ТЕХНИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ РАБОТЫ СЕТЕВЫХ НАСОСОВ КОТЕЛЬНОЙ

​TECHNICAL COMPARISON OF THE OPERATION OF NETWORK PUMPS IN A BOILER HOUSE

Roman Lizunov

master's student, Department of Mechanical Engineering, Kostanay Regional University named after A. Baytursynov,

Kazakhstan, Kostanay

Ayap Kurmanov

scientific adviser, Doctor of Technical Sciences, Professor, Head of the Department of Mechanical Engineering, Kostanay Regional University named after A. Baytursynov,

Kazakhstan, Kostanay

АННОТАЦИЯ

В данной статье рассмотрен вопрос использования частотно-регулируемого электропривода для сетевых насосов котельной с целью повышения энергоэффективности работы системы собственных нужд котельной. Сравнение работы насосов с применение ЧРП и без применения ЧРП.

ABSTRACT

 This article discusses the issue of using a frequency-controlled electric drive for network pumps of a boiler house in order to increase the energy efficiency of the boiler house's auxiliary system. Comparison of pump operation with VFD and without VFD.

Ключевые слова: сетевой насос, частотно-регулируемый привод, энергоэффективность, котельная.

Keywords: mains pump, frequency-controlled drive, energy efficiency, boiler room.

Введение

Сетевые насосы (СН) котельных обеспечивают перекачивание теплоносителя от сетевых подогревателей и котлов до тепловых пунктов потребителей. Как известно, котельная работает по тепловому графику, максимум которого приходится на зимний период года, а минимум на летнее время года. От этих факторов зависит количество теплоносителя необходимого для удовлетворения нужд отопления, горячего водоснабжения и вентиляции.

Объем подачи теплоносителя сетевыми насосами сильно разнится в зимний период и в летний период времени. Для поддержания давления в тепловой сети на нужном уровне применяется регулирование потока теплоносителя. Для регулирования в течение года подачи теплоносителя в тепловую сеть можно использовать несколько способов:

− Регулирование потока горячей воды при помощи ручных и электромеханических задвижек;

− Регулирование потока теплоносителя с применением частотно-регулируемого электропривода.

Объект и методика

Вследствие неравномерности теплового графика в течение года встает вопрос о возможности внедрения частотно-регулируемого привода (ЧРП) для наиболее эффективной работы сетевых насосов котельной, рассмотренный в [1]. При применении частотно-регулируемого привода (ЧРП) количество отпускаемого в тепловую сеть теплоносителя изменяется путем варьирования частоты вращения ротора электродвигателя СН. Применение ЧРП гораздо более выгодно, по сравнению с применением задвижек, так как помимо регулирования потока теплоносителя достигается также экономия электроэнергии, подводимой к электродвигателю. Ещё одним преимуществом является возможность регулирования производительности агрегата без применения задвижек, редукторов, шиберов.

Проведем расчет технико-экономических показателей СН с ЧРП и СН без ЧРП по методике, показанной в [2]. Исходные данные для расчета приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Исходные данные для технико-экономического расчета показателей ЦН

Для расчета необходимо использовать экспериментальные данные при двух условиях: при полностью открытой напорной задвижке и полностью закрытой напорной задвижке сетевого насоса. Экспериментальные данные приведены в таблице 2.

Таблица 2.

Экспериментальные данные

Результаты исследований

Теперь по экспериментальным данным проведем расчет параметров электропривода с ЧРП и задвижкой, по методике, приведенной в [2].

Рассчитаем потребляемую электродвигателем мощность через относительный расход при дросселировании по выражению:

=+(-)·,

где, —мощность, расходуемая электродвигателем при дросселировании, кВт;

—мощность, расходуемая электродвигателем на холостом ходу, кВт;

—мощность, расходуемая электродвигателем при номинальной нагрузке, кВт:

 —относительная производительность сетевого насоса.

Pд=59+(335-59)·=335кВт

Данные точек приведены в таблице 3.

Таблица 3.

Данные точек при дросселировании

Рассчитаем потребляемую электродвигателем мощность при минимальном значении производительности насоса через относительный расход при частотном регулировании по выражению:

=·

где, — мощность, расходуемая электродвигателем при использовании частотного преобразователя, кВт.

Делаем расчёты при 25, 50, 75 процентах мощности.

=335· =5,23кВт

=335· =41,86кВт

=335· =141,33кВт

Таблица 4.

Данные точек при частотном регулировании

На рисунке 1 приведены графические зависимости потребляемой активной мощности от относительного расхода сетевой воды.

 

Рисунок 1. Зависимость потребляемой активной мощности от относительного расхода сетевой воды

Выводы

Из проделанных выше расчётов и полученной диаграммы можно увидеть, что применение ЧРП на электродвигателях СН сказывается положительно, что подтверждают такие факторы как: возможность плавной регулировки подачи теплоносителя в тепловую сеть, зависимость потребляемой мощности электродвигателя от производительности насоса. Данные факторы приводят к экономии электроэнергии, повышению энергоэффективности системы собственных нужд котельной [3], так как процент потреблённой электроэнергии приходящийся на собственные нужды уменьшается. Электродвигатель СН потребляет меньшую мощность в процентном соотношении от номинальной мощности. В летнее время года СН с ЧРП потребляет от 13 до 42 процентов мощности в зависимости от режима работы, тем самым мощность, расходуемая на собственные нужды котельной, уменьшается.

Список литературы:

1. Саксонов А. С. Эффективность применения частотно-регулируемого электропривода для сетевых насосов теплоэлектроцентралей // Молодой ученый. — 2019. — № 39. — С. 201–202.
2. Расчет экономической эффективности внедрения преобразователей частоты для насосных агрегатов // invt.kz. URL: https://invt.kz/a10753-raschet-ekonomicheskoj-effektivnosti.html
3. Соколов Е. Я. Теплофикация и тепловые сети. — М.: Энергоиздат, 2009. — 472 с