7. Пример проектирования электропривода переменного тока по системе ппч-ад насосной установки

7.1. Краткое описание технологического процесса

В соответствии [1] насосная станция предназначена для обеспечения технологической водой объекты предприятия ООО “Осколводстрой” города Новый Оскол. Добыча технологической воды производится из скважины глубиной 24 метра. Главной составляющей насосной станции является погружной центробежный насос. Насос включается диспетчером по необходимости (при достижении минимального уровня воды в башне Рожновского). Режим работы насоса – номинальный продолжительный S1 (режим при неизменной продолжительной нагрузке которого, температура не достигает установленного номинального значения, а при отключении длительность паузы такова, что двигатель успевает охладиться до температуры окружающей среды).

Схема расположения объектов насосной станции предприятия ООО “Осколводстрой” представлена на рис.7.1.

Рис.7.1. Схема расположения объектов насосной станции

В начале рабочего дня диспетчер включает насос, и вода подаётся из скважины в башню Рожновского, из которой под давлением она распределяется к потребителям. По достижении определённого уровня воды в башне Рожновского диспетчер отключает насос. В течении дня по необходимости он опять включает насос.

7.2. Исходные данные для проектирования

7.2.1. Кинематическая схема насосной установки

В соответствии [1] кинематическая схема насосной установки представлена на рис.7.2.

Рис.7.2. Кинематическая схема насосной установки

7.2.2. Технические и рабочие характеристики насоса

В соответствии [1] и [2] в качестве оборудования насосной станции применяется артезианский, погружной, глубинный, скважинный, центробежный, многоступенчатый, секционный, вертикальный насос ЭЦВ 6-16-50 с закрытым лопастным колесом одностороннего входа.(Рис.7.3.)

У

Рис.7.3. Центробежный насос

становка электронасосного агрегата состоит из центробежного насоса, соединённого с ним жёсткой

муфтой погружного

электродвигателя, токоподводящего кабеля, водоподъемного трубопровода и оборудования устья скважины (опорного устройства, манометра и задвижки).

Погружные насосы ЭЦВ предназначены для подъема воды общей минерализацией не более 1500 мг/л, водородным показателем рН 6.5…9.5, с температурой до 25 °С, с массовой долей твердых механических примесей не более 0.01 %, содержанием хлоридов не более 350 мг/л, сульфатов не более 500 мг/л, сероводорода не более 1.5 мг/л.

Насос многоступенчатый с вертикальным расположением вала, работает с подпором (расстояние от поверхности воды до напорного патрубка насоса – обеспечивает смачивание верхнего подшипника при запуске и бескавитационную работу насоса). Величина подпора – 1 метр. Ступени насоса – радиального или полуосевого типов. Каждая ступень насоса состоит из рабочего колеса, лопаточного отвода и обоймы. Вода поступает в насос через корпус основания на рабочее колесо, изготавливаемое из пластмассы, стали, бронзы или легированного чугуна. Материал проточной части насоса – чугун, полифосфонитрилхлорид (норил), нержавеющая сталь или бронза.

Насос опускается в скважину на колонне водоподъемных труб и подвешивается на устье скважины. Перекачиваемая жидкость поступает в насос через фильтрующую сетку корпуса на рабочее колесо. Подшипники насоса и электродвигателя смазываются и охлаждаются водой. Рабочее положение агрегата – вертикальное. Насос никогда не должен работать "всухую" – даже кратковременное включение насоса в работе без воды приводит к повреждению подшипников и обмотки двигателя. Погружные артезианские насосы марки ЭЦВ оснащаются обратным клапаном (тарельчатого или шарикового типа), который, удерживая в трубопроводе столб воды во время отключения насоса, что значительно облегчает повторный запуск насосного агрегата и защищает глубинный насос от обратного вращения колес насоса, а следовательно и двигателя, в случае обратного движения накаченной в трубопровод воды.

Параметры насоса представлены в табл.7.2.1.

Таблица 7.2.1

Тип	-	ЭЦВ 6-16-50
Подача в номинальном режиме, м3/час	Qном	16
Напор в номинальном режиме, м	Hном	50
Частота вращения, об/мин	nн	3000
к.п.д., %		48
Момент инерции,	JН	0.2441
Внутренний диаметр обсадной трубы, мм	dо	не менее 150
Высота, мм	hн	1200
Диаметр, мм	dн	145
Масса, кг	mн	60
Подпор, м	hп	1

Энергетические характеристики агрегатов ЭЦВ 6 представлены на рис.7.4. Напорные характеристики агрегатов ЭЦВ 6 представлены на рис.7.5.

Энергетические характеристики Q-N и Q-η выражают зависимость мощности N и коэффициента полезного действия η насоса от его подачи Q при постоянном числе оборотов. Используются для определения оптимального к.п.д., которому соответствует расход, и соответствующую этому расходу мощность насоса.

Напорные характеристики агрегатов ЭЦВ 6 представлены на рис.7.5. Напорная характеристика Q-Н определяет зависимость напора Н, создаваемого насосом, от его подачи Q при постоянном числе оборотов насоса. Позволяет определить какая максимальная высота подъема возможна при данном расходе, соответственно и данной мощности и позволяют определить диапазон регулирования.

Рис.7.4. Энергетические характеристики агрегатов ЭЦВ 6

Рис.7.5. Напорные характеристики агрегатов ЭЦВ 6

В соответствии [1] гидравлическая схема насосной станции представлена на рис.7.6.

Здесь на входе в насосную часть помимо обратного клапана самого насоса установлен дополнительный обратный клапан 1, который удерживает столб воды в трубопроводе при остановках насоса и облегчает повторный запуск электронасосного агрегата. В СУ и защиты 6 входит магнитный пускатель, силовой ящик и автоматический выключатель. Для измерения давления воды в скважинном трубопроводе применяется манометр 7. Задвижки 8 и 13 применяются для перекрытия тока воды при авариях и демонтаже оборудования насосной станции. Обратный клапан 9 предназначен для удержания столба воды в башне Рожновского при остановках насоса. Сливная труба 11 применяется для определения уровня воды в башне Рожновского. Насыпь 12 удерживает башню в вертикальном положении, а так же предотвращает замерзание входящего и выходящего трубопроводов зимой.

Рис.7.6. Гидравлическая схема насосной станции6