Энергосбережение в насосных станциях водоотлива средствами регулируемого электропривода
Автор: Бабокин Г.И.
Источник: Горный информационно-аналитический бюллетень. № 11/2005 с. 305-306.
Аннотация
Бабокин Г.И. – Энергосбережение в насосных станциях водоотлива средствами регулируемого электропривода. Рассмотрена схема перекачивания жидкости из нижнего резервуара в верхний резервуар, предложен алгоритм, который позволяет применить частотно-регулируемый электропривод в насосных установках шахт Подмосковного угольного бассейна
В системах водоотлива шахт и рудников, а также при осушении открытых горных выработок возникает задача перекачки жидкости из нижнего резервуара 1, в верхний резервуар 2 с помощью насоса 3 (рис. 1). Насос имеет нерегулируемый электропривод. Типичный алгоритм работы системы перекачки жидкости состоит в следующем [1]. Устанавливаются датчики, контролирующие верхний (ВУ) и нижний (НУ) уровни жидкости в нижнем резервуаре. Насос включается, когда уровень в нижнем резервуаре достигает верхней отметки (ВУ), и отключается когда уровень жидкости достигает нижнего уровня. Т.е. режим работы установки является циклическим. При включении насоса характеристика трубопроводной сети соответствует кривой 2, рис. 2, со статическим напором Нст1.
Рисунок 1 – Схема перекачивания жидкости из нижнего резервуара в верхний резервуар: 1, 2 – нижний и верхний резервуары, 3 – насос, 4 – трубопровод
При работе насоса и перекачке жидкости в верхний резервуар уровень жидкости в нижнем резервуаре уменьшается, а вместе с этим увеличивается статический напор при неизменной крутизне характеристики сети. При достижении нижнего уровня жидкости в нижнем резервуаре характеристика сети соответствует кривой 3, рис. 2 при статическом напоре Нст2. При перекачивании насосом жидкости рабочая точка системы «насос – трубопровод» перемещается из точки А в точку Б по характеристике насоса, т.е. насос работает с переменным напором от На до Нб. Перепад статического напора Нст = Нст2 – Нст1 определяется разностью отметок верхнего уровня (ВУ) и нижнего уровня (НУ) нижнего резервуара. В системе перекачки жидкости (рис. 2) с верхнего уровня требуется меньше затрат электрической энергии, чем с нижнего, так как Нст1< Нст2.
Рисунок 2 – Характеристики системы перекачивания жидкости рис. 1
Поэтому в таких системах лучше применить алгоритм работы [1], при котором насос откачивает из нижнего резервуара ровно столько жидкости, сколько ее туда поступает. В этом случае уровень жидкости в резервуаре стабилизируется на верхнем уровне, а насос постоянно будет работать с пониженным статическим напором Нст1. Это возможно при применении регулируемого ЭП насоса. При изменении частоты вращения насоса изменяется положение характеристики насоса. Например, при уменьшении частоты вращения в два раза характеристика насоса соответствует кривой 4, а точка пересечения характеристик 4 и 2 соответствует рабочей точке В. В режиме перекачки жидкости рабочая точка системы перемещается по кривой трубопроводной сети от точки А до точки В.
При этом режиме работы системы средний напор насоса очевидно ниже, чем в циклическом режиме и поэтому потребление ЭЭ насосной установкой будет ниже.
Экономия ЭЭ при применении регулируемого ЭП насоса подсчитывается по формуле:
Применение частотно-регулируемого ЭП насосных установок шахт Подмосковного угольного бассейна с предложенным алгоритмом управления позволяет уменьшить потребление ими электрической энергии на 30-40% по сравнению с нерегулируемыми ЭП.
Список использованной литературы