Повышение энергетической эффективности насосных установок в сфере ЖКХ

Введение………………………………………..………………………..….4
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О НАСОСНЫХ УСТАНОВКАХ……….…..…7
1.1 Характеристики нагнетателей и трубопроводов………………....…14
2. Исследование энергетической эффективности применения энергосберегающего двигателя для насосной установки........................……..27
2.1 Описание объекта исследования……………………………..…..…..27
2.2 Общие сведения о показателях энергетической эффективности АД………………………………………………………………………….……...29
2.3 Расчет экономической эффективности использования энергосберегающего двигателя……………………………………………..…..35
3. Исследование технико-экономической эффективности использования ЧРП в насосной установке ЖКХ……………….………….….41
3.1 Анализ эффективности использования регулируемого электропривода…………………………………………………………………..41
3.2 Сравнение энергетической эффективности использования энергосберегающего двигателя и ЧРП…………………………………………47
4. Исследование системы стабилизации напора в диктующей точке водопроводной сети……………………………………………………………..49
4.1 Задача стабилизации напора в диктующей точке. Функциональная схема САУ……………………………………………………….……………….49
4.2 Разработка математической модели и структурной схемы САУ.........................................................................................................................55
4.2.1 Расчет параметров математической модели двигателя. Моделирование переходных процессов в САУ…………………………..……57
4.2.2 Расчет параметров математической модели преобразователя частоты…….……………………………………………………………………..64
4.2.3 Расчет параметров математической модели объекта управления……………………………………………………………………….65
4.2.4 Расчет параметров математической модели датчика напора….…66
4.2.5 Расчет параметров регулятора. Моделирование переходных процессов в САУ…………………………….………………………………......66
Заключение………………………………...……………………………...73
Библиографический список………….…………………...……...........…74

Весь текст будет доступен после покупки

Одним из основных вопросов в области электротехники является проблема повышения энергетической эффективности электроприводов, которые используются в большинстве простых установок и агрегатов, и составляют около 90% всех приводов, потребляя до 40% всей энергии, производимой в стране.
В промышленных предприятиях и в сфере жилищно-коммунального хозяйства, до одной трети потребляемой электроэнергии используется на работу насосных систем. Однако на практике, множество насосного оборудования обладают высокой степенью износа, завышенными характеристиками и применяют неэффективные устаревшие устройства регулирования, которые приводят к повышенному расходу электроэнергии.
В настоящее время актуальным для предприятий отечественной промышленности и энергетики является вопрос повышения энергетической эффективности. Указом Президента Российской Федерации от 4 июня 2008 г. № 889 «О некоторых мерах по повышению энергетической и экологической эффективности российской экономики» поставлена глобальная задача снижения энергоемкости ВВП России к 2020 году не менее, чем на 40% по сравнению с 2007 годом [1]. Федеральным законом №261 «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» предусмотрены серь?зные меры, направленные на повышение эффективности предприятий и объектов жилищно-коммунального хозяйства (ЖКХ), такие как проведение энергетических обследований и разработка энергоэффективных мероприятий.

