RU2334898C1

RU2334898C1 - Method of controlling pumping station operating conditions

Info

Publication number: RU2334898C1
Application number: RU2006141292/06A
Authority: RU
Inventors: Павел Родионович Хлопенков (RU); Павел Родионович Хлопенков; Анатолий Витальевич Краснов (RU); Анатолий Витальевич Краснов
Original assignee: Открытое Акционерное Общество "Научно-производственное объединение гидравлических машин"
Priority date: 2006-11-22
Filing date: 2006-11-22
Publication date: 2008-09-27
Also published as: RU2006141292A

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: invention relates to pump production and can be used in operating the pumps and pumping stations. The proposed method consists in plotting several additional pump "inlet-outlet" curves for reduced pump impeller rpm in selected operating range, apart from the initial hydraulic circuit characteristics. Then, a general common curve describing the various pump impeller rpm and shifted towards outlet pressure 2 to 3% increase exceeding the designed values is plotted through the points of intersection of the aforesaid "inlet-outlet" curves with the curve of head loss in water lines and in parallel to the latter. Now, the pump can be changed over to operation at new rpm.

EFFECT: lower power consumption in operating the pumping stations.

2 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к насосостроению и может быть использовано при эксплуатации насосов и насосных станций.The present invention relates to pump engineering and can be used in the operation of pumps and pumping stations.

Известны насосные станции (В.И.Турк. Насосы и насосные станции. М., Госстройиздат, 1961, с.70, рис.36), в которых используются параллельно установленные насосы и только один водовод. Из-за отсутствия в известных конструкциях устройств, которые регулируют характеристики насосов, большую часть времени эксплуатации насосные станции работают с резко избыточным напором. Кроме того, из-за наличия только одного водовода имеет место большой разброс параметров при изменении числа работающих насосов.Known pumping stations (V.I. Turk. Pumps and pumping stations. M., Gosstroiizdat, 1961, p. 70, Fig. 36), which use parallel mounted pumps and only one conduit. Due to the absence in the known constructions of devices that regulate the characteristics of the pumps, most of the operating time of the pumping stations operate with sharply excessive pressure. In addition, due to the presence of only one conduit, there is a large scatter of parameters when changing the number of working pumps.

Известны также насосные станции (В.Я.Карелин, А.В.Минаев. Насосы и насосные станции. М., Стройиздат, 1986, с.64-65, рис.4.5).Also known are pumping stations (V.Ya. Karelin, A.V. Minaev. Pumps and pumping stations. M., Stroyizdat, 1986, p. 64-65, Fig. 4.5).

В данных устройствах между точками пересечения характеристик насосов и водоводов имеет место большой избыточный напор для подач между этими точками, т.е. практически во всем диапазоне эксплуатации насосных станций. Используемые в настоящее время преобразователи частот вращения рабочих колес насосов частично снижают избыточный напор, однако это ведет к перерасходу электроэнергии.In these devices, between the points of intersection of the characteristics of the pumps and water conduits, there is a large excess head for flows between these points, i.e. in almost the entire range of operation of pumping stations. Currently used impeller speed converters of the pump impeller partially reduce the overpressure, however, this leads to an excessive consumption of electricity.

Данные устройства и используемые в них способы регулирования режимов работы насосных станций являются наиболее близкими к предлагаемому по решаемой задаче и достигаемому техническому результату.These devices and the methods of regulating the operating modes of pumping stations used in them are the closest to those proposed for the problem being solved and the technical result achieved.

Задача настоящего изобретения - снижение энергозатрат при эксплуатации насосных станций путем устранения избыточных напоров.The objective of the present invention is to reduce energy consumption during the operation of pumping stations by eliminating excess pressure.

Для решения этой задачи в способе регулирования режимов работы насосных станций, включающих водоводы и параллельно установленные насосы, с использованием частотного преобразователя, заключающемся в изменении подач и напоров путем преобразования характеристики сети, а также формы и положения характеристик "подача-напор" насосов и водоводов, дополнительно к исходной характеристике сети строят несколько кривых "подача-напор" насосов для уменьшенных в выбранном диапазоне частот вращения рабочих колес насосов, затем через точки пересечения полученных кривых "подача-напор" с кривой гидравлических потерь напоров в водоводах строят параллельно последней единую общую кривую, отвечающую разным частотам вращения рабочих колес насосов и смещенную в сторону увеличения напоров на 2-3% сверх требуемых по расчету, а затем переключают насос на работу с новыми частотами.To solve this problem, in a method of regulating the operating modes of pumping stations, including conduits and parallel pumps, using a frequency converter, which consists in changing the flow and pressure by converting the characteristics of the network, as well as the shape and position of the flow-pressure characteristics of the pumps and water conduits, in addition to the initial characteristic of the network, several pump-pressure curves are built for pumps reduced in the selected range of rotational speeds of the pump impellers, then crossed through the points Using the obtained feed-pressure curves with the curve of hydraulic pressure losses in the water conduits, a single common curve is constructed parallel to the latter, corresponding to different frequencies of rotation of the impellers of the pumps and shifted in the direction of increasing the pressure by 2-3% in excess of the required by calculation, and then switch the pump to work with new frequencies.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 показана схема насосной установки, на фиг.2 - характеристики сети.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a diagram of a pumping unit, figure 2 - network characteristics.

