Расчетные параметры для построения характеристик всасывающего водовода при подаче воды в час максимального притока сточных вод

j	Qj, м3/с	Qj2, м3/с	S = 189,14	hj=SQj2, м	Hj = Hг + hj, м
	0,05	0,0025	189,14	0,47	25,72
	0,1	0,01	189,14	1,89	27,14
	0,2	0,04	189,14	7,56	32,81
	0,3	0,09	189,14	17,02	42,27
	0,4	0,16	189,14	30,26	55,51
	0,5	0,25	189,14	47,28	72,53

Если перенести на график рис. 5 ординаты Н_j = Н_г + h_j при Q_i, то будут получены точки, по которым строится кривая SQ² одного водовода. Характеристика 2SQ² двух водоводов строится методом сложения подач Q_j по линиям равных напоров при H_j. Выполнив таким образом построения характеристик H-Q₁₊₂₊₃ и 2SQ²,

получим точку пересечения кривых - “Ф”. По графику на рис. 5 видно, что координаты точки “Ф”[Q, Н] превышают расчетные значения Q_расч и Н_расс (т.е. 620 > 599,6 л/с, а 43 > 42 м). В целях экономии электроэнергии на подачу воды насосной станцией необходимо предусмотреть регулирование ее работы. Методы регулирования работы насосной станции и отдельных насосов разнообразны: изменением числа совместно работающих насосов, дросселированием задвижкой на напорной линии насоса, изменением частоты вращения ротора насоса, применением входных направляющих аппаратов, изменением характеристики насоса за счет обточки его колеса и т.д.

Обточка рабочего колеса позволяет изменить параметры Н – Q насоса для одного режима его работы. Более совершенный метод регулирования подачи и напора насоса – это изменения частоты вращения колеса насоса при изменении скорости вращения ротора электродвигателя.

Изменять скорость вращения ротора электродвигателя можно следующими способами:

· параметрическим – изменением сопротивлений обмоток ротора или статора (введением реостатов в цепи ротора или статора) или изменением прикладываемого напряжения. Регулирование осуществляется вниз от основной скорости. Диапазон регулирования зависит от нагрузок. Потери в роторной цепи пропорциональны скольжению;

· частотным – изменением частоты f (напряжения U) подводимого к двигателю тока с помощью преобразователя частоты. Изменения частоты и напряжения связаны соотношением
U₂/U₁ = f₂/f₁ при постоянном нагрузочном моменте.

Применяя частотный способ, можно обеспечить работу двигателя с примерно постоянными значениями h и сosj, причем скольжение ротора двигателя не зависит от частоты и нагрузочного момента;

· изменяя число пар полюсов, что осуществляется либо переключением обмоток статора, либо введением дополнительных

Рис. 5. Характеристики насосов и водоводов при их совместной работе:

Q_н.ст = 599,6 л/с; Н = 42 м, Н_г = 25,25 м; Q_ав = 599,6 л/с, Q_{н.ст. 1} = 291,6 л/с

обмоток, а также переключением обмоток статора с треугольника на звезду. Этот способ позволяет изменить число оборотов ротора двигателя ступенчато, что для привода насоса нежелательно;

· каскадного включения дополнительного двигателя в цепь ротора; при этом способе дополнительная машина возвращает энергию скольжения (при изменении числа оборотов ротора основной машины) на вал основной машины или в сеть, питающую двигатель. Различают электромеханический и электрический каскады.

Этот способ заключается в том, что в цепь ротора асинхронного двигателя вводится с помощью дополнительной машины добавочная электродвижущая сила с частотой, совпадающей с частотой ротора. При согласованном включении скорость повышается, при встречном – понижается.

Для привода насосного агрегата может быть использован электрический каскад;

· применяя коллекторные двигатели;

· применяя электромагнитные муфты скольжения;

· применяя гидромуфты.

На проектируемой насосной станции предусматриваются насосные агрегаты с электродвигателями, которые оборудованы преобразователями частоты. Поэтому в данном случае рассматривается частотный метод регулирования подачи и напора каждого насоса.

При изменении числа оборотов колеса насоса с n на n₁ подача Q и напор Н насоса изменяются в соответствии с законом пропорциональности:

= ; = ( )².

Из этого закона следует: H = Q² × – уравнение параболы с вершиной в начале координат.

Если = k, = 1050, то можно записать: H=1050× Q² – кривая по которой смещаются расчетные значения Н и Q при изменении n®n₁.

Построение измененной характеристики H – Q₁ по отношению к первоначальной характеристике Н – Q насоса осуществляется в следующей последовательности:

на оси абсцисс координатной сетки Н- Q наносится точка “*”, соответствующая расчетному значению Q_нас.ст. =599,6 л/с;

из точки “*” проводится перпендикуляр до пересечения с характеристикой водоводов 2SQ² в точке “А”(координаты точки пересечения “А” соответствуют расчетным значениям подачи и напора насосной станции);

из точки “А проводится горизонталь (линия расчетного напора - Н= 42 м);

на горизонтали, начиная от оси ординат, откладывается отрезок, длина которого соответствует параметру Q₁ = , где m = 3 – количество насосов, работающих параллельно.

Таким образом, на графике рис. 6 определяется точка “а” с координатами: Q₁ =200 л/с, Н₁= 42 м. Через точку “а” должна проходить характеристика насоса Н₁-Q₁ с измененным числом оборотов n ₁.

Выше отмечалось, что при изменении n®n₁ точки на характеристике Н-Q смещаются по кривой Н=kQ².

Выполнив построение кривой Н=1050×Q² (по данным таблицы 6), проходящей через точку “а”, на первоначальной характеристике Н-Q получим точку “с”, с координатами: [Q_с =208 л/с, Н_с=43 м].

Т а б л и ц а 6