ПЗ (1230909), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Энергетические устройства – системы используемые для электроснабжения станции. В ее состав входят силовые распределительные устройства, токопроводы, трансформаторы, системы защиты.

Противопожарные и санитарно – технологические устройства используются для предотвращения аварийных ситуаций, связанных с оборудованием, имеющим повышенную пожароопасность и взрывоопасность (силовой трансформатор, электродвигатель, масляное хозяйство и т.д.).

1. Характеристики насосно станции

Основными характеристиками НС являются зависимости выходных подачи и давления жидкости от времени и входной подачи, а также от ряда возмущающих воздействий. Эти зависимости отражают изменение режима работы НС.

Анализ характеристик НС осуществляется на основе ее математической модели. В общем случае для т насосов, соединенных параллельно, уравнения системы имеют вид:

динамика изменения уровня жидкости в резервуаре

,

где l – уровень поверхности жидкости в резервуаре;

S – площадь поверхности жидкости в резервуаре соответственно;

Q_вх – результирующие подачи жидкости на входе;

Q_вых∑ ^— результирующие подачи жидкости на выходе НС;

Q_у(Р_вых) - подача утечек, в функции от выходного давления .

Баланс подач жидкости на выходе НС:

A·Q = 0,

где А = [11 ... 1 -1 -1] — узловая вектор-строка размерностью т+2;

Q = [Q_цн1Q_цн2 … Q_цнт Q_вых∑ Q_у]^т — вектор-столбец подач всех элементов, соединяющихся на выходе НС.

Условие равенства давлений на выходе параллельно работающих насосов:

В·Р = 0,

где В — контурная матрица размерностью т×т - 1;

Р = [ P_цн1 P_цн2 … P_цнm]^т -вектор-столбец перепадов давления системы насос- задвижка;

0 — нулевой вектор столбец размерностью т-1.

Матрица В имеет следующий вид:

1	1 -1 0…0	0
0	0 1 -1…0	00
0	0…0 1 -1	-1

В=

.

Перепад давления на соединенных последовательно насосе и задвижке определяется зависимостью, учитывающей регулирование частоты.

Баланс напоров жидкости на выходе НС:

P_цнi = P_цнi (Q_цнi , ω_цнi ) – P_3i (Q_цнi , x_3i).

Баланс напоров жидкости на входе НС:

P_вх(l) + P_цнi = P_вых = P_ст + P_г (Q_вых∑),

где P_вх(l)^— давление на входе насосов, зависящее от уровня жидкости во входном резервуаре;

P_ст + P_г (Q_вых∑) - статическое противодавление и динамический

перепад давления в гидравлической сети соответственно.

При решении приведенной системы уравнений следует дополнительно выполнять анализ направления подачи через каждый насос. При получении отрицательного значения подачи через насос, уравнения, описывающие гидравлические процессы в нем, исключаются из рассмотрения, и порядок системы m понижается на единицу.

Для получения рационального алгоритма управления НС должен быть выполнен анализ гидравлического режима работы насосного оборудования. Баланс расходов и давлений жидкости для случая трех параллельно работающих насосов описывается математической моделью на основе системы приведенных уравнений подраздела. При m = 3 после раскрытия матриц получаем следующие уравнения для балансов подач и напоров:

Qцн1+Qцн2+ Qцн3 = Q_вых∑ - Q_у(Р_вых),

P_цн1 = P_цн2 = P_цн3 = P_цн ,

P_цн1 = P_цн1 (Q_цн1 , ω_цн1 ) – P₃₁ (Q_цн1 , x₃₁),

P_цн2 = P_цн2 (Q_цн2 , ω_цн2 ) – P₃₂ (Q_цн2 , x₃₂),

P_цн3 = P_цн3 (Q_цн3 , ω_цн3 ) – P₃₃ (Q_цн3 , x₃₃),

P_вх(l) + P_цн = Р_вых = P_ст + P_г (Q_вых∑).

На рисунке 1.1 показан качественный характер изменения параметров системы из трех насосов, в которой регулируется частота вращения рабочего колеса одного из насосов. Насосы имеют характеристики вида 1, а

магистраль — характеристику вида 4. Увеличение подачи и давления производится в следующем порядке. На начальном этапе в работу включается один насос с частотно-регулируемым электроприводом. Для обеспечения подачи Q1 его частота вращения увеличивается до значения col. Дальнейший рост подачи и давления возможен до величин Q3 и РЗ соответственно. Если необходимо обеспечить дальнейшее увеличение подачи, то происходит переключение питания электропривода первого насоса с выхода преобразователя частоты на сеть, а к выходу преобразователя частоты коммутируется электропривод второго насоса и частота вращения увеличивается до требуемого значения. Например, для обеспечения подачи и давления Q2' и Р2' соответственно частота вращения второго насоса должна быть увеличена до значения ω₂'. Таким образом обеспечивается регулирование параметров НС в области, заключенной между характеристиками 1 и 2. При необходимости дальнейшего увеличения подачи и давления до значений выше Q3' и РЗ' питание электропривода второго насоса переключается с выхода преобразователя частоты на сеть и в работу вводится третий насос, управляемый частотно-регулируемым электроприводом. В этом случае регулирование происходит в области, заключенной между характеристиками 2 и 3. При снижении подачи и давления коммутация и регулирование частоты вращения электроприводов насосов происходит в обратном порядке.

