Dobór mocy silnika elektrycznego agregatu pompowego

Aby wybrać rodzaj i wydajność elektrycznej instalacji pompowej, należy zdecydować o schemacie zaopatrzenia w wodę w oparciu o lokalne warunki. Woda jest dostarczana głównie przez kocioł wodny lub zbiornik ciśnieniowy wody napędzany pompami odśrodkowymi przez silniki asynchroniczne.

Bezpośrednie dostarczanie wody z pompy do sieci dystrybucyjnej odbywa się w otwartych systemach nawadniania napędzanych silnikami asynchronicznymi.

Do przyjętego schematu zaopatrzenia w wodę wybierz pompę (w większości przypadków niezawodną i łatwą w obsłudze pompę odśrodkową).

Aby wybrać pompę i określić jej moc na podstawie zużycia wody, określa się wymagany przepływ i ciśnienie.

Zasilanie Qn (l / h) pompy uzyskuje się z następującego stosunku:

Bn = Qmaxh = (kz NS kdays x VWdnesday) / (24 η),

gdzie Qmaxh jest maksymalnym możliwym godzinowym przepływem wody, l/h, kz — współczynnik nierównomierności zużycia godzinowego, kdni — współczynnik nierównomierności zużycia dobowego (1,1 — 1,3), η — sprawność jednostki z uwzględnieniem wody ubytków), ŚRODA dzień — średnie dzienne zużycie wody, l/dzień.

Głowica pompy dobierana jest tak, aby mogła dostarczyć wodę pod wymaganym ciśnieniem do danego punktu. Wymagana wysokość podnoszenia Hntr jest określona przez wysokość ssania Hvs i wysokość tłoczenia Hng, których suma określa wysokość statyczną Hc, straty w rurociągach Жn oraz różnicę ciśnień między górnymi rowami a dolnymi poziomami Pnu.

Biorąc pod uwagę, że ciśnienie H = P /ρg, gdzie P — ciśnienie, Pa, ρ — gęstość cieczy, kg / m3, g — 9,8 m / s2 — przyspieszenie ziemskie, g — ciężar właściwy cieczy, k / m3, my Dostawać:

Hntr = Hc + Hn + (1 /ρ) NS (Rov — Pnu)

Znając wymagane natężenie przepływu i wysokość podnoszenia, z katalogu dobiera się pompę o odpowiednich parametrach, uwzględniając możliwą prędkość obrotową silnika napędowego. Następnie określana jest moc silnika elektrycznego pompy.

Na podstawie uniwersalnej charakterystyki wybranej pompy wyznacza się jej zasilanie Qn, ciśnienie Hn oraz wyznacza się sprawność ηn i moc pompy Rn.

Moc (kW) silnika napędowego pompy Pdv = (ks NS ρ NS Qn x Hn) / (ηn x ηn),

gdzie — кс współczynnik bezpieczeństwa, zależny od mocy silnika elektrycznego pompy: P, kW — (1,05 — 1,7), ponieważ w rzeczywistych warunkach pracy pomp może wystąpić wyciek wody z rurociągu ciśnieniowego (z powodu nieszczelność połączeń, pęknięcia rurociągu itp., dlatego do pomp dobiera się silniki elektryczne z pewną rezerwą mocy, można przyjąć niższy współczynnik bezpieczeństwa, czyli dla mocy silnika pompy 2 kW — кс = 1,5, 3 kW — кс = 1,33, 5 kW — кz = 1,2, przy mocy powyżej 10 kW- кh = 1,05 — 1,1 ηπ — sprawność przekładni (dla przekładni bezpośredniej 1, pas klinowy 0,98, bieg 0,97, pas płaski 0,95), ηn — sprawność tłoka pompy 0,7 — 0,9, odśrodkowe 0,4 — 0,8, wirowe 0,25 — 0,5.

W przypadku pomp odśrodkowych szczególnie ważny jest prawidłowy dobór prędkości kątowej pompy, ponieważ jej wydajność jest proporcjonalna do prędkości kątowej, wysokość podnoszenia i moment — do kwadratu prędkości kątowej, moc — do jej sześcianu: В ≡ ω, З ≡ ω2, М≡ ω2, P ≡ ω3

Z tych stosunków wynika, że ​​wraz ze wzrostem prędkości kątowej pompy wzrasta jej moc, co może prowadzić do przegrzania silnika elektrycznego. Jeśli prędkość kątowa silnika jest niedoszacowana, wysokość podnoszenia pompy może być niewystarczająca dla obliczonego natężenia przepływu.

