Про ефективність використання імпульсної подачі робочого середовища в системах водопостачання

Autor: Lukhtura, F. I., Medvedieva, M. V., Kukin, I. A., Sidorenko, N. S.
Jazyk: ruština
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: Вісник Приазовського Державного Технічного Університету. Серія: Технічні науки; № 38 (2019): Вісник ПДТУ. Серія: Технічні науки; 73-86
Вестник Приазовского государственного технического университета. Серия: Технические науки; № 38 (2019): Вестник ПГТУ. Серия: Технические науки; 73-86
Reporter of the Priazovskyi State Technical University. Section: Technical sciences; № 38 (2019): Reporter of the PSTU. Section: Technical sciences; 73-86
ISSN: 2225-6733
2519-271X
Popis: Practical applications of previously obtained theoretical results on the use of pulsed (cyclic) connection of pumps operating on a network to cover substantially variable loads of a pumping station are considered. The analysis of the efficiency of pumping stations with various units of pumping units and the parameters of water supply systems at variable loads based on the analysis of the developed mathematical dynamic model of the production and distribution of the working medium (water) has been carried out. The resulting engineering theory also served as the basis for the development of algorithms for optimizing the supercharger feed control system by transferring it to idle, including by deep throttling, with step regulation or with the drive motor completely turned off, to analyze the operation of the pumping station in variable modes while covering uneven load schedules with an estimate of the energy consumption, in order to determine and increase the economic efficiency of using different pump equipment in the proposed modes. Rational layout of the pumping equipment, effective values of the duration of the pulses of the working medium supply by the units of the pumping station and the pause between pulses, as well as the duty cycle of the pulses using various blocks of pumping equipment have been determined depending on the capacity of the network, accumulating devices and the liquid consumption. An important characteristic of the reliability of the «electric drive-pump» system is the frequency of cycles that limit the number of regulated starts of electric motors of the corresponding power. The significant influence of the listed factors and the specified functional parameters on the characteristics of the pulse connection of the superchargers and the intensity of the energy supply at variable loads is shown. It is characteristic of the process that when comparing different pulse supply modes (with and without idle), the more preferable mode is the mode with the pumps completely disconnected from the network. As this takes place, the efficiency increases with the increase in the number of operating units and reaches 15% in comparison with the traditional way of supplying a working medium to cover the variable loads of the station. The results obtained can also be useful for solving optimization problems during the operation of a pumping station in variable modes when covering its annual load schedules. This approach and the solutions presented can be extended to other classes of injection stations with compressors or fans that use gas as a working medium to cover uneven loads of the injection stations
Рассмотрены практические приложения полученных ранее теоретических результатов по применению импульсного (цикличного) подключения насосов, работающих на сеть, для покрытия существенно переменных нагрузок насосной станции. Проведен анализ эффективности работы насосных станций с различными блоками насосных установок и параметрами систем водоснабжения при переменных нагрузках на основе анализа разработанной математической динамической модели системы производства и распределения рабочей среды (воды). Теоретические результаты послужили основой для разработки алгоритмов оптимизации системы регулирования ступенчатой подачи нагнетателя путем его перевода на холостой ход, в т. ч. глубоким дросселированием, или с полным отключением приводного двигателя, для анализа работы насосной станции на переменных режимах при покрытии неравномерных графиков ее нагрузок с оценкой затрат потребляемой энергии. Показано существенное влияние различных факторов и функциональных параметров на характеристики импульсного подключения нагнетателей и интенсивность подачи энергоносителя при переменных нагрузках. Характерно, что при сравнении различных режимов импульсной подачи (с холостым ходом и без) более предпочтительным режимом является режим с полным отключением насосов от сети. При этом эффективность растет с ростом числа эксплуатируемых агрегатов и достигает 15% по сравнению с традиционным способом подачи рабочей среды для покрытия переменных нагрузок станции
Розглянуто практичне використання отриманих раніше теоретичних результатів із застосуванням імпульсного (циклічного) підключення насосів, що працюють на мережу, для покриття суттєво змінних навантажень насосної станції. Проведено аналіз ефективності роботи насосних станцій з різними блоками насосних установок і параметрами систем водопостачання при змінних навантаженнях на основі аналізу розробленої математичної динамічної моделі системи виробництва і розподілу робочого середовища (води). Отримана інженерна теорія послужила також основою для розробки алгоритмів оптимізації системи регулювання подачі нагнітача шляхом його переводу на холостий хід, в т. ч. глибоким дроселюванням, при ступінчастому регулюванні або з повним відключенням приводного двигуна, для аналізу роботи насосної станції на змінних режимах при покритті нерівномірних графіків її навантажень з оцінкою витрат споживаної енергії, з метою визначення та підвищення економічної ефективності від використання різного складу насосного обладнання в пропонованих режимах. Визначено, в залежності від ємності мережі та акумулюючих пристроїв і величини споживання рідини раціональні компоновки насосного обладнання, ефективні значення тривалості імпульсів подачі робочого середовища агрегатами насосної станції та паузи між імпульсами, а також сквапності імпульсів, при використанні різних блоків насосного обладнання. При цьому важливою характеристикою надійності системи «електропривід-насос» є частота циклів, що лімітують кількість регламентованих включень електродвигунів відповідної потужності. Показано суттєвий вплив перерахованих факторів і зазначених функціональних параметрів на характеристики імпульсного підключення нагнітачів і інтенсивність подачі енергоносія при змінних навантаженнях. Характерно, що при порівнянні різних режимів імпульсної подачі (з холостим ходом і без) кращим режимом є режим з повним відключенням насосів від мережі. При цьому ефективність зростає з ростом числа експлуатованих агрегатів і досягає 15% в порівнянні з традиційним способом подачі робочого середовища для покриття змінних навантажень станції. Отримані результати також можуть бути корисні для вирішення оптимізаційних завдань при роботі насосної станції на змінних режимах при покритті її річних графіків навантажень. Даний підхід і представлені рішення можуть бути поширені на інші класи нагнітальних станцій з компресорами або вентиляторами, що використовують газ як робоче середовище для покриття нерівномірних навантажень нагнітальних станцій
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: