NL8801897A - Werkwijze voor het verbeteren van de efficientie bij het bedienen van drukverhogingsinstallaties en dergelijke. - Google Patents

Description

Werkwijze voor het verbeteren van de efficiëntie bij het bedienen van drukverhogingsinstallaties en dergelijke.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het verbeteren van de bedrijfsefficiëntie van drukverhogingsinstallaties en dergelijke met voorafbepaalde streefdruk, waarvan de pompen worden aangedreven door electromotoren met toerentalregelinrichtingen.

Het is reeds bekend om het vermogen van centrifugaalpompen naar behoefte aan te passen, door de aandrijfmotoren van de ponpen te besturen via frequentieomvormers, fase-aansnijdende besturingen en dergelijke maatregelen te besturen met verschillende toerentallen, zo dat ook een willekeurige werklijn met daarop het gewenste werkpunt kan worden ingesteld onder de werklijn voor het streeftoerental. Het voordeel van een dergelijke besturing is, dat voor een centrifugaalpomp met eenvoudige middelen elke willekeurige combinatie van transportdruk en transporthoeveelheid kan worden ingesteld. Het nadeel is, dat daarbij ten opzichte van de rendementkromme voor het nominale toerental altijd een verslechtering van het rendement optreedt, hetgeen een relatieve verhoging van het opgenomen vermogen ten gevolge heeft hetgeen bij langere bedrijfsduur tot niet te verwaarlozen kosten kan leiden.

Om deze nadelen te vermijden, stelt de onderhavige uitvinding zich ten doel om, in het bijzonder bij drukverhogingsinstallaties met voorafbepaalde streefdruk, niet alleen energie te besparen bij het besturen van de pompen, maar ook een vereenvoudiging ten opzichte van installaties zonder toerentalregelinrichtingen (echter met zo gering mogelijke drukwisselingen) te bereiken door het gebruik mogelijk te maken van kleinere buffervaten die minder ruimte innemen.

De uitvinding gaat daarbij uit van de overweging dat hoge beiasting-wisselingfrequenties van meer dan het volgens DVGW W314 toelaatbare aantal van 30 maal per uur tussen stilstand en bedrijfstoestand van de aandrijfmotoren en de ponpen, de onnodige druktoename tot boven de streefdruk en de grootte van het buffervat klein kunnen houden.

Om dit doel te bereiken wordt volgens de uitvinding voorgesteld om de werkwijze zo uit te voeren, dat wanneer de volumetransportsnelheid resp. de vloeistofafname uit de drukverhogingsinstallaties gelijk is aan of groter is dan de streefafname, de ponpen stationair in het bedrijfsgebied van het maximale ponprendement bij nominaal toerental worden bediend, en wanneer de volumetransportsnelheid resp. de vloeistofafname uit de drukverhogings-installaties kleiner is dan de streefafname, de pompen niet-stationair worden bediend, waarbij wordt afgewisseld tussen het bedrijfsgebied van het maximale pomprendement bij nominaal toerental en een bedrijfsgebied met minimaal toerental en een zo gering mogelijk energieverbruik. De pompen moeten daarbij gelijkmatig wisselend tussen hoge toerentallen nabij het streeftoerental en een toerental van ongeveer nul worden bestuurd. Er zal dus normaliter geen afschakelen van de pompen plaatsvinden. Aangezien het maximaal toelaatbare aantal schakelwisselingen betrekking heeft op het volledig uitschakelen, kunnen volgens de uitvinding de belastingwissel-frequenties aanzienlijk groter zijn dan 30 per uur, en bijvoorbeeld tot ca. 720 per uur bedragen.

Tussen de pompen en afnameplaatsen voor de vloeistof kunnen doelmatiger-wijze drukwisselingen-dempende buffervaten worden aangebracht, die nu echter slechts een minimale inhoud hoeven te bezitten, welke slechts een fractie van de inhoud van de drukvaten van de tot nu toe gebruikelijke drukverhogingsinstallaties hoeft te zijn.

Het is nuttig gebleken te voorzien in een tijdschakelfunctie, waardoor het afschakelen van de aandrijvingen van de pompen zo vroeg mogelijk plaats vindt, op zijn laatst wanneer meer dan 2 minuten geen waterafname plaatsvindt, bijvoorbeeld ' s nachts. De lengte van de tijdsduur tot het afschakelen kan gebaseerd zijn op het aantal en de verdeling van de het laatste uur werkelijk uitgevoerde afschakelingen. De schakelfrequentie ligt daarmee dan onder de toelaatbare schakelfrequentie van 30 per uur. Als toerentalregelinrichtingenvoor de aandrijfmotoren worden faseaansnijdende besturingen (met zachte aanloop) toegepast.

