Электрооборудование и автоматизация насосов

Насосные установки применяются на производстве для обеспечения технологического процесса предприятия и жизнедеятельности работающего коллектива.

Насосы работают в системе водоснабжения и канализации, перекачива­ют агрессивные и технологические жидкости и т.п.

По принципу действия насосные установки можно разделить на три группы: поршневые, центробежные и оседиагональные.

Поршневые (ПН) предназначены для перекачивания жидкости при больших высотах всасывания (до 6 м) с небольшой производительностью. Как и для всех поршневых систем, характерны неравномерность хода и пульсация нагрузки (при всасывании жидкости — холостой ход, а при сжа­тии — рабочий), поэтому жидкость в напорном трубопроводе течет нерав­номерно.

Для сглаживания пульсаций нагрузки и повышения равномерности хода в одном насосе применяют несколько рабочих цилиндров, а на валу уста­навливают маховик.

Поршневые насосы во избежание гидроудара и поломки пускаются только при открытых задвижках на напоре.

Поршневой насос пускается в ход под нагрузкой, что требует ЭП с повышенным пусковым моментом.

Для нормальной эксплуатации поршневых насосных установок необхо­димы вспомогательные системы (водяного охлаждения и смазки).

Центробежные (ЦН) предназначены для перекачивания жидкости при малых высотах всасывания с большой производительностью.

В отличие от поршневых насосов, ход равномерный, а истечение жид­кости без пульсаций.

Особенностью насосов является необходимость заполнения полости жидкостью перед пуском, в противном случае, насос не будет перекачивать жидкость из-за «разрыва струи».

Производительность центробежных насосов можно регулировать сле­дующими способами:

• дросселированием трубопровода (например, закрывать задвижки на напорной магистрали);

• изменением угловой скорости ,приводного ЭД (например, изменением напряжения в цепи статора АД);

• изменением числа работающих на магистраль агрегатов;

• изменением положения рабочего органа механизма (например, пово­ротом лопаток рабочего колеса).

На насосных агрегатах небольшой мощности обычно применяют асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором, питаемые от сети 380 В. Для привода насосов мощностью свыше 100 кВт устанавливают асинхронные и синхронные двигатели на 6 и 10 кВ с прямым пуском, т. е. с включением на полное напряжение сети.

Двигатели поршневых насосов соединяются с валом насоса через замедляющую передачу (клиноременную или зубчатую), поскольку поршневые насосы являются тихоходными механизмами. Центробежные насосы в большинстве случаев выполняются быстроходными, поэтому их приводные двигатели имеют высокую угловую скорость и соединяются с валом насоса непосредственно.

Электропривод. Режим работы — продолжительный, реверса не требу­ется.

• АД с короткозамкнутым ротором, мощностью до 100 кВт при напря­жении 380 В, с прямым пуском от мощной сети или через автотранс­форматор (реактор), ограничивающий пусковой ток.

• Синхронные двигатели (СД), мощностью более 100 кВт при напряже­нии 10 (6) кВ, с прямым пуском от мощной сети.

Наиболее применимы: серии 4А (основного исполнения), 4АР (с повы­шенным пусковым моментом), АИ (новая серия) на напряжение 380 В и СДН (насосы, вентиляторы, дымососы), СДК (компрессоры) на напряжение 10(6)кВ.

Примечания:

1. АД с фазным ротором применяются, если необходимо регулирование скорости механизмов с вентиляторной нагрузкой на валу (например, вентиляторы и дымососы котельных).

2. Для компрессорных установок двигатели обычно тихоходные, а для насосных и вентиляторных — быстроходные.

3. Технически и экономически обоснованный нижний предел номи­нальных мощностей синхронных двигателей (СД) составляет от 500 до 600 кВт.

СД с частотой вращения до 1000 об/мин выпускаются с явнополюс-ными роторами с демпферной (пусковой) обмоткой, а с частотой враще­ния 1500 об/мин, как правило, мощностью свыше 12 500 кВт с массивны­ми полюсами без демпферной обмотки.

СД с частотой вращения до 3000 об/мин имеют неявно выраженные по­люса.

СД выпускаются на напряжение 6 и 10 кВ, а низковольтные (0,38 кВ) до 320 кВт заменяются на более экономичные АД.

В настоящее время для возбуждения СД применяют только полупро­водниковые статические или бесщеточные системы возбуждения.

Устройства автоматизации насосных установок.

Автоматизация насосных установок позволяет повышать надежность и бесперебойность водоснабжения, уменьшать затраты труда и эксплуатационные расходы, размеры регулирующих резервуаров. Для автоматизации насосных установок кроме аппаратуры общего применения (контакторов, магнитных пускателей, переключателей, промежуточных реле) применяются специальные аппараты управления и контроля, например, реле контроля уровня, реле контроля заливки центробежных насосов, струйные реле, поплавковое реле, электродные реле уровня, различные манометры, датчики емкостного типа и др.

Датчики уровня служат для контроля уровня жидкости в резервуарах и подачи сигналов о регулировании этого уровня.

Датчики уровня бывают:

1. электродные

2. поплавковые

3. мембранные

Наряду с аппаратурой общего назначения для пуска, переключения и управления, в системах автоматизации применяется специальная аппаратура.