azaldığında pompa hızı anma hızına göre azalır, arttığında ise artar (nominal değerden daha yüksek bir akım frekansında). Bununla birlikte, elektrik motorunun gücünü hesaba katma ihtiyacına ek olarak, pompa üreticilerinin, nominal frekansı önemli ölçüde aşan bir akım frekansına sahip pompa motorlarının uzun süreli çalışmasının pratik uygulaması konusunu sessizce atladığını not ediyoruz.

Aşırı basıncı ve buna bağlı olarak enerji israfını azaltan, sistemin özelliklerine dayalı kontrol fikri çok çekici. Ancak sistemin anlık durumunda dikte noktasının olası konumlarının çeşitliliği nedeniyle (ağdaki tüketim noktalarının sayısı ve konumu, ve içlerindeki akış hızı değişir) ve sistem karakteristiğinin basınç eksenindeki tepe noktası (Şekil 8-1). Enstrümantasyon ve veri aktarım araçlarının yaygın kullanımından önce, bir dizi dikte noktasının belirlenmesi veya akış hızına bağlı olarak sistemin özelliklerinin yukarıdan sınırlandırılmasıyla, ağa özel varsayımlara dayalı olarak kontrolün yalnızca karakteristiklere göre "yaklaştırılması" mümkün oluyordu. Bu yaklaşımın bir örneği, PNS ve PNU'daki çıkış basıncının 2 konumlu regülasyonudur (gündüz/gece).

Sistem karakteristiğinin tepe noktasındaki konumdaki ve dikte noktası alanındaki mevcut konumdaki önemli değişkenliğin yanı sıra ağ diyagramındaki belirsizliği de hesaba katarak, günümüzde çoğu mekansal su tedarik sisteminin kullanıldığı sonucuna varmalıyız. sabit basınç kriterine dayalı kontrol (Şekil 8-2, 8-3). Q akış hızı düştüğünde, çalışma noktasının soluna doğru ilerledikçe daha büyük olan aşırı basınçların kısmen tutulması ve pervane dönüş hızının azalmasıyla birlikte verimdeki azalmanın kural olarak artması önemlidir. (maksimum verim, nominal frekansta ve hat ayarlı sabit basınçta pompa karakteristiğinin kesişim noktasına karşılık geliyorsa).

Hızı sistem ihtiyaçlarına daha iyi uyacak şekilde kontrol ederken güç tüketimini ve net gücü azaltma potansiyelinin farkında olarak, bu yöntemi diğerleriyle karşılaştırarak veya birleştirerek belirli bir sistem için VFD'nin gerçek verimliliğini belirlemek gerekir. etkili yöntemler enerji maliyetlerinin azaltılması ve her şeyden önce pompa sayısı arttıkça pompa başına akış ve/veya basınç değerlerinin azaltılması.

Açıklayıcı bir örnek, geniş bir basınç ve akış aralığında önemli sayıda çalışma noktası sağlayan paralel ve seri bağlı pompalardan oluşan bir devredir (Şekil 9).

Su temini ağlarının tüketicilere yakın bölümlerindeki basınçtaki artışla birlikte, pompa gruplarının sıralı çalışmasının ve bir grup içinde birleştirilen pompaların paralel çalışmasının birleştirilmesiyle ilgili sorular ortaya çıkıyor. VFD'nin kullanımı aynı zamanda bir dizi paralel bağlı pompanın frekans regülasyonuyla çalışmasının optimum kombinasyonuna ilişkin soruları da gündeme getirdi.

Bir araya getirildiğinde, sorunsuz başlatma/durdurma ve sabit basınç ile kurulu güçteki azalma nedeniyle tüketiciler için yüksek konfor sağlanır; çoğu zaman yedek pompaların sayısı değişmez ve pompa başına güç tüketiminin nominal değeri azalır. Frekans dönüştürücünün gücü ve fiyatı da azalır.

Temelde, kombinasyonun (Şekil 10-1) alanın çalışma alanının gerekli kısmını kaplamanıza izin verdiği açıktır. Seçim optimalse, çalışma alanının çoğunda ve öncelikle kontrollü sabit basınç (basınç) hattında, çoğu pompanın ve bir bütün olarak pompalama ünitesinin maksimum verimliliği sağlanır. Paralel bağlı pompaların bir VFD ile kombinasyon halinde ortak çalıştırılmasına ilişkin tartışma konusu sıklıkla her pompanın kendi VFD'si ile donatılmasının tavsiye edilebilirliği sorunu haline gelir.

