W19. Методы регулирования работы водяных насосов

Автор – В. В. Савенко.  Дата публикации – 22.01.2019.

В системах теплоснабжения для изменения расхода воды регулируют работу насосов. При этом применяют различные методы регулирования.

Одним из методов является дросселирование потока, при котором с помощью управляемого устройства изменяют проходное сечение трубопровода. Изменение параметров при регулировании удобно показывать с помощью графиков гидравлических характеристик насоса и системы. На рисунке 1 показаны такие графики для дросселирования потока. Приведены пояснения по изменению параметров и основному недостатку этого метода регулирования.

При регулировании перепуском части потока с выхода насоса на вход изменение параметров происходит в соответствии с рисунком 2. Приведены пояснения по основному недостатку этого метода.

Из существующих возможностей регулирования угловой скорости вала насоса в настоящее время наиболее рациональным методом считают частотное регулирование (рисунок 3).

Сравнение трех рассмотренных методов регулирования показывает, что меньшие затраты электроэнергии на привод насосов получают при частотном регулировании. Чтобы показать разницу в затратах используют различные графики и аналитические зависимости. На самом деле по используемым в литературе зависимостям оценить эту разницу не представляется возможным. Для этого предложены другие зависимости, по которым можно сделать качественное сравнение разных методов.

На рисунке 4 показаны гидравлические характеристики насоса и системы при разных методах регулирования.

С помощью приведенных графиков и предложенных зависимостей показано, что потребляемая насосов мощность при частотном регулировании однозначно меньше, чем при дросселировании или перепуске. Однако при сравнении дросселирования и перепуска вывод в общем случае неясен, хотя в литературе утверждают, что при перепуске воды потребляемая насосом мощность всегда больше, чем при дросселировании. Показано, что такое утверждение является ошибочным, однозначного вывода в общем случае сделать нельзя, результаты зависят от конкретных условий.

Для иллюстрации этого общего вывода показана разница в паспортных характеристиках нескольких реальных центробежных насосов. Для одного из них проведено сравнение по затратам электроэнергии при регулировании дросселированием и перепуском. Показано, что имеются насосы, для которых в одних условиях потребляемая мощность будет больше при дросселировании, а в других – при перепуске. Но оба метода по затратам электроэнергии уступают частотному регулированию, рассмотрены две основные причины этого.

Приведены конкретные данные из разных источников по экономии электроэнергии в результате применения частотного регулирования. Рассмотрены также другие преимущества частотного регулирования, с некоторыми из которых нельзя согласиться.

В разных источниках называют также недостатки частотного регулирования и не до конца решенные проблемы его использования. Одним из серьезных недостатков является высокая стоимость частотных преобразователей, из-за чего на насосных станциях частотное регулирование дополняют ступенчатым регулированием расхода воды. Ступенчатое регулирование применяют также на маломощных насосах вместо частотного регулирования.

На примерах показано, что эффективность частотного регулирования во многих случаях преподносится однобоко, без серьезного анализа, учета различных условий, на основе примитивных экономических расчетов. Этому методу часто приписывают несуществующие преимущества и не говорят о серьезных недостатках, из-за чего о нем может складываться необъективное представление. Анализ показывает, что ступенчатое регулирование при его рациональной организации вполне может конкурировать с частотным.

………………..Полный текст