Розрахунок діапазону регулювання швидкості регульованого насоса при паралельній роботі турбомеханізмів

На рис. 1.24 наведено напірно-витратні характеристики НУ (криві 3, 3¢, 3¢¢, 3¢¢¢) із двома паралельно працюючими однаковими насосними аґреґатами типу Д2000-100. При незмінній швидкості обертання сумарна продуктивність НУ (точка А кривої 3) дорівнює . При зміні швидкості обертання регульованого насоса до значення n¢=0,98 (крива 2¢) сумарна продуктивність НУ буде дорівнювати (точка А¢ кривої 3¢). При цьому продуктивності НА відповідно рівні ; .

1,2 – напірні характеристики двох НА типу Д2000-100; 2¢,2¢¢,2¢¢¢ – напірні характеристики регульованого за швидкістю НА при відносній швидкості обертання n¢=0,98, n¢¢=0,96 і n¢¢¢=0,91 відповідно; 3,3¢,3¢¢,3¢¢¢ – сумарні напірні характеристики насосної установки; 4,4¢ – характеристики мережі з параметрами h=0,6, r=4,33 й h=0,6, r=1,44 відповідно

Рисунок 1.24 – Паралельна робота насосів з положистими характеристиками

Якщо швидкість двигуна поступово зменшувати, то продуктивність другого насоса знижується до нуля. Цьому режиму відповідає значення n¢¢= 0,96 і точка А¢¢ кривої 3¢¢. Сумарна продуктивність НУ при цьому буде . Ця точка визначає відносну критичну швидкість обертання. Для неї справедливо:

. (1.44)

Звідки:

. (1.45)

Тиск, що розвивається насосом з регульованою швидкістю обертання

. (1.46)

У точці А¢¢ дотримується рівняння напорів, створюваних регульованим і нерегульованим насосами. Для цього режиму справедливо:

. (1.47)

З останнього рівняння, виконавши перетворення, визначимо відносну критичну швидкість обертання регульованого арґеґата:

. (1.48)

Отримана залежність дозволяє зробити висновок, що зі збільшенням відносного значення протитиску і відносного значення опору мережі діапазон регулювання швидкості зменшується. Так, при параметрах мережі , (крива 4¢ рис. 1.30) значення відносної критичної швидкості дорівнює , діапазон регулювання – 9 %; при тому самому значенні протитиску , але опорі мережі в 3 рази більшому (крива 4
рис. 1.30) значення відносної критичної швидкості складає , а діапазон регулювання дорівнює 4 %. Результати досліджень показують, що межі регулювання швидкості обертання турбомеханізмів при їхній спільній роботі відмінні від значень, характерних для поодиноко працюючих агрегатів, де і не залежить від і .

У випадку, коли НУ містить декілька паралельно ввімкнених нерегульованих агрегатів і один регульований, вираз для визначення відносної критичної швидкості обертання двигуна регульованого насоса має вигляд:

. (1.49)

Як випливає з (1.49), за наявності на НС одного регульованого і декількох паралельно працюючих нерегульованих НА з рівними значеннями напору і внутрішнього опору діапазон регулювання частоти обертання регульованого аґреґата помітно звужується. Так, для насосів типу Д2000-100 при , , величина відносної критичної швидкості регульованого аґреґата n_к =0,96; при і тих самих параметрах мережі – , при – .

У табл. 1.2 наведено значення при різних величинах відносного протитиску і гідравлічного опору при рівнобіжній роботі одного регульованого і декількох нерегульованих насосів з однаковими паспортними характеристиками.

Таблиця 1.2 – Залежність діапазону регулювання швидкості від числа

нерегульованих агрегатів і параметрів гідромережі

	Число нерегульованих насосів, n	Відносна критична швидкість,	Діапазон регулювання D, %	Відносна критична швидкість,	Діапазон регулювання D, %
	h = 0,6; = 1,438	h = 0,6;, =4,33
		0,914	8,6	0,962	3,8
		0,969	3,1	0,989	1,1
		0,985	1,5	0,995	0,5
		0,991	0,9	0,997	0,3
		0,994	0,6	0,998	0,2
		0,996	0,4	0,999	0,1
	h = 0,7; = 1,438	h = 0,7; = 4,33
	0,936	6,3	0,971	2,8
	0,977	2,2	0,992	0,8
	0,989	1,08	0,996	0,4
	0,994	0,6	0,998	0,2
	0,996	0,4	0,9986	0,14
	0,997	0,3	0,999	0,1

Продовження таблиці 1.2

h = 0,8; = 1,438	h = 0,8; = 4,33
	0,958	4,2	0,981	1,9
	0,985	1,5	0,995	0,5
	0,993	0,7	0,997	0,3
	0,996	0,4	0,998	0,2
	0,997	0,3	0,999	0,1
	0,998	0,2	0,9994	0,06

З таблиці видно, що реальний діапазон регулювання доходить до десятих часток відсотків при числі насосів n >3¸4. Це значить, що в діапазоні від до повинно використовуватися регулювання швидкості, а інтервал швидкостей від до – є діапазоном пускових швидкостей двигуна. Настільки малий діапазон, з одного боку визначає специфічні й жорсткі вимоги до системи регулювання, і ставить відкрите питання про те, яка система електропривода відповідає поставленим вимогам.

Аналогічні міркування дозволили одержати вираз для визначення відносної критичної швидкості обертання двигуна регульованого аґреґата:

– для двох різних паралельно працюючих насосів з положистими характеристиками

, (1.50)

де , , .

– для двох однакових паралельно працюючих НА з характеристиками, що мають максимум

; (1.51)

– при роботі однакових паралельно з’єднаних нерегульованих насосів і одного регульованого аґреґата, причому характеристики насосів мають максимум

. (1.52)

Виконаний аналіз показав, що при груповому електроприводі насосів з паралельною схемою з’єднання діапазон регулювання швидкості регульованого аґреґата менше, ніж діапазон регулювання аґреґата, що працює на такий самий протитиск, але без паралельно працюючих турбомеханізмів. Дослідження показали, що регулювання швидкості обертання повинно здійснюватися вниз від номінальної не більше ніж на 10–12 %. При збільшенні числа працюючих агрегатів діапазон регулювання швидкості істотно скорочується.

Дата добавления: 2014-11-29