Bu soruya net bir cevap vermek yeterince doğru olmayacaktır. Elbette her pompanın bir CVD ile donatılmasının kurulum için çalışma noktalarının olası konumunu artırdığını söyleyenler haklıdır. Pompa geniş bir debi aralığında çalıştığında çalışma noktasının optimum verimde olmadığını, bu tür 2 pompa düşük hızda çalıştığında genel verimliliğin daha yüksek olacağını düşünenlerde haklı olabilirler (Şekil 10). -2). Bu bakış açısı, yerleşik HF dönüştürücülerle donatılmış pompa tedarikçileri tarafından paylaşılmaktadır.

Bize göre bu sorunun cevabı, spesifik sistem özelliklerine, pompalara ve kurulumun yanı sıra çalışma noktalarının konumuna bağlıdır. Sabit basınç kontrolü ile çalışma noktası alanında bir artış gerekli değildir ve bu nedenle kontrol panelinde bir FC ile donatılmış bir kurulum, her pompanın bir FC ile donatıldığı bir kuruluma benzer şekilde çalışacaktır. Daha yüksek teknolojik güvenilirlik sağlamak için kabine ikinci bir PCB (yedek) takmak mümkündür.

Şu tarihte: doğru seçim(maksimum verimlilik, pompanın ana karakteristiği ile sabit basınç hattının kesişme noktasına karşılık gelir) Nominal frekansta (maksimum verimlilik bölgesinde) çalışan bir pompanın verimliliği, benzer iki pompanın toplam verimliliğinden daha yüksek olacaktır. her biri düşük hızda çalışırken aynı çalışma noktasını sağlayan pompalar (Şekil 10-3). Çalışma noktası bir (iki vb.) pompanın karakteristiğinin dışındaysa, o zaman bir (iki vb.) pompa, pompa karakteristiği ile sabit basıncın kesiştiği noktada bir çalışma noktasına sahip olan "ağ" modunda çalışacaktır. hat (maksimum verimlilikle). Pompalardan biri PFC (daha düşük verime sahip) ile çalışacak ve hızı, sistemin mevcut besleme ihtiyacına göre belirlenecek ve tüm kurulumun çalışma noktasının sabit basınç hattı üzerinde uygun şekilde konumlandırılması sağlanacak.

Pompanın, maksimum verimle çalışma noktasını da belirleyen sabit basınç hattının, daha düşük hızlar için tanımlanan pompa karakteristik çizgilerine göre mümkün olduğu kadar yüksek basınç ekseni ile kesişecek şekilde seçilmesi tavsiye edilir. Bu, stabil ve düz özelliklere sahip (mümkünse daha düşük bir hız katsayısı ns ile) bir pompa ağının terminal bölümlerinde artan basınç problemlerinin çözümünde kullanıma ilişkin yukarıda belirtilen hükme karşılık gelir.

"Tek pompa çalışıyor..." koşulu altında tüm besleme aralığı, hızı ayarlanabilir tek bir pompa (şu anda çalışan) tarafından sağlanır, bu nedenle en Pompa, nominal değerden daha düşük bir akış hızıyla ve buna bağlı olarak daha düşük bir verimlilikle çalışır (Şekil 6, 7). Şu anda müşterinin, başlangıç maliyetlerini azaltmak amacıyla kurulumun bir parçası olarak kendisini iki pompayla (bir pompa çalışıyor, biri yedekte) sınırlama konusunda kesin bir niyeti var.

İşletme maliyetleri seçimi daha az etkiler. Bu durumda müşteri, “reasürans” amacıyla, nominal akış değeri hesaplanan ve/veya ölçülen akış hızını aşan bir pompanın kullanılmasında sıklıkla ısrar eder. Bu durumda, seçilen seçenek günün önemli bir süresi boyunca gerçek su tüketim rejimlerine karşılık gelmeyecek ve bu da aşırı elektrik tüketimine yol açacaktır (en “sık” ve geniş tedarik aralığında düşük verimlilik nedeniyle), pompaların güvenilirliğini ve dayanıklılığını azaltacaktır (izin verilen akış aralığının en az 2 inç'ine kadar sık çıkış nedeniyle, çoğu pompa için - nominal değerin %10'u), su temini konforunu azaltacaktır (sıklıkla durdurma ve başlatma işlevi). Sonuç olarak, müşterinin argümanlarının "dış" geçerliliğini kabul ederken, yeni kurulan takviye pompalarının çoğunun dahili olanlara yedeklendiğini ve bu da pompalama ünitelerinin çok düşük verimliliğine yol açtığını bir gerçek olarak kabul etmek zorundayız. VFD'lerin kullanımı, işletmedeki olası tasarrufların yalnızca bir kısmını sağlar.