De uitvinding wordt in het onderstaande nader verduidelijkt onder verwijzing naar de tekening; hierin toont: fig.l de werklijn van een centrifugaalpomp met daarin aangegeven een gewenst werkpunt; en fig.2 een grafische voorstelling van het toerental als functie van de tijd bij niet-stationaire bedrijfstoestanden.

In fig.l is van een centrifugaalpomp de werklijn voor het streef- of nominale toerental weergegeven. De werklijn wordt doorlopen in het gebied van de in- en uitschakeldruk voor de drukverhogingsinstallatie. Daarbij ontstaat bij een gemiddelde transportdruk een bepaalde transportstroom. De pomp werkt daarbij, zoals uit de onderste kromme blijkt, ongeveer in het gebied van het beste rendement.

Vindt nu slechts een geringe waterafname uit de drukverhogingsinstallatie plaats, dan wordt het werkpunt verschoven naar een kleinere transportstroom, bijvoorbeeld naar bedrijfspunt PB· Zou de pomp verder op zijn streefwerklijn werken, dan zou een zeer groot opslagvat nodig zijn, opdat de schakeltijden voor de pomp niet ontoelaatbaar kort zouden moeten worden. Een andere mogelijkheid zou zijn, de pomp te laten draaien met een lager toerental, ongeveer op de gestreept weergegeven werklijn. Hierbij zou zich dan echter een slechter rendement instellen, en daarmee ook een buiten alle verhoudingen liggend groot energieverbruik.

Om beide voordelen, namelijk die van een klein drukvat en die van een energiebesparing, die zoals onderzoekingen hebben aangetoond ca. 30 - 50 % kan bedragen, ten volle te kunen benutten, wordt de pomp volgens de uitvinding afwisselend bediend tussen een werklijn bij nominaal toerental en een minimaal toerental zonder of nagenoeg zonder energieverbruik, d.w.z. bij een toerental in de buurt van nul.

Een dergelijk bedrijf is in de diagrammen van fig.2 aangegeven. De pomp draait dus een korte tijd in het gebied van het nominaal toerental met dienovereenkomstig transportvermogen, en wordt dan teruggeschakeld naar een gering toerental dat nagenoeg geen transportvermogen vereist, zo dat zich gemiddeld een transportvermogen volgens het gewenste werkpunt Ρβ instelt.

Daar de pomp met de aandrijfmotor niet tot stilstand komt, mag het toelaatbare aantal schakelwisselingen aanzienlijk worden overschreden. Bij voorbeeld kan de schakeltijd tussen volledige belasting en kleinste belasting tot ca. 3 seconden worden verminderd, zoals uit het onderste diagram blijkt. In het onderste diagram is ook nog een zachte aanloop van de pomp van 0,5 seconden aangegeven, waardoor het bedrijfslawaai aanzienlijk kan worden verminderd.

Claims (5)

1. Werkwijze voor het verbeteren van de bedrijfsefficiëntie van drukverhogingsinstallaties en dergelijke met voorafbepaalde streefdruk, waarvan de pompen worden aangedreven door electromotoren met toerentalregelinrichtingen; met het kenmerk dat wanneer de volumetransportsnelheid resp. de vloeistofafname uit de drukverhogingsinstallaties gelijk is aan of groter is dan de streefafname, de pompen stationair in het bedrijfsgebied van het maximale pomprendement bij nominaal toerental worden bediend, en wanneer de volumetransportsnelheid resp. de vloeistofafname uit de drukverhogingsinstallaties kleiner is dan de streefafname, de pompen niet-stationair worden bediend, waarbij wordt afgewisseld tussen het bedrijfsgebied van het maximale pomprendement bij nominaal toerental en een bedrijfsgebied met minimaal toerental en een zo gering mogelijk energieverbruik.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk dat tussen de pompen en de afnameplaatsen voor de vloeistof, gasgevulde drukwisselingen-dempende drukvaten met minimale 'inhoud zijn aangebracht.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk dat de pompen worden bediend met belastingwisselingen van meer dan 30 per uur.

4. Werkwijze volgens een der conclusies 1 t/m 3, met het kenmerk dat het afschakelen van de aandrijving van de pompen zo vroeg mogelijk plaatsvindt.

5. Werkwijze volgens een der conclusies 1 t/m 4, met het kenmerk dat de aandrijfmotoren van de pompen voorzien zijn van toerentalregelinrichtingen met zachte aanloop.