работа (стр. 3 из 5)

; (1)

где:

— напор в магистрали после регулирующего органа;

— напор, создаваемый механизмом перед регулирующим органом;

— потери напора в магистрали

— подача механизма совместно с регулирующим органом

Н_ном и Q_HOM - номинальные значения напора и подачи механизма.

Из (1) и рис. 1 следует, что КПД данного способа регулирования тем ниже, чем меньше статический напор

При = О:

; (2)

Рис. 3. Q — Н-характеристики при регулировании производительности задвижкой.

Из (2) вытекает, что КПД снижается примерно квадратично от диапазона регулирования подачи

. Следовательно, при малом статическом напоре и больших требуемых диапазонах изменения подачи данный способ регулирования оказывается весьма неэкономичным. Это ограничивает область его практического применения главным образом маломощными установками с относительно небольшим требуемым диапазоном регулирования.

На насосных и газовых станциях, где несколько механизмов параллельно работают на общую магистраль, имеется возможность ступенчатого регулирования подачи отключением отдельных механизмов.

Рис. 4. Схема (а) и характеристики (б) при параллельной работе нагнетателей.

Рассмотрим особенности такого способа регулирования на примере двухагрегатной станции (рис. 2 а).

При параллельной работе нагнетателей HI и Н2 их совместная подача определяется суммарной Q — Н-характеристикой и характеристикой магистрали (кривые 1 и 2 на рис. 4, б). Предположим что каждый из нагнетателей работает в номинальном режиме с

и , так что суммарная производительность насосов составляет . При отключении одного из нагнетателей режим оставшегося в работе нагнетателя изменяется в соответствии с его Q — Н-характеристикой 3 (от точки а до точки р или р'). При этом его подача, определяемая точкой установившейся работы Р, возрастает от до Q_p. Таким образом, при отключении одного нагнетателя подача в магистрали снижается менее чем в 2 раза. Чем меньше статический напор Н_ст, тем в меньшей степени снижается подача, тем менее эффективен данный способ регулирования (характеристика магистрали 4 на рис. 4). Пропорциональность регулируемой подачи количеству оставшихся в работе нагнетателей имеет место теоретически при отсутствии потерь в магистрали, когда ЦГН преодолевают только статический напор. Следует обратить внимание, что оставшийся в работе двигатель оказывается перегруженным по сравнению с его номинальным режимом при совместной работе. Действительно, при жесткой характеристике нагнетателя напор снижается в меньшей степени, чем увеличивается подача, т. е. . Следовательно, мощность на валу двигателя возрастает в отношении:

; (3)

Поэтому при использовании данного способа регулирования необходимо предусматривать определенный запас по мощности двигателей. Для установок с большим статическим напором и малым уровнем потерь в магистрали завышение мощности привода оказывается незначительным. Достоинством рассмотренного способа является высокая экономичность, поскольку отсутствуют дополнительные потери при регулировании подачи, а недостатком — невозможность плавного регулирования подачи.

Наиболее универсальным является электрический способ регулирования подачи, при котором с помощью регулируемого электропривода изменяется угловая скорость механизма. При этом одновременно с уменьшением подачи снижается и напор (см. рис. 5) и согласно (1) КПД регулирования

(без учета увеличения потерь при снижении угловой скорости в самом электроприводе). Следовательно, электрический способ окажется более экономичным по сравнению с регулированием с помощью задвижки, если относительные дополнительные потери в электроприводе, вызванные снижением скорости, меньше относительного перепада напора в дросселирующем устройстве. Электрический способ создает широкие возможности автоматизации процесса регулирования подачи механизмов центробежного типа и позволяет исключить механические регулирующие устройства и тем самым повысить надежность работы установок, упростить их конструкцию.

Рис 5. Q-H характеристики при регулировании производительности задвижкой.

Механизмы центробежного типа в силу особенностей их конструкции и условий технологического процесса не требуют реверсирования, если их скорость согласуется со скоростью двигателя, то электропривод этих установок выполняется безредукторным, если скорость механизма (исследуемого центробежного нагнетателя) больше скорости вращения двигателя, то используется повышающий редуктор - мультипликатор.

Рис. 6. Механические характеристики механизмов центробежного типа

Характеристики механизмов центробежного типа создают благоприятные условия работы регулируемого электропривода как в отношении статических нагрузок, так и требуемого диапазона регулирования скорости. Действительно, как это следует из рис. 6, при уменьшении скорости по крайней мере квадратично снижается и момент сопротивления на валу двигателя. Получается, что требуемый диапазон регулирования скорости при условии отсутствия статического напора

не превышает заданный диапазон изменения подачи:

; (4)

Если

, то для изменения подачи от нуля до номинального значения необходим диапазон регулирования скорости:

; (5)

где

— напор, развиваемый механизмом при и

При высоком уровне статического напора, например составляющем 80%

, снижение скорости лишь на 10% уже обеспечит уменьшение подачи практически до нуля. В среднем для регулируемых механизмов центробежного типа требуемый диапазон регулирования скорости обычно не превосходит 1:3. Отмеченные особенности данных механизмов и невысокие требования в отношении точности регулирования скорости, позволяют выбрать для электропривода центробежного нагнетателя частотный закон управления .

Автоматизация электропривода ЦГН

Пуск привода ЦГН от релейно-контактной схемы

Рис. 7 Принципиальная схема защиты управления и сигнализации электропривода СТД-4000 2

Этой схемой предусмотрены все необходимые виды защит двигателя, действующие на отключение вакуумного выключателя или на сигнализацию. Схема управляет пуском двигателя, подачей на него возбуждения, форсировкой и снятием возбуждения.

Проанализируем работу схемы.

При пуске двигателя включается вакуумный выключатель замыкается его блок контакт B d в цепи реле К4А. Двигатель подключается к сети и начинает разгонятся в асинхронном режиме. Ток в его статоре по мере увеличения скорости падает. При снижении тока до определенной величины, реле тока К7J отпадает и замыкает свой контакт в цепи катушки контактора К4А. Последний срабатывает и собирает цепь реле времени КК9Т. Оно с выдержкой времени замыкает свой контакт в цепи реле времени К10Т, которое в свою очередь включает контакт возбуждения К13.