Przy doborze elektrycznego zespołu pompowego zgodnie z katalogiem należy wziąć pod uwagę jego charakterystykę eksploatacyjną (rys. 1) oraz charakterystykę linii, na której pracuje pompa, czyli połączenie zasilania z całkowitą wartość ciśnienia potrzebnego do podniesienia wody na określoną wysokość, pokonania oporów hydraulicznych i wytworzenia nadciśnienia na wylocie rurociągu zrzutowego.Należy dążyć do tego, aby punkt pracy A znajdował się w strefie maksymalnych wartości sprawności jednostki.

Ryż. 1. Charakterystyki pompy przy różnych prędkościach obrotowych (1, 2, 3, 4), przewodach przy różnych stopniach dławienia (5, 6) oraz sprawności (7) pompy przy prędkości znamionowej.

Typ silnika elektrycznego jest wybierany na podstawie warunków środowiskowych i charakterystyki instalacji. Przykładowo do napędu pomp zatapialnych typu ETsV stosuje się silniki elektryczne o mocy 0,7 - 65 kW o specjalnej konstrukcji typu PEDV, przeznaczone do pracy w otworach o średnicy od 100 do 250 mm o zasilaniu co wysokość do 350 m. izolacja.

Silnik elektryczny wraz z pompą montowany jest w studzience zanurzonej w pompowanej wodzie (rys. 3). Przykład konwencjonalnego oznaczenia jednostki: ETsV-6-10-80-M, gdzie ETsV-6 to elektryczna pompa wodna wiertnicza z charakterystyczną „6” w średnicy odwiertu, a mianowicie dla odwiertu o średnicy wewnętrznej 149,5 mm, 10 to nominalne natężenie przepływu pompy, m3 / h, 80 — ciśnienie nominalne, m, M — rodzaj wersji klimatycznej zgodnie z GOST 15150-69.

Konwencjonalne oznaczenie silnika elektrycznego zastosowanego w urządzeniu: PEDV4-144 (PEDV — zanurzony w wodzie silnik elektryczny, 4 — moc znamionowa, kW, 144 — maksymalny przekrój poprzeczny, mm).

Ryż. 2. Zespół elektrycznej odśrodkowej pompy wodnej: 1 — pompa, 2 — klatka, 3 — głowica, 4 — zawór zwrotny, 5 — wirnik, 6 — wylot łopatki, 7 — sprzęgło, 8 — silnik, 9 — łożysko górne, 10 — stojan , 11 — wirnik, 12 — dolna osłona łożyska, 13 — spód, 14 — korek, 15 — korek filtra, 16 — spinka do włosów, 17 — siatka, 18 — obudowa

Ryż. 3.Lokalizacja bloku w studni: 1 — blok, 2 — kolumna poboru wody, 3 — czujnik „pracy na sucho”, 4 — kabel, 5 — złącze, 6 — podstawa lub głowica, 7 — kolano, 8 — trzy- zawór drogowy, 9 — manometr, 10 — zawór, 11 — stacja kontrolno-zabezpieczająca, 12 — zacisk, 13 — filtr

W napędzie niezatapialnych pomp odśrodkowych i wirowych stosowane są silniki asynchroniczne klatkowe i fazowo-wirnikowe z izolacją przeciwwilgociową o mocy 1,5-55 kW.

Zatapialne pompy elektryczne, w zależności od poziomu osiadania warstwy wodonośnej, pracują na głębokościach 40 — 230 m.

Charakterystyka mechaniczna pompy odśrodkowej jest typu wentylatora. Moment oporu tarcia w łożyskach pompy Ms — 0,05 Mn.

Średni moment obrotowy pompy tłokowej podczas pracy na linii, w której utrzymywana jest stała wysokość podnoszenia, nie zależy od prędkości kątowej obrotu. Pompa tłokowa jest uruchamiana przy otwartym zaworze na przewodzie tłocznym. W przeciwnym razie może dojść do wypadku.

Pompę odśrodkową można uruchomić zarówno przy otwartym, jak i zamkniętym zaworze przewodu tłocznego.

Biorąc pod uwagę warunki środowiskowe, charakterystykę instalacji, wymaganą moc i prędkość obrotową pompy, z tabel referencyjnych dobiera się odpowiedni typ silnika elektrycznego.