Электропривод насосных установок в геологоразведке.

КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине: «Электрооборудование и электроснабжение»

На тему: «Электропривод насосных установок»

 

 

Выполнил: ст. гр. ТР-13

Кривошапкин С.А

Проверил: Попов Г.И.

 

 

Якутск 2016

Содержание.

1. Введение……………………………………………………………………3-4

2. Электропривод насосных установок в геологоразведке…………………4-5

3. Способы регулирования скорости асинхронного двигателя…………..5-10

4. Частотно-регулируемый электропривод насосных установок………10-12

4.1 Регулирование частоты вращения электродвигателей………12-15

4.2 Групповое управление регулируемыми электроприводами агрегатов………………………………………………………...15-18

4.3 Эффективность применения частотно-регулируемого электропривода в насосных установках………………………18-19

5. Регулируемый электропривод насосов………………………………...19-23

6. Заключение………………………………………………………………….24

7. Список литературы…………………………………………………………25

 

 

Введение.

Электропривод используется в системах автоматизированного управления (САУ) насосных установок, чтобы с его помощью привести в соответствие режим работы насосов с режимом работы обслуживаемой системы подачи жидкости, например, водопроводной или канализационной сети города или промышленного предприятия.

Водопотребление и, соответственно, сток загрязненных вод непрерывно изменяются во времени и в достаточно широком диапазоне (1/2 — 1/4). Характер изменения водопотребления определяется случайно-вероятностными законами. Чтобы отслеживать эти изменения, необходимо непрерывно регулировать режим работы насосной установки.

Процесс регулирования осложняется несоответствием характеристик центробежных насосов и трубопроводов. Чтобы подать увеличенный расход воды по трубопроводу, напор на насосной станции надо увеличивать, а характеристики центробежных насосов таковы, что при увеличении подачи воды напор, развиваемый насосом, падает. В то же время при уменьшении подачи воды напор насоса следовало бы тоже уменьшить, а он увеличивается. Поэтому в периоды уменьшенного водопотребления системы водоснабжения работают с избыточным напором, который гасится в дросселирующих устройствах или в водоразборной арматуре у потребителя.

При этом энергия, потребляемая насосами, нерационально расходуется на создание избыточных напоров, под воздействием которых увеличиваются утечки и непроизводительные расходы воды, возникают повышенные механические напряжения в стенках труб.

Аналогичные явления имеют место в теплофикационных, оросительных и других системах. Несоответствие в режимах работы насосов и трубопроводов может быть устранено изменением частоты вращения насосов, которая должна регулироваться в соответствии с изменениями водопотребления или притока сточных вод. При уменьшении частоты вращения насоса уменьшается его подача воды и развиваемый им напор. При увеличении частоты вращения напор увеличивается одновременно с увеличением подачи воды.

Регулированием частоты вращения насоса его рабочие параметры приводятся в соответствие с режимом работы обслуживаемой системы. Чтобы изменить частоту вращения насоса, необходим регулируемый электропривод (РЭП). Значение частоты вращения насоса, с которой он должен работать в тот или иной момент времени, определяется системой САУ насосной установки.

Требуемое значение частоты вращения устанавливается в зависимости от многих факторов. К ним относятся: расход жидкости в системе, её уровень в резервуарах, значения статического и динамического противодавления, количество параллельно работающих насосов и насосных установок, подающих жидкость в систему, и т. д.

Заключение.

На сегодняшний день управления насосными агрегатами позволяют в полной мере решать возложенные на них задачи. В будущем, с дальнейшим развитием силовой и микропроцессорной элементной базы, будут улучшаться такие эксплуатационные характеристики, как:

· надежность и безотказность работы;

· КПД; массогабаритные показатели;

· стоимость.

Кроме того, увеличение вычислительной мощности системы управления может позволить решить такие недоступные на сегодняшний день задачи, как использование гидравлической модели трубопровода. Это позволит поддерживать заданное давление в нужной точке трубопровода без размещения в ней датчика давления, а также производить расчет давления в любой дочке трубопровода.

 

Список литературы.

1. Автоматизированный электропривод типовых производственных механизмов и технологических комплексов: Учебник для вузов / М.П. Белов, В.А. Новиков, Л.Н. Рассудов. 2-е изд., стер. М.: Издательский центр «Академия», 2004. 576 с.

2. Справочник оп автоматизированному электроприводу / Под ред. В.А. Елисеева и В.А. Шинянского. М.: Энергоиздат, 1982.

3. Электрический привод: Учеб. Пособие для сред. Проф. Образования / Владимир Валентинович Москаленко. 2-е изд., стер. М.: Издательский центр «Академия», 2004. 368 с.

4. Теория электропривода (часть 1). Методическое пособие для самостоятельной работы студентов. Кривой Рог 2002 г.

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине: «Электрооборудование и электроснабжение»

На тему: «Электропривод насосных установок»

 

 

Выполнил: ст. гр. ТР-13

Кривошапкин С.А

Проверил: Попов Г.И.

 

 

Якутск 2016

Содержание.

1. Введение……………………………………………………………………3-4

2. Электропривод насосных установок в геологоразведке…………………4-5

3. Способы регулирования скорости асинхронного двигателя…………..5-10

4. Частотно-регулируемый электропривод насосных установок………10-12

4.1 Регулирование частоты вращения электродвигателей………12-15

4.2 Групповое управление регулируемыми электроприводами агрегатов………………………………………………………...15-18

4.3 Эффективность применения частотно-регулируемого электропривода в насосных установках………………………18-19

5. Регулируемый электропривод насосов………………………………...19-23

6. Заключение………………………………………………………………….24

7. Список литературы…………………………………………………………25

 

 

Введение.

