Pompy i układy pompowe

Transkrypt

1 Marek Skowroński Regulacja pompy i układu Pompy i układy pompowe Metody zmiany parametrów pracy układu Punkt pracy układu Regulacja dławieniowa Regulacja upustowa Straty mocy hydraulicznej w układzie Zmiana prędkości obrotowej Zmiana prędkości cieczy Dopasowanie wirnika Pompy inteligentne Straty energii hydraulicznej 1 Metody zmiany parametrów pracy układu Wymagania procesu technologicznego Punkt pracy układu Regulacja układu Regulacja pompy Zmiana parametrów cieczy Sterowanie układem pompowym,, T, t CIECZ ρ, ν, p v p ρ g A m v u ρ g d x dv F = ρ g A = m = m dt dt A (-) POMPA RURA Regulacja pompy Regulacja układu

2 Punkt pracy układu Regulacja parametrów pracy bez zmiany charakterystyki pompy Regulacja dławieniowa Regulacja upustowa Regulacja parametrów pracy bez zmiany charakterystyki pompy Regulacja dławieniowa Regulacja dławieniowa Regulacja upustowa

3 Regulacja upustowa Regulacja parametrów pracy bez zmiany charakterystyki pompy Regulacja dławieniowa Regulacja upustowa Straty mocy hydraulicznej w układzie Straty mocy hydraulicznej w układzie Moc strat w pompie Charakterystyka wewnętrzna 1 Moc strat w pompie 3 Moc strat w układzie Charakterystyka rzeczywista Wymagany punkt pracy P el E P e = = V e P el Moc hydrauliczna przekazana do układu Moc strat w układzie w

4 Regulacja parametrów pracy bez zmiany charakterystyki pompy Rura 1 (-) Rura (-) Suma równoległa rur Rura (-) Regulacja upustowa Rura 1 Rura 1 (-) Rura (-) Punkt pracy układu Suma równoległa rur (-) Rura 1 Rura

5 Wymagania procesu technologicznego th th Sterowanie układem pompowym,, T, t POMPA Regulacja pompy CIECZ ρ, ν, p v RURA Regulacja układu C 1 W 1 C u1 U 1 1 = g ( u c u ) u 1c u 1 C W c m U C u 1. n. c u1 3. c u 4. d 5. ρ 6. ν 1. Zmiany prędkości obrotowej Zmiana prędkości obrotowej n 3 ~ n d ~ n d 3 5 P ~ ρ n d M ~ ρ n d 5 ~ n = C ~ n 3 P ~ ρ n 3 P = C M ~ ρ n PDP!

6 Sposoby zmiany prędkości obrotowej Regulacja prędkości pompy zasilającej Sprzęgło hydrokinetyczne Zabudowa sprzęgła hydrokinetycznego

7 Zabudowa sprzęgła hydrokinetycznego Regulacja prędkości za pomocą sprzęgła hydrokinetycznego charakterystyki przepływu pompy charakterystyka układu Sprawność zespołu (napęd + pompa) Przemienniki częstotliwości (falowniki) Sprawność Wydajność pompa bez regulacji pompa + regulacja + sprzęgło regulacja dławieniowa pompa + regulacja pompa + regulacja + sprzęgło + silnik

8 Sprawność przemiennika częstotliwości Układy kaskadowe 1% 1,,9,8,7 1. n/n n Rozruszniki Zmiana prędkości cieczy M ( s) U 1 c u

9 . Zmiana c u1. Regulacja prerotacyjna. Zmiana c u1. Regulacja prerotacyjna a) b) C 1 C1 W 1 C U u1 C u Zmiana c u. Regulacja kąta łopatek wirnika Zmiana prędkości obrotowej Regulacja prerotacyjna Zmiana kąta łopatek kierownicy wlotowej

10 Kąt cięciwy profilu łopatki Obliczenia kąta cięciwy profilu łopatki W nn C 1 W C W C W C W 1 C u U C u U C u1 U C u C 1 W 1 C 1 W1 C u1 U C m C m C m C m C m PDP! 4. Zmiana d. Dopasowanie wirnika Teoria podobieństwa 4 (wydajność) d c m d c m π d c m = v A = cm π d b ~ n*d *d *d b ~ n*d 3

11 Obliczenia średnicy wirnika Obliczenia średnicy wirnika 3 ~ n d ~ n d 3 P ~ ρ n d M ~ ρ n d 5 5 ~ d ~ d P ~ ρ d M ~ ρ d 4 4 = C P = C PDP! P η Charakterystyka zbiorcza dla róŝnych prędkości obrotowych Charakterystyka muszlowa (regulacyjna) R=n; = f (, n), P = f (, n) η = f (, n) R=d ; = f (, d ), P = f (, d ) η = f (, d ) R=β; = f (, β), P = f (, β) η = f (, β) Charakterystyka przepływu Charakterystyka sprawności R R 3 R 1 R 4 PDP!

12 Pompy inteligentne

13 rurociąg zasilający 1 zawór regulacyjny Straty energii hydraulicznej Transport ciepła 1 rurociąg powrotny ζ 1 << ζ 1 ζ ζ >> Warunek samoregulacji Charakterystyki pomp z wewnętrznym modułem sterowania (pompy inteligentne ) d d p < d u d

14 Charakterystyka pompy inteligentnej Algorytm sterowania "na ciśnienie proporcjonalne" Proporcjonalna Stała pomiar częstotliwości f dla aktualnego f określ krzywą =f() pomiar wysokości podnoszenia oblicz aktualną wydajność UWAGA! charakterystyka =f(,f=const) musi być monotoniczna oblicz zadaną wysokość podnoszenia z =.5* *(1+/( )) zadana maksymalna róŝnica wysokości podnoszenia TAK >z NIE zmniejsz f zwiększ f