Энергосбережение (стр. 10 )

216. Wolff Robert F. Start at the beginning when automating. "Elex. World", 1979, 191, № 8 70 71 (англ). Первые предложения для комплексной автоматизации распределительной сети.

217. Wanner Е. Herbst W. Statische Blindleistungskompensation fur Lichtbogen5fen // Brown Bovery Mitt. 1977. № 2. S. 108 -118.

218. Wanner E. Statikus kompenzator nady ipari terhilesek altal oko-zott halozati zavarok korlatozasara // Elektrotechnika. 1982. Vol. 75. № 9 -10. S. 34 354.

1.2.5 Разработка способов экспериментального определения параметров и механических характеристик асинхронных двигателей

Цель работы:

  Разработать и создать методику оценки рационального использования электрической энергии на насосных станциях и обосновать применение регулируемого электропривода насосныхагрегатов, рекомендаций по повышению энергетической эффективности и надежности работы оборудования насосной станции.

В работе требуется решить следующие задачи:

  1. Разработать методику формирования энергетической модели объекта - электроприводной насосной станции - в стационарном режиме на основании аналогии электрических и гидравлических цепей;

  2. Провестианализ энергетических характеристик насосных станций с целью выявления наиболее выгодного режима работы с точки зрения минимума затрат энергии;

  3. Разработать методику оценки эффективности использования регулируемого электропривода для многоагрегатных насосных станций;

  4.  Разработать методику моделирования поведения объекта в неустановившихся режимах с определением оптимальных режимов пуска и останова насосных агрегатов, а также процессов открытия или закрытия регулирующих задвижек при наименьших динамических нагрузках на насосы и трубопроводную систему;

  5.Разработать методику энергетической оптимизации режимов электро-механо-гидравлической системы насосной станции по критерию экономии электрической энергий и надежности системы, на основе методов планирования эксперимента.

Методы исследования, используемые в работе:

Оптимизация системы электропривод - насос - гидравлическая сеть

Актуальность работы:

Теплоснабжение жилых кварталов муниципальных и промышленных объектов в крупных российских городах производится, как правило, централизованными магистральными закрытыми системами. Циркуляция воды в системе осуществляется сетевыми насосными станциями, основными элементами которых являются энергетические центробежные насосы. Насосы, устанавливаемые на станциях, являются крупнейшими потребителями электроэнергии. Они имеют значительную единичную мощность от 1 Мет до 3 Мет. Общая установленная мощность насосов на станциях достигает 70 и более Мет, что определяет потребление электроэнергии за год сотни миллионов кВтчас. Как будет показано далее, только часть этой энергии является полезно используемой.

Задача рационального расходования электроэнергии в настоящее время весьма актуальна с экономической и технической точек зрения. Данная работа направлена на изучение возможных путей сбережения электрической энергии в системах теплоснабжения городов путем эффективного регулирования режимов работы электроприводов насосных агрегатов.

Совершенствование систем управления электроприводами все в большей мере связано с воздействием электропривода на качество технологического процесса. В данной работе из понятия качества выделяется одна его составляющая - энергоемкость технологического процесса. Энергоемкость определяется эффективностью использования электрической энергии, потребляемой электроприводом (или группой электроприводов). Задача, которая ставится в работе состоит в том, чтобы определить как управлять (регулировать) электроприводами, чтобы данный технологический процесс при заданных его параметрах осуществлялся с наименьшими затратами электрической энергии.

Такая постановка задачи требует изучения энергетических характеристик всего технологического процесса и учета этих характеристик при описании объекта регулирования электропривода.

Практически данная задача рассматривается как разработка методик построения компьютерных энергетических моделей [44] объекта, которая позволяет определять величину потребляемой электрической энергии и ее потери во всех элементах электро-механо-технологической системы при различных режимах ее работы. Такая модель позволяет провести анализ эффективности использования электроэнергии, определить пути сокращения ее расхода, в том числе на основе совершенствования электропривода и алгоритмов его управления. Данная модель может также включаться в систему регулирования для энергетической оптимизации всего технологического процесса.

Эффективность потребления энергии на насосных станциях ТЭЦ крайне низкая, что обусловлено рядом причин. Первая из них - это несогласованность напорно-расходