ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЙ АСИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД

Подкачивающая насосная станция

Подкачивающая насосная станция обеспечивает требуемое дав­ление воды в жилом квартале с несколькими высотными домами. На насосной станции установлены три одинаковых насосных аг­регата, один из них находится в работе, два других — в резерве.

Параметры асинхронного двигателя насоса: тип АМ16082ЖУ2, Рном = 15 кВт, UH0M = 380 В, л = 88 %, /ном = 29 А, лном = 2910 об/мин, cos фном = 0,9.

Параметры насоса: тип КМ100-80С, подача 100 м3/ч, напор 32 м, пном = 2900 об/мин.

Задвижка на напорном трубопроводе позволяет примерно ус­тановить требуемое давление, равное 70 м. На рис. 5.6, а представ­лена диаграмма суточного изменения давления при нерегулиру­емом электроприводе насоса, на которой хорошо видно, что дей­ствительное давление изменяется от 70 м днем до 98 м в ночные часы, когда расход воды значительно снижается. Это приводит к дополнительным утечкам и непроизводительному расходу энер­гии. Для сравнения на рис. 5.6, б показана диаграмма давления на входе и выходе подкачивающего насоса при частотном регулиро­вании. При этом заслонка на напорном трубопроводе полностью открыта, давление достаточно точно удерживается на заданном уровне, а скорость двигателя насоса в течение суток колеблется в диапазоне 0,4...0,8 номинального значения.

Для оценки эффективности частотного регулирования элект­ропривода насоса были выполнены замеры расхода воды и элект­роэнергии в течение недели с регулируемым и нерегулируемым электроприводами. Данные по выполненным замерам приведены в табл. 5.4. Их анализ показывает, что среднесуточная экономия воды при работе регулируемого электропривода

ЭВ(ср. с) = 1253,1 - 940,4 = 312,7 м3, или 24,95 %, а среднесуточная экономия электроэнергии

ЭЭ(ср. с) = 307,4 - 182,86 = 124,54 кВт-ч, или 40,5%.

Для определения годового экономического эффекта от внедре­ния регулируемого асинхронного электропривода рассчитаем го­довую экономию:

воды

Эв. г = ЭВ(Ср. С)-365 = 312,7-365 = 114135,5 м3,

электроэнергии

Ээ. г = Ээ(Ср. С)-365 = 124,54-365 = 45457,1 кВт-ч.

Зная стоимость в рублях подачи 1 м3 воды (&!), 1 кВт-ч элект­роэнергии (к2) и стоимость канализации 1 м3 воды (&3), можно рассчитать общую годовую экономию по формуле

Э^; — r + ^2^э. Г ^З^в. Г-

Отметим, что третье слагаемое в полученной формуле отража­ет снижение затрат на повторную очистку воды из-за снижения ее утечек (экономии воды) при внедрении регулируемого электро­привода.

Зная стоимость оборудования и работ по внедрению частотно­регулируемого электропривода, можно рассчитать срок окупаемо­сти такой реконструкции. Обычно для таких объектов, как рассмот­ренный выше, он составляет от полугода до двух лет, причем струк­тура экономии годовых затрат такова: 13... 15 % — экономия энер-

гии; 63... 64 % — экономия от снижения расхода воды; 21... 24 % — экономия от снижения расходов на канализацию воды. Энергети­ческая составляющая экономии оказывается не такой большой по сравнению с эффектом от снижения расхода воды. Это является характерным именно для подкачивающих насосных станций, где в отличие от более крупных насосных станций обычно не предус­мотрено ручное или автоматическое регулирование напора.

Особенностью подкачивающих насосных станций является то, что на них длительное время работает один насос, а остальные находятся в резерве и уход за ними непостоянен, из-за чего при необходимости их запуск может сопровождаться определенными проблемами, например заклиниванием, недопустимо большим мо­ментом нагрузки и т. д. Поэтому насосы необходимо периодически переключать. При наличии программируемого контроллера эта про­цедура не представляет сложности. Контроллер программируется таким образом, что с определенной периодичностью (сутки или несколько суток) происходит отключение работающего насоса и плавное с помощью ППЧ включение другого. Таким образом уда­ется поддерживать в рабочем состоянии все насосы станции. Если какой-либо из насосов выходит из строя, например не запускается, ППЧ сигнализирует об этом и в дальнейшем этот насос исключа­ется из цикла работы до тех пор, пока не будет отремонтирован.

Заметим, что в расчет годовой экономии не вошел экономи­ческий эффект, связанный с сокращением аварийности водопро­водной сети за счет снижения и стабилизации давления воды на необходимом уровне и исключения гидравлических ударов при плавном пуске регулируемого электропривода.