Насос как часть процесса
При использовании насосы всегда являются частью насосной системы. Насосная система обычно представляет собой сеть труб, резервуаров, клапанов и других деталей системы. Приемник обычно находится на более высоком географическом уровне, чем источник питания системы.
Сравнение 4 различных методов управления потоками насосов (фото-кредит: directindustry.com)
Эти части могут быть также на том же уровне, что и в случае системы теплопередачи с замкнутым контуром.
Насосные системы почти всегда требуют изменения расхода.
Примеры включают ежедневный цикл потребления питьевой воды, изменяющийся процесс спроса на жидкий или сезонный спрос на отопление. Однако требуемое изменение может быть в головке насоса, например, при циклических изменениях технологического давления или перекачивании в резервуары с переменным уровнем жидкости.
Эффективная оптимизированная схема насосной системы (кредит: ietd.iipnetwork.org)
Несмотря на изменения, мощность насоса выбирается в соответствии с максимальным расходом и головой или даже с будущими потребностями, возможно, с определенным запасом прочности.
Средняя пропускная способность насоса может составлять лишь небольшую часть максимальной мощности, и для этого потребуется некоторый контроль.
Методы управления потоками //
Существует несколько различных способов согласования потока с требованиями системы. Четыре наиболее распространенных метода управления потоком насосов - это регулирование, обход, управление вкл.-Выкл. И управление с переменной скоростью (VSD). Они показаны на рисунке 1.
Рисунок 1 - Иллюстрации методов управления потоком насоса. A - дросселирование, B - обход, C - включение-выключение и управление D - VSD
Относительная потребляемая мощность различных методов управления может быть оценена из области между осями x и y и рабочей точкой.
Он использует формулу:
P = Q x H
В следующем примере (см. Рис. 2) относительная потребляемая мощность при средней скорости потока 70% рассчитывается с использованием разных методов управления. Более подробные объяснения энергопотребления и энергосбережения, относящиеся к различным приложениям насоса, описаны в следующих главах.
Потребляемая мощность 4 метода управления потоком //
Рисунок 2 - Потребляемая мощность четырех наиболее распространенных методов управления потоком для центробежных насосов
| контроль | энергии |
| Дроссельный | 89 |
| Обходя | 82 |
| Управление выключением | 70 |
| Управление VSD | 45 |
Дроссельный
Регулирование дроссельной заслонки является наиболее часто используемым методом. Поток, создаваемый насосом с постоянной скоростью, уменьшается за счет увеличения потерь в системе за счет закрытия клапана. В примере на рисунке 2 рабочая точка перемещается из (Q = 10, H = 10) в (Q = 7, H = 12, 7).
Относительная потребляемая мощность может быть рассчитана путем:
P = 7 × 12, 7 = 89
Обходя
Хотя обычно не используется, обход применяется в основном для циркуляционных насосов. Выход потока в систему уменьшается путем обхода части потока отвода насоса всасывание насоса. Это означает, что общий поток увеличивается (от 10 до 12, 4), но голова уменьшается (от 10 до 6, 6).
Относительная потребляемая мощность:
Р = 12, 4 х 6, 6 = 82
Управление выключением
Регулятор включения-выключения часто используется, когда бесступенчатое управление не требуется, например, поддержание давления в баке между заданными пределами. Насос работает или останавливается. Средний поток - это соотношение между «включенным» временем и «общим» временем (вкл. + Выкл.).
Относительное потребление энергии можно легко вычислить:
P = 0, 7 × 100 = 70
Управление VSD
Чтобы понять преимущества управления VSD, рассмотрите кривые насоса на рисунке 2. При низких системах статической головки оптимальная эффективность насоса соответствует кривой системы. При управлении VSD рабочая точка насоса соответствует неизменной кривой системы.
Изменение скорости насоса перемещает кривые насоса в соответствии с законами о сродстве. Если скорость рабочего колеса насоса снижается, кривая насоса перемещается вниз. Если скорость увеличивается, она перемещается вверх. Это означает, что производительность насоса точно соответствует требованиям процесса. В соответствии с нашим предыдущим примером сокращаются как скорость потока (от 10 до 7), так и головка (от 10 до 6, 4).
Относительная потребляемая мощность может быть рассчитана следующим образом: P = 7 x 6, 4 = 45
Этот пример показывает, что метод управления переменной скоростью является наиболее энергоэффективным для насосных применений. Обсужденные примеры были рассчитаны только для одной скорости потока (70%), но относительная потребляемая мощность с различными методами контроля зависит от скорости потока. Это соотношение показано на рисунке 3 (см. Ниже).
В этих кривых также учитываются эффективность насоса, двигателя и привода, и по этой причине результаты несколько отличаются от результатов на рисунке 2.
Рисунок 3 - Потребляемая мощность с различными методами управления насосом в зависимости от расхода. Процентные значения расхода и мощности связаны с номинальными значениями насоса.
Регулирование дросселирования приводит к высоким потерям в насосе и в клапане, когда система работает с уменьшенным расходом. Потеря в двигателе остается относительно постоянной во всем диапазоне потока. При управлении VSD рабочая точка соответствует системной кривой, которая оптимальна для эффективности насоса. В целом, исходя из законов близости, потребление энергии резко падает, когда скорость уменьшается.
Значительная экономия энергии при управлении с переменной скоростью (VSD).
Накачка энергии и экономии воды с помощью VSD
Ссылка // Использование преобразователей частоты (VSD) в приложениях насоса - Приводы ABB (Загрузить)