Весь текст будет доступен после покупки

1.ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О НАСОСНЫХ УСТАНОВКАХ
Насосом называется гидравлическая машина, создающая напорное перемещение жидкости при сообщении ей энергии.
Насосный агрегат представляет собой насос в сочетании с электроприводом и механическим приводом. Насосная установка - комплекс оборудования, обеспечивающий работу насосов в требуемом режиме.
Насосная установка, обычно, состоит из одного или нескольких насосных агрегатов, трубопроводов, аппаратуры управления и контроля, запорно-регулирующих устройств и защитных систем.
Существуют различные виды насосных установок, такие как водопроводные, канализационные, теплофикационные, нефтеперекачивающие и другие.
Водопроводные насосные станции могут быть разделены на два типа - ВНС I и II подъемов, а также повысительные станции. ВНС I подъема отвечают за забор необработанной воды из водопроводной сети и ее перевод на очистные сооружения. Следом, очищенная вода направляется по трубопроводам в резервуары чистой воды. ВНС II подъема отвечают за перекачивание воды из резервуаров чистой воды в распределительную сеть трубопроводов, после чего она поступает к потребителю. Если развиваемое давление недостаточно для подъема воды до необходимой высоты, тогда устанавливаются повысительные насосные станции, которые могут осуществлять забор воды как через промежуточные резервуары, так и прямо из водопроводной сети. Водопроводные насосные станции могут также быть классифицированы как технические и питьевые. Они имеют схожую структуру, однако различие заключается в том, что режим работы ВНС технической воды определяется тех. процессом предприятия, а ВНС питьевой воды - диктуется потребителями.
Канализационные насосные станции (КНС) предназначены для перекачки сточных вод к месту очистки. Сточные воды из самотечной канализационной сети поступают в приемный резервуар КНС, откуда подаются насосами в напорные водоводы, а из них через камеры гашения попадают в самотёчные коллекторы. Через несколько ступеней перекачки, стоки попадают на очистные сооружения (станции аэрации и т. п.).
Теплофикационные насосные станции предназначены для подачи горячей воды в системы отопления и горячего водоснабжения. Горячая вода поставляется от центральных котельных и теплоэлектроцентралей с помощью сетевых насосов. Вода проходит через водонагреватели (бойлеры), где она нагревается паром от теплофикационных отборов турбин. Затем вода поступает в трубопроводную систему и доставляется до тепловых пунктов потребителей в нужной температуре. После того, как вода отдала своё тепло через теплообменные аппараты, она возвращается по обратной линии на всасывающий коллектор сетевых насосов.
Насосные установки тепловых электростанций (ТЭС) выполняют множество функций в процессе выработки тепловой и электрической энергии. Питательные насосы готовят воду для поступления в котельное оборудование, конденсатные - перекачивают конденсат (превратившийся в воду отработавший в турбине пар) в оборудование деаэратора, а циркуляционные - поддерживают постоянную циркуляцию охлаждающей воды через охлаждающие устройства (градирни, брызгальные бассейны) и конденсаторы. Насосные станции обычно включают от одного до нескольких насосных агрегатов в зависимости от потребностей. Если насосные установки состоят из нескольких агрегатов, то всасывающие и напорные линии насосов объединяются напорными и всасывающими коллекторами. При наличии приемных резервуаров, всасывающие коллекторы не требуются, а всасывающие линии насосов присоединяются непосредственно к резервуарам. Лопастные насосы (осевые и центробежные) наиболее распространены в современных насосных установках. Трубопроводные арматуры, такие как задвижки, затворы, обратные клапаны, широко используются в насосных установках.
Для привода насосов используются преимущественно асинхронные короткозамкнутые двигатели. При мощности 200 кВт и более применяются также синхронные двигатели.
Основными переменными, характеризующими работу нагнетательных машин, являются: производительность (подача) и давление или напор. Производительность (подача) ??, м3 /c – количество жидкости или газа перемещаемое машиной в единицу времени. Давление p, Па, развиваемое нагнетателем, характеризует энергию, которая сообщается нагнетателем единице веса перекачиваемого продукта. Для насосных установок используют переменную напор, взаимосвязанный с давлением. Напор H, м вод. ст. (метры водяного столба), представляет собой высоту столба жидкости с плотностью ??, кг/м 3, уравновешивающего давление p. Величина напора определяется соотношением

Весь текст будет доступен после покупки

1. Абакумов, А.М. Исследование системы стабилизации напора в водопроводной сети / А.М. Абакумов, А.А. Горячкин, В.П. Курган // Материалы Международной научно-технической конференции "Состояние и перспективы развития электро- и теплотехнологии" (ХХI Бенардосовские чтения). 2 – 4 июня 2021. - Иваново. – 2021. - Т. 2. С 24 - 28.
2. Абакумов, А.М. Энергосбережение в нерегулируемом электроприводе: учеб. пособие / А.М. Абакумов. – Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2020. – 79 с.
3. Абакумов, А.М. Энергосберегающий регулируемый электропривод вентиляторных и насосных установок / А.М. Абакумов. – Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2021. – 136 с.
4. Багаев, Ю.Г. Частотное управление насосными агрегатами в системах водоснабжения и водоотведения / Ю.Г. Багаев, Н.В. Карпов, А.П. Усачев // Водоснабжение и санитарная техника. - 2009. - №3. - С. 42 -46.
5. ГОСТ 31605- 2012 Машины электрические асинхронные мощностью от 1 до 400 кВт включительно. Двигатели. Показатели энергоэффективности.
6. ГОСТ 31532-2012 Межгосударственный стандарт Энергосбережение. Энергетическая эффективность. Состав показателей. Дата введения 2015-01-01.

Весь текст будет доступен после покупки