Доклады III Международной Научно-Технической Конференции "Механика жидкости и газа", 7-9декабря 2004г., Донецк

СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПОГРУЖНЫМИ НАСОСАМИ НА БАЗЕ ПРИБОРА САУ-М2

Волошин В.В., студент, Козыряцкий Л.Н., канд. тех. наук, доц.  Донецкий национальный технический университет

Показаны основные способы регулирования производительности погружных насосов. Рассмотрена станция САУ на основе горизонтальных погружных насосов.

The basic ways of regulation of productivity till pumps are shown. The station  is considered on the basis of horizontal pumps.

Как известно, последние десятилетия характеризуются резким обострением проблем экономии топливно-энергетических ресурсов и защиты окружающей среды. Поэтому одним из важнейших направлений развития практически всех отраслей промышленности становится развитие энергосберегающих технологий и оборудования.

Погружные (равно как и горизонтальные) насосы традиционно относятся к энергоемкому оборудованию: доля потребления электроэнергии насосами достигает 30% от общего объема энергии, потребляемой всеми инженерными системами производства и технологическими линиями в промышленности. Поэтому задача создания и внедрения более экономичного насосного оборудования становится в последнее время все более актуальной.

Одним из путей, позволяющих снизить энергопотребление погружного насосного оборудования, является регулирование рабочей мощности насоса в зависимости от изменения внешних условий.

В настоящее время все более широкое применение получает автоматическое регулирование частоты вращения двигателя насоса, реализуемое:

·  ступенчатым изменением числа оборотов двигателя посредством контакторов или реле;

·  бесступенчатым регулированием числа оборотов двигателя насоса за счет изменения частоты тока.

Наиболее совершенный метод управления работой насосов — преобразование частоты тока. Теоретически он основан на простой математической зависимости, существующей между частотой вращения двигателя  и основными рабочими характеристиками насоса — объемным расходом (Q), перепадом давления (напором) на насосе (Н) и мощностью на валу электродвигателя (N):

; ;

В настоящее время отечественной промышленностью не выпускается серийно аппаратура, позволяющая осуществить данный принцип регулирования в применении к шахтным погружным насосам. Существующие системы водоотлива на основе погружных насосов комплектуются пускателями, которые не могут регулировать  частоту вращения ротора насоса, а соответственно и подачу.

Однако, возможно создание автоматической станции управления путем комбинирования элементов различных станций автоматического управления работой насосов горизонтального исполнения. Примером может быть станция, базирующаяся на приборе САУ-М2.

Прибор САУ-М2 (рис.1) предназначен для применения в системах автоматического поддержания уровня жидкости в резервуарах, накопительных емкостях, отстойниках, а также в системах автоматического осушения, что делает возможным его использование в системе шахтного водоотлива. Возможно применение данного прибора как одной из составляющих более сложных  по структуре САУ.

Прибор осуществляет управление электроприводом насоса в автоматическом режиме по сигналам, поступающим от датчика уровня жидкости в емкости, предназначенной для сбора жидкости. Предусматривается применение датчиков уровня любого типа и конструкции, но наиболее подходящими для шахтных условий являются  кондуктометрические (в силу своей простоты эксплуатации, надежности и относительной дешевизны).

Контроль уровня жидкости в емкости осуществляется при помощи входных устройств сравнения (компараторов), выполненных на операционных усилителях. При этом уровень опорных сигналов компараторов задается регулятором чувствительности.

Обработку полученных сигналов производит блок логики. Реле НАСОС предназначено для управления непосредственно электродвигателем насоса. В нем производится корректировка рабочей точки насоса за счет увеличения или уменьшения частоты вращения вала.

Контроль уровня осуществляется при помощи 2-х электродного кондуктометрического датчика, два сигнальных электрода которого расположены в резервуаре на заданных по условиям технологического процесса отметках: «верхний уровень», «нижний уровень» — и подключаются ко входам прибора. Питание датчика уровня осуществляется переменным напряжением.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1 - Функциональная схема прибора для управления погружным насосом САУ-М2

 

Таким образом, система автоматического управления шахтным водоотливным комплексом на основе погружных насосов может базироваться на основе станций для горизонтальных насосов . При этом осуществляется защита насоса от аварийных режимов работы («сухой» ход), поддержание необходимого уровня жидкости в емкости (скважине, водосборнике), что несомненно повышает эффективность работы погружного насосного агрегата и всей установки в целом, а также снижает финансовые затраты  на эксплуатацию и ремонт насосов.