Электропривод используется в системах автоматизированного управления (САУ) насосных установок, чтобы с его помощью привести в соответствие режим работы насосов с режимом работы обслуживаемой системы подачи жидкости, например, водопроводной или канализационной сети города или промышленного предприятия.

Водопотребление и, соответственно, сток загрязненных вод непрерывно изменяются во времени и в достаточно широком диапазоне (1/2 — 1/4). Характер изменения водопотребления определяется случайно-вероятностными законами. Чтобы отслеживать эти изменения, необходимо непрерывно регулировать режим работы насосной установки.

Процесс регулирования осложняется несоответствием характеристик центробежных насосов и трубопроводов. Чтобы подать увеличенный расход воды по трубопроводу, напор на насосной станции надо увеличивать, а характеристики центробежных насосов таковы, что при увеличении подачи воды напор, развиваемый насосом, падает. В то же время при уменьшении подачи воды напор насоса следовало бы тоже уменьшить, а он увеличивается. Поэтому в периоды уменьшенного водопотребления системы водоснабжения работают с избыточным напором, который гасится в дросселирующих устройствах или в водоразборной арматуре у потребителя.

При этом энергия, потребляемая насосами, нерационально расходуется на создание избыточных напоров, под воздействием которых увеличиваются утечки и непроизводительные расходы воды, возникают повышенные механические напряжения в стенках труб.

Аналогичные явления имеют место в теплофикационных, оросительных и других системах. Несоответствие в режимах работы насосов и трубопроводов может быть устранено изменением частоты вращения насосов, которая должна регулироваться в соответствии с изменениями водопотребления или притока сточных вод. При уменьшении частоты вращения насоса уменьшается его подача воды и развиваемый им напор. При увеличении частоты вращения напор увеличивается одновременно с увеличением подачи воды.

Регулированием частоты вращения насоса его рабочие параметры приводятся в соответствие с режимом работы обслуживаемой системы. Чтобы изменить частоту вращения насоса, необходим регулируемый электропривод (РЭП). Значение частоты вращения насоса, с которой он должен работать в тот или иной момент времени, определяется системой САУ насосной установки.

Требуемое значение частоты вращения устанавливается в зависимости от многих факторов. К ним относятся: расход жидкости в системе, её уровень в резервуарах, значения статического и динамического противодавления, количество параллельно работающих насосов и насосных установок, подающих жидкость в систему, и т. д.

Электропривод насосных установок в геологоразведке.

Обычно используются асинхронные короткозамкнутые двигатели, управляемые вручную или автоматически с применением контакторной аппаратуры, так как насосные установки работают в длительном режиме при постоянной нагрузке. На геологоразведочных работах насосы применяют для подачи буровых растворов в скважины, откачивая воды из скважин, водоотлива при проведении горно-разведочных выработок. Разнообразие условий применения насосов и их конструкций обусловливает определенные требования к электроприводу. Если для буровых насосов и насосов водоотлива применяются двигатели в горизонтальном исполнении, то для скважинных погружных насосов – в вертикальном исполнении с минимальными поперечными размерами, высококачественной изоляцией, что позволяет размещать их в скважине. Для погружных насосов типов ЭЦНВ, АП, ЭПЛ используются электродвигатели мощностью от 0,37 до 500кВт с частотой вращения 2800-2960 об/мин.

Для артезианских (АТН) и подвесных проходческих (ППН) насосов, работающих в вертикальном положении, применяются электродвигатели вертикального исполнения с полым валом со специальными радиально-упорными подшипниками для восприятия осевой нагрузки. Специально для таких установок выпускают электродвигатели типов АВШ, ДАМВШ полностью до 150кВт.

 

Схема автоматического управления насосной установки.

Двигатели обычно запускают непосредственным включением в сеть закрытой задвижке. Мощность двигателя в период пуска составляет 30-40% номинальной. При недостаточной мощности энергоисточника электродвигатели насосов запускаются через трансформатор. На водоотливных установках наиболее просто может быть осуществлена автоматизация, что в значительной степени удешевляет эксплуатационные расходы. Простейшей аппаратурой автоматизации, предназначенной для водоотлива одним насосом, является АВ-5. В ее комплект входят взрывобезопасные реле уровня воды, пускатель или магнитная станция. Насосная установка с аппаратурой автоматизации АВ-5М работает по схеме, показанной на рис1. При повышении уровня воды в водосборнике поплавковое реле замыкает контакт нижнего уровня SL1, а затем – верхнего уровня SL2. Срабатывает промежуточное реле пускателя KA1, замыкающее контакт в цепи катушки K. Катушка K включает свои контакты в силовой цепи насоса. Размыкание контакта SL2 при снижении уровня воды в водосборнике не приводит к отключению, так как он шунтирован блок-контактом K в цепи пускателя. Насос работает до тех пор, пока при понижении уровня воды не разомкнет контакт нижнего уровня SL1, отключающий через промежуточное реле магнитный пускатель.

Подобный принцип автоматизации водоотлива заложен в аппаратах АВ-7, АВО-3. Аналогично выполняются автоматическое управление погружными насосами при использовании их для водоснабжения. В этом случае насос включается и выключается при достижении соответственно нижнего и верхнего уровней воды в приемном резервуаре. Наиболее распространенные системы автоматического управления погружными насосами – станции управления типа ПЭТ, комплектуемые с насосами ЭЦНВ (мощность двигателя 2,5-65кВт). Такая станция обеспечивает защиту от перегрузки электродвигателя, отключение насоса при исчезновении воды в скважине, включение насоса при снижении уровня воды в приемном резервуаре. Станция управления представляет собой шкаф в защищенном исполнении, где размещается аппаратура.