İki pompalama pompalama ünitesi (biri çalışan, biri yedek) kullanma eğilimi yeni konut inşaatında yaygın olarak ortaya çıkıyor, çünkü Ne tasarım ne de inşaat ve kurulum organizasyonları, inşa edilen konutun mühendislik ekipmanının operasyonel verimliliği ile pratik olarak ilgilenmemektedir; ana optimizasyon kriteri, kontrol parametresinin seviyesini (örneğin, tek bir tedarik ve basınç) sağlarken satın alma fiyatıdır. dikte noktası). Artan kat sayısı dikkate alınarak yeni konut binalarının çoğu PNU ile donatılmıştır. Yazarın (Promenergo) liderliğindeki şirket, hem "" tarafından üretilen PNU'yu hem de Grundfos pompalarına (MANS adı altında bilinir) dayalı kendi üretimini tedarik etmektedir. Promenergo'nun bu segmentteki 4 yıllık tedarik istatistikleri (Tablo 2), özellikle evsel içme suyu tedarik sistemlerinde ve öncelikle konut binalarında kullanılacak olan VFD'li kurulumlar arasında iki pompalama pompası ünitesinin mutlak baskınlığını not etmemizi sağlar. .

Bizim görüşümüze göre, PPU'nun bileşiminin hem enerji maliyetleri hem de operasyonel güvenilirlik açısından optimizasyonu, çalışan pompaların sayısının arttırılması (her birinin arzını azaltırken) sorununu gündeme getirmektedir. Verimlilik ve güvenilirlik yalnızca adımlı ve yumuşak (frekans) düzenlemenin birleşimiyle sağlanabilir.

Modern pompaların yetenekleri ve kontrol yöntemleri dikkate alınarak, sınırlı kaynaklar dikkate alınarak hidrofor pompalama sistemleri uygulamasının analizi, enerji yoğunluğunun ve maliyetinin azaltılması bağlamında su temini için çevresel modelleme kavramının önerilmesini mümkün kılmıştır. PNS'yi (PNU) optimize etmeye yönelik metodolojik bir yaklaşım. yaşam döngüsü pompalama ekipmanı. Su temin sisteminin çevresel elemanlarının işleyişinin yapısal ilişkisini ve çok modlu doğasını dikkate alarak pompa istasyonlarının parametrelerini rasyonel bir şekilde seçmek için matematiksel modeller geliştirilmiştir. Model çözümü, PNS'deki süperşarjör sayısına bağlı olarak yaşam döngüsü maliyet fonksiyonu çalışmasına dayanan, PNS'deki süperşarjör sayısını seçme yaklaşımını doğrulamamıza olanak tanır. Bir model kullanarak bir dizi işletim sistemini incelerken, çoğu durumda PNS'deki optimal çalışan pompa sayısının 3-5 birim olduğu (VFD kullanımına bağlı olarak) bulunmuştur.

Edebiyat

1. Berezin S.E. Pompa istasyonları dalgıç pompalar: hesaplama ve tasarım/S.E. Berezin. - M.: Stroyizdat, 2008.

160 s.

2. Karelin V.Ya. Pompalar ve pompa istasyonları/V.Ya. Karelin, A.V. Minaev.

M.: Stroyiz-dat, 1986. - 320 s.

3. Karttunen E. Su temini II: çev. Fince/E'den. Karttunen; Finlandiya İnşaat Mühendisleri Birliği RIL g.u. - St.Petersburg: Yeni dergi, 2005 - 688 s.

4.Kinebas A.K. St. Petersburg / A.K.'deki Uritsk pompa istasyonunun etki bölgesindeki su temininin optimizasyonu. Kinebas, M.N. Ipatko, Yu.V. Ruksin ve ark.//VST. - 2009. - Sayı 10, bölüm 2. - s. 12-16.

5. Krasilnikov A. Otomatik pompalama üniteleri su tedarik sistemlerinde kademeli frekans kontrolü ile [Elektronik kaynak]/A. Krasilnikova/Yapı Mühendisliği. - Elektron verildi. - [M.], 2006. - No. 2. - Erişim modu: http://www.archive-online.ru/read/stroing/347.

6.Leznov B.S. Pompalama ve üfleme tesisatlarında enerji tasarruflu ve ayarlanabilir tahrik / B.S. Leznov. - M .: Energoatom-Publishing, 2006. - 360 s.

7. Nikolaev V. Kanatlı süperşarjörlerin/V'nin değişken yükü altında enerji tasarrufu potansiyeli. Nikolaev//Sıhhi Tesisat. - 2007. - Sayı 6. - s. 68-73; 2008. - No. 1. - s. 72-79.

8. Endüstriyel pompa ekipmanları. - M .: Grundfos LLC, 2006. - 176 s.

9. Steinmiller O.A. Su temini sistemlerinin pompa istasyonlarının ilçe, blok ve ev içi ağlar düzeyinde optimizasyonu: tez özeti. dis. ...cand. teknoloji. Bilimler / O.A. Steinmiller. - St. Petersburg: GASU, 2010. - 22 s.

HIZLI İLETİŞİM

Aşağıdaki materyaller ilginizi çekebilir