Електрообладнання насосних установок

Насосні установки широко поширені на всіх промислових підприємствах. Найбільше застосування мають відцентрові насоси і порівняно мале-поршневі, в яких, через зворотно-поступального руху поршня, створюються нерівномірний хід і знакозмінні навантаження, що ускладнюють вибір електроприводу. Відцентрові насоси в більшості випадків виконуються швидкохідними, що дозволяє безпосередньо з'єднувати їх з електродвигунами.

Відцентрові насоси допускають пуск при закритій засувці або вхолосту при пусковому моменті двигуна, що дорівнює 0,2 - 0,3 від номінального моменту.

Під час роботи трубопровід буде закритий, то це не створить небезпеки напору, тому що потужність при цьому складе близько 40% від номінальної.

Для відцентрового насоса особливо важливе значення має правильний вибір швидкості і потужності двигуна, так як потужність ( Р кВт ), продуктивність( Q, м³/с ) і натиск ( Н, м) залежать від швидкості ( n, об / хв).

З цих співвідношень випливає, що при збільшенні числа обертів двигуна потрібна потужність його різко зростає, що призводить до перегріву двигуна. Потужність електродвигуна для насоса визначається за формулою:

де Р_{двиг.нас} – потужність двигуна насосної установки, кВт;

Q - продуктивність (подача) насоса, м³ / с;

Н - диференціальний (повний) напір стовпа рідини, м; ( Н_с – статичний напір;

∆Н – падіння напору )

P - питома вага рідини, що перекачується, кг / м³

η _пер - к.к.д. передачі

η _нас - повний к.к.д. насоса; для поршневих насосів дорівнює 0,7 - 0,8;

для відцентрових насосів

де η _об - об'ємний к.к.д. насоса, що дорівнює 0,9 - 0,98

η _Г - гідравлічний к.к.д. насоса рівний для одноступеневих 0,6 - 0,7; длябагатоступеневих 0,65 - 0,75;

К - коефіцієнт запасу; рекомендується приймати при потужностях до 50 кВт рівним 1,2; від 50 до 350 кВт - 1,15 понад 350 кВт - 1,1.

Переклад одиниці тиску, з системи СІ в практичну систему, проводиться таким чином: 1 Н / м = 1,02 ·10^-5 ат.

Диференціальний напір рідини складається з висоти всмоктування (тобто відстані від поверхні водойми до осі насоса), висоти нагнітання і висоти, відповідної втрат напору в системі.

Остання величина залежить від довжини трубопроводу, швидкості руху рідини (до 6 м/с), кількості засувок. На лінії та кількості вигинів. Величину втрати напору можна підрахувати за рекомендаціями та іншої літератури для насосів.

Для насосів звичайно застосовують нерегульовані двигуни. При малих потужностях слід застосовувати асинхронні двигуни з коротко замкнутим ротором. При великих потужностях можливе застосування як асинхронних, так і синхронних двигунів. Синхронні двигуни кращі, тому що можуть віддавати в електричну мережу реактивну енергію, що важливо для промислового підприємства.

Для керування двигунами слід застосовувати комплексні пристрою керування.

Насосні установки зазвичай повністю автоматизовані і не потребують постійного нагляду за ними.

Автоматизація здійснюється за допомогою нескладних пристроїв, а тому в курсових проектах застосування її обов'язково.

Або потужність електродвигуна для привода відцентрового або поршневого насоса, кВт, визначається за формулою:

де Р_{двиг.нас} – потужність двигуна насосної установки, кВт;

Q – питома маса рідини, що перекачується, т/м³;

Н – висота напору, рівна сумі висот нагнітання i всмоктування, м;

– падіння напору, м;

– ККД насоса, вказаний у каталозі (0,6 - 0,9).

При випадкових перевантаженнях електродвигуна насоса вибрана потужність електродвигуна повинна перевищувати розрахункову: при потужності до 2 кВт - на 70, 2 - 5 кВт - на 5 - 30, 5 - 50 кВт – 15 - 10, 5 - 100 кВт - 8-5, більше 100 кВт на 3%.

Приклад

Якщо продуктивність Q=120 м³/год.; висота нагнітання Н=90 м.; падіння напору ∆Н=16 м.; питома вага рідини ρ = 1030 кг/м³; коефіцієнт запасу К_з = 1.15 кількість насосів n=3.

Для забезпечення необхідних умов завдання особливо важливий правильний вибір кутової швидкості двигуна, так продуктивність насосу Q, створений ним напір H , момент M та потужність Р на валу двигуна залежать від кутової швидкості .

Згідно з [ 2, 23 ] Вибираємо спіральний насос типу АЯП -150 з технічними даними: повний напір 120-600мм.вод ст.; допустима висота всмоктування 7,7 – 4,7 м; продуктивність 150 м³/год. ; швидкість обертання 1500 об/хв.; кількість крильчаток 3 ККД насоса 63% потужність насоса на валу 95 - 440 кВт .

Потужність двигуна насоса визначаємо згідно формули

,

де Р_дв.р – робоча потужність двигуна, кВт;

К₃ – коефіцієнт запасу - 1,15

ρ – густина рідини, що перекачується – 1030 кг/м³

g - 9,81 м/с² – прискорення вільного падіння;

Q – продуктивність 120 м³/год.;

Н_с – статичний напір 90 м.

∆Н – падіння напору 16 м .

η_пер – ККД передачі (0,9 –0,95)

η _нас – ККД насоса -0,63

З гідно з [ 5,33] вибираємо двигун типу 4А250М4У3 з технічними даними:

P_ном= 75 кВт; U_н= 380 B; η_н = 93 %; cos φ = 0,90, n = 1480об/хв. І _н =136А.

=2,3; = 7,0; = 1,2,