Регулиране на помпи

 

         Помпите се избират да покрият максималния дебит на консуматора . При променлив дебит енергийните параметри на помпите се влошават значително , което води до значителни енергийни загуби .В някои случаи технологичния процес , който се обслужва от помпите изисква промяна на дебита в широк диапазон . Целта на регулирането е да се осигури  максимален коефициент на полезно действие на помпената система при променливи хидравлични параметри на консуматора .Запознайте се предварително с Определяне на работна точка на помпа .

 

         I .Основни принципи при регулиране на центробежни помпи  

 

          I.1. Дроселно регулиране

          При дроселното регулиране на изхода на помпата се монтира шибър или друга регулираща апаратура с които се увеличава хидравличното съпротивление на системата / стръмността на хидравличната характеристика /.При увеличаване на хидравличното съпротивление характеристиката става по- стръмна  , намалява дебита и нараства налягането .С намаляване на дебита при центробежните помпи намалява консумираната мощност , но намалява и коефициента на полезно действие . 

          ВНИМАНИЕ ! Дроселиране  на смукателния тръбопровод не се допуска поради опасност от получаване на кавитация . Поради това не се препоръчва  на входа на помпите да се монтират филтри с едрина на пропусканите частици по-малка от 400 микрона . 

          Този начин на регулиране се препоръчва при  хидравлична характеристика с преобладаващ статичен напор и по- малки динамични загуби , което е характерно за сондажни системи при които с ограничаващ кран  на изхода на помпата се съгласува дебита на помпата с  дебита на сондажа с цел получаване на стабилно водочерпене при бистра вода без разрушаване на пясъчния филтър около сондажа.

           ВНИМАНИЕ ! Дроселното регулиране при сондажни помпи има две основни ограничения :

           - при намаляване на дебита под 10 % от номиналния освен намаляване на коефициента на полезно действие се влошават условията на охлаждане на двигателя поради намаляване на скоростта на охлаждащата вода .При двигатели с вградена термична защита е възможно да се наблюдава задействане на тази защита .

           -  не трябва да се допуска продължителна работа на помпата при напълно затворен шибър  / режим " НУЛЕВ ДЕБИТ " / ,което може да доведе до прегряване и деформиране на детайлите на помпата.

              При отговорни помпени системи за недопускане на такива режими се прилагат монтиране на байпасни системи с постоянен или регулируем дебит ,системи за регулиране с контрол на налягането , температурата и др.

             Предимство на дроселното регулиране е ниската цена на капиталовите разходи .

             Недостатъци на дроселното регулиране  :

              - повишен шум и вибрации в напорния тръбопровод особено след шибъра

              - повишени енергийни разходи

 

             I.2. Регулиране с байпасиране 

             На изхода на помпата се монтира паралелен тръбопровод  с регулираща апаратура  свързан с входа на помпата / байпас  / . При отваряне на байпасиращия шибър намалява хидравличното съпротивление на байпаса и общото хидравлично съпротивление , увеличава се дебита и намалява напора на помпата , което води до намаляване на дебита на работния тръбопровод .

             Този начин на регулиране при центробежни помпи е енергийно  неефективен поради това , че с намаляване на дебита в работния тръбопровод нараства мощността на помпата .

              Регулирането с байпасиране при центробежни помпи е по- неефективно от регулиране с дроселиране.

               Байпасно регулиране се прилага основно при циркулационни системи .

 

               I.3 Паралелна работа на помпи

               Запознайте се с Паралелна работа на помпи - ЗА и ПРОТИВ 

 

                I.4. Регулиране чрез включване и изключване 

                Този начин на регулиране изисква на нагнетателния тръбопровод да има разширителен съд с еластичен елемент , който да поддържа дебита при изключена помпа .Прилага се при хидрофорни системи с управление по налягане / пресостат /.

                 За осигуряване на оптимално управление налягането на включване трябва да бъде при най- ниското налягане на оптималната зона  , а налягането на изключване да бъде при най- високото налягане на оптималната зона .

