Підвищення ефективності експлуатації відцентрових насосів у системі водопостачання житлово-комунального господарства

Abstract

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.17 – гідравлічні машини та гідропневмоагрегати. – Сумський державний університет, Суми, 2010. Дисертація присвячена теоретичним та експериментальним дослідженням, спрямованим на підвищення енергоефективності експлуатації відцентрових насо-сів, що працюють на гідравлічну мережу зі змінним опором у часі (на прикладі систем подачі та розподілу води житлово-комунального господарства). Шляхом системного аналізу встановлені узагальнений показник економічності роботи та об’єкт регулювання системи водопостачання з відцентровими насосами у її складі. Запропоновано вдосконалені математичні моделі роботи відцентрових насосів, що дозволяють визначати їх номінальні параметри за критерієм мінімуму енергоспоживання, вибирати оптимальну кількість насосів при ступеневому регулюванні, визначати раціональні умови експлуатації насосів із застосуванням привода з частотним регулюванням. Встановлені вимоги до форми та параметрів характеристик насосів залежно від обраного способу регулювання. Розроблено методику підбору насосів при різних значеннях ступеня нерівномірності подачі насоса. Результати роботи впроваджено у ряді комунальних підприємств України і використовуються у навчальному процесі. При цитуванні документа, використовуйте посилання http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/8577

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.05.17 – гидравлические машины и гидропневмоагрегаты. – Сумский государственный университет, Сумы, 2010. Диссертация посвящена теоретическим и экспериментальным исследованиям, направленным на повышение энергоэффективности эксплуатации центробежных насосов, работающих на гидравлическую сеть с переменным сопротивлением во времени (на примере системы подачи и распределения воды жилищно-коммунального хозяйства). Экспериментальным путем установлено, что потребление в системах подачи и распределения воды ЖКГ имеет сложный характер изменения во времени с периодом tср = 20 с и средней амплитудой 2 м3/ч. При этом среднеэксплуатационный КПД насоса составляет около 50 % от оптимального, как следствие – высокая экономичность насосов практически нивелируется низкой эффективностью их работы в гидравлических сетях с переменным во времени сопротивлением. Предложено применение упорядоченной диаграммы подачи центробежных насосов, которая учитывает переменные во времени гидромеханические параметры гидравлической сети в течение определенного отрезка времени и позволяет определять энергетическую эффективность их работы. Исследовано влияние нестационарных явлений в сети на характер рабочего процесса центробежного насоса, что позволило установить наличие дополнительных потерь энергии как в самом насосе, так и в трубопроводах. Выполненная оценка составляющих баланса энергии насоса на неустановившихся режимах работы показывает, что дополнительные потери энергии составляют около 6% на номинальном режиме. Путем системного анализа установлены обобщенный показатель экономичности работы и объект регулирования системы водоснабжения с центробежными насосами. Предложены усовершенствованные математические модели работы центробежных насосов, что позволяют определять их номинальные параметры за критерием минимума энергопотребления, выбирать оптимальный состав насосной установки при ступенчатом регулировании, определять целесообразные условия эксплуатации насосов с применением привода с частотным регулированием. Установлены требования к форме и параметрам характеристик насосов в зависимости от избранного способа регулирования. Разработана методика выбора насосного агрегата и способа его регулиро-вания в зависимости от степени неравномерности подачи, определены диапазоны рационального применения разных видов регулирования. Установлено, что для насосных станций третьего подъема (степень неравномерности b = 3) при выборе насоса на оптимальную подачу середньоексплуатаційний ККД увеличивается на 21%, при частотном регулировании – увеличивается на 31%, при ступенчатом регулировании насосной установки – увеличивается на 71%. Результаты работы внедрены на ряде коммунальных предприятий Украины и используются в учебном процессе. При цитировании документа, используйте ссылку http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/8577

The dissertation for receiving the scientific degree of candidate of technical sciences in speciality 05.05.17 – hydraulic machines and hydropneumatic units. – Sumy State University, Sumy, 2010. The dissertation focuses on theoretical and experimental research aimed at improving energy efficiency of exploitation of centrifugal pumps, that work on the hydraulic network with variable resistance in time (for example, water-supply and water distribution systems of housing). By systematic analysis the indicator of economy of work and the object of water-supply system regulation are generalized with centrifugal pumps in its composition. The advanced mathematical models of centrifugal pumps’ work are offered, which allow to determine their nominal parameters after the criterion of energy consumption minimum, to choose the optimal number of pumps during cascade control, to determine rational conditions for exploitation of pumps with application of occasion with the frequency adjusting. Requirements to the form and parameters of pumps’ descriptions depending on the selected adjusting method are set. The method of pumps’ selection at different values of degree of pump’s serve unevenness is developed. The results of work are inculcated in a number of communal enterprises in Ukraine and used in educational process. When you are citing the document, use the following link http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/8577