Рассмотренный способ регулирования режима работы насосной установки обеспечивает плавное и непрерывное изменение подачи и давления жидкости в широком диапазоне изменения значений регулируемых параметров ot Q1 до Q3" и характеристики сети от 4 до 4' .

Рисунок 1.1 – Комбинированное регулирование режима работы насосной станции

1. Методы управления электроприводами и напором станции

В течении дня, в разные дни недели расход воды в системе все время изменяется. Насос станции в свою очередь во время своей работы создает постоянное давление на выходе, что не очень удобно в случае динамического изменения расхода воды. Возникает потребность регулировать напор воды на выходи из станции, существуют следующие методы:

1. Дросселирование ( управления задвижками)

Дроссель - это устройство, обеспечивающее требуемую связь между пропускаемым расходом и перепадом давления на нем. По характеру протекающего процесса он представляет собой гидравлическое сопротивление с регламентированной характеристикой.

Метод дроссельного регулирова­ния избыточное давление уничтожается на выходной задвижке с насосной станции. При её прикрытии создаётся дополнительное сопротивление току воды (≡ ↑ S). Характеристика системы при этом изменяется таким образом, чтобы необходимый напор на выходе насосной станции, при данной величине водоразбора, соответствовал характеристике насоса. Часть рабочей жидкости, находящейся под давлением, «стравливается» и перепускается через переливной клапан в гидробак, не выполняя полезной работы. Следовательно, дроссельное регулирование основано на изменении величины потерь, т.е. на изменении КПД гидропривода. В связи с этим дроссельное регулирование применяют при малых передаваемых мощностях.

Для стабилизации скорости поршня применяются специальные регуляторы, при помощи которых можно устанавливать и автоматически поддерживать постоянную скорость поршня независимо от характера изменения нагрузки на штоке. Регулятор скорости представляет собой совмещенные в одном корпусе регулируемый дроссель и предохранительный клапан с серводействием. Устанавливается он на ответвлении или на выходе из гидроцилиндра.

При дроссельном регулировании возможны два принципиально разных способа включения регулирующего дросселя: последовательно с гидродвигателем и параллельно ему.

Дроссельное регулирование гидропривода при последовательном включении дросселя

Последовательное включение дросселя может быть осуществлено тремя способами: дроссель включают на входе в гидродвигатель, на выходе из него и на входе и выходе одновременно

При полном открытии дросселя скорость поршня максимальна. При уменьшении открытия давление перед дросселем повышается, клапан приоткрывается и пропускает часть подачи насоса на слив. Скорость поршня при этом снижается. При полном закрытии дросселя вся подача насоса идет через клапан и скорость рабочего органа равна нулю. При постоянном открытии дросселя и увеличении преодолеваемой нагрузки, т.е. силы F, давление насоса возрастает, расход через клапан увеличивается, а скорость поршня уменьшается.

Гидродвигатель, например, гидроцилиндр при расчете гидропривода можно рассматривать как особое местное гидравлическое сопротивление, вызывающее потерю давления p_ц. С учетом вышеприведенных уравнений скорость поршня выражается следующей зависимостью:

Скорость поршня не зависит от расположения дросселя относительно гидродвигателя (на входе в него или на выходе).

Из формул видно, что нагрузочная характеристика гидропривода V_п=f(F) при одновременном дросселировании на входе и выходе такая же, как при одном дросселе на входе или выходе. Скорость выходного звена при ее регулировании последовательно включенным дросселем пропорциональна степени открытия дросселя. Максимальная нагрузка, при которой выходное звено тормозится, от степени открытия дросселя не зависит.

Потери давления и КПД гидропередачи при регулировании последовательно включенным дросселем не зависят от места его установки. Однако, при дросселировании потока на выходе из гидродвигателя, последний работает более устойчиво, особенно при знакопеременной нагрузке. Имеется возможность регулирования гидропривода при отрицательных нагрузках, т.е. при направлении действия силы в сторону перемещения поршня. Кроме того, при установке дросселя на сливной гидролинии теплота, выделяющаяся при дросселировании потока жидкости, отводится в бак и не оказывает влияния на работу гидродвигателя.

При использовании гидроцилиндра с односторонним штоком, расходы жидкости в напорной и сливной магистралях неравны, так как эффективная площадь поршня с одной стороны меньше, чем с другой, на площадь сечения штока.

КПД гидропривода при последовательном включении дросселя

Характеристики

Список файлов ВКР