Предлагаемый способ регулирования заключается в следующем. В качестве устройства, в котором реализуется предложенный способ, использована установка (насосная станция), показанная на фиг.1. Насосная станция содержит водозаборное сооружение 1, параллельно соединенные насосы 2, 3 и 4 с электродвигателями соответственно 5, 6 и 7, частотным преобразователем 8 и потребителем 9 через водоводы 10 и 11.The proposed method of regulation is as follows. As a device in which the proposed method is implemented, the installation (pump station) shown in FIG. 1 is used. The pump station contains a water intake structure 1, pumps 2, 3, and 4 connected in parallel with electric motors 5, 6, and 7, a frequency converter 8, and a consumer 9 through conduits 10 and 11, respectively.

Для исходной частоты "п" вращения рабочих колес параллельно работающих насосов 2, 3 и 4 строим кривую (Q-H)_n (фиг.2) и находим расчетную точку "А" на кривой 12 гидравлических потерь водоводов 10 и 11. Затем строят несколько кривых

насосов для уменьшенных при помощи частотного преобразователя 8 частот (от "п₁" до "п₇" в приведенном варианте) вращения рабочих колес и получают таким образом проходящие через оптимальные точки

(например, точки

и

) новые кривые Q-H насосной станции.For the initial frequency "p" of the rotation of the impellers of the pumps 2, 3 and 4 in parallel, we build the curve (QH) _n (Fig. 2) and find the calculated point "A" on the curve 12 of the hydraulic losses of the water lines 10 and 11. Then, several curves are built

pumps for reduced with the help of a frequency converter 8 frequencies (from "n ₁ " to "n ₇ " in the above version) the rotation of the impellers and thus get through the optimal points

(e.g. points

and

) new curves QH pump station.

Новые кривые, отвечающие разным частотам вращения рабочих колес, пересекаются с кривой 12 гидравлических потерь водоводов (количество водоводов - от 1 до 3) и эти точки пересечения являются искомыми для определения оптимальных частот вращения рабочих колес. При этом насосная станция работает без избыточного напора во всем диапазоне изменения подач Q. Далее увеличивают напор на 2-3% лишь для обеспечения надежности, при этом исходная кривая (Q-H)_n станет занимать новое положение, параллельное кривой гидравлических потерь водоводов, что в свою очередь обеспечивает автоматическое - через частотный преобразователь - устранение избыточных напоров во всем диапазоне изменения подач. Переключение насоса на работу с новыми частотами выполняют при помощи частотного преобразователя.The new curves corresponding to different rotational speeds of the impellers intersect with the curve 12 of the hydraulic losses of the water conduits (the number of water conduits is from 1 to 3) and these intersection points are required to determine the optimal rotational speed of the impellers. At the same time, the pumping station operates without excess pressure in the entire range of flow rates Q. Further, the pressure is increased by 2-3% only to ensure reliability, while the initial curve (QH) _n will take a new position parallel to the curve of hydraulic losses of water pipes, which in its turn the queue provides automatic elimination of excess pressure in the entire range of feed changes through a frequency converter. Switching the pump to work with new frequencies is performed using a frequency converter.

Таким образом, предложенный способ за счет устранения избыточных напоров позволяет сэкономить энергозатраты на 20-30% по сравнению с известными станциями.Thus, the proposed method by eliminating excess pressure allows you to save energy by 20-30% compared with known stations.

Впервые предложена одна кривая Q-H насосной станции для разных частот вращения рабочих колес насосов.For the first time, one Q-H curve of a pumping station was proposed for different speeds of rotation of the pump impellers.

Claims

The method of regulating the operating modes of pumping stations, including conduits and parallel pumps, using a frequency converter, which consists in changing the supply and pressure by converting the characteristics of the network, as well as the shape and position of the "feed-pressure" characteristics of pumps and water conduits, characterized in that to the initial characteristic of the network, several supply-pressure curves of the pumps are built for the pump impellers reduced in the selected frequency range, then through the intersection points along radiated "feed-pressure" curves with a curve of hydraulic loss of pressure in the water conduits, they build in parallel with the latter a single common curve corresponding to different frequencies of rotation of the impellers of the pumps and shifted in the direction of increasing the pressure by 2-3% above the required by calculation, and then switch the pump to work with new frequencies.