 

                I.5.Регулиране чрез промяна на честотата на въртене

                 Характеристиките на турбопомпите (центробежни и осови) са пряко свързани с честотата на въртене . Законите на подобие изразяват връзката между параметрите дебит Q, напор H, консумирана мощност P и честота на въртене n. За две честоти на въртене са в сила зависимостите: Q1/Q2 = n1/n2; H1/H2 = (n1/n2)2; P1/P2 = (n1/n2)3Следователно дебитът е правопропорционален на честотата - Q ~ n,  напорът е пропорционален на квадрата на честотата - H ~ n2; а мощността е пропорционална на третата степен на честотата - P ~ n3.                   

                   От описаните начини на регулиране най-енергийно ефективен метод е честотното регулиране.

                    При захранване с честотен инвертор на асинхронни и синхронни двигатели се изменят както  честотата ,така и напрежението . Използването на честотен инвертор позволява плавен пуск и стоп , регулиране на честотата на въртене при максимален коефициент на полезно действие.

                     Честотния инвертор може да бъде отделен модул , който е свързан с необходимите сензори и двигателя.

                     Предимството на този вариант е по- високата степен на ремонтопригодност.

                      За постигане на компактност и най- висока степен на интеграция при някои помпи честотния инвертор е ингегриран с двигателя.

                     Един от важните параметри на честотния инвертор е големината и вида на висшите хармоници в захранващото напрежение . В по- старите и по- евтините честотни инвертори има по-голямо количество висши хармонични , което води до допълнително загряване на двигателя .

                      При определяне на дълбочината на регулиране трябва да се отчита и влошаването на охлаждането на двигателя при намалената честота на въртене при системите със самовентилация.

                      Предимства на честотното регулиране :

                       - плавен пуск .

                       При плавен пуск  с правилно оразмерено време на развъртане се избягват хидравлични удари .

                        Намаляване на риска от кавитация.

                        Кавитация се получава когато статичното налягане се понижи до стойност по- ниска от налягането на наситените пари.

Тогава се създават условия за започване на кипене на течността и последваща кондензация на газовите мехурчета ,когато се получават местни ударни натоварвания и износване на обтичаните повърхности . За избягване на кавитация в автоматичните системи с честотно управление се следи налягането в смукателния тръбопровод и се регулира дебита така ,че да не се създадат условия за кавитация.

                         - увеличаване на надеждността поради по- ниската честота на въртене на лагерите ,уплътненията  и др.

                         - намаляване на шума и вибрациите

                         - намаляване на цената  в сравнение със системите с периодично включване и изключване  при работа в оптималната зона.

 

                           II. Особености на честотното рeгулиране на обемни помпи 

                          При обемните помпи (бутални, зъбни, пластинкови, винтови, мембранни и др.) дебитът е правопропорционален на честотата на въртене, но налягането  може да се изменя независимо .

                           Когато помпата подава течност в система с фиксирано хидравлично съпротивление намаляването на дебита намалява напора на втора степен (хидравличните съпротивления са пропорционални на квадрата на скоростта, т. е. на дебита), а мощността на трета степен  /  50% дебит води до  25% напор и 12,5% мощност/ .

                           Когато помпата работи с постоянен напор мощността и  икономиите на енергия ще зависят  линейно от честотата на въртене.

                           Обемните помпи могат да работят с голям диапазон на изменение на честотата, достигащ до 10:1. Тъй като са възможни проблеми с мазането и охлаждането, винаги трябва да се имат предвид препоръките на производителя за максималната и минималната честота на въртене за конкретната помпа.


                            Пусковият момент на обемните помпи  е пропорционален на напора (диференциалното налягане между входа и изхода) и не зависи от честотата на въртене.

                            На практика необходимият момент в диапазона на изменение на честотата може да се променя в зависимост от вида на помпата, използваните материали, работните хлабини и вискозитета на течността. Това се дължи на различни фактори - сухо триене в момента на стартирането, еластомерните детайли в конструкцията и др. Пусковият момент може да превъзхожда значително номиналния работен и да бъде решаващ фактор при избора и оразмеряването на задвижването.
                            Ориентировъчни стойности на пусковия момент :

                            -  за бутални/плунжерни помпи - 1,5 от номиналния;

                             - за обемни ротационни и мембранни - 2 пъти номиналния;

                             - за ексцентършнекови - до четири пъти по-голям от номиналния.

              Тази статия е по материали в  списание  Инженеринг ревю 2010 кн. 6, кн.7,кн 8,и кн.9 

 
Начало Запитване Услуги Помощ Информация Контакти Условия за ползване
© Copyright 2019 AquaPump.net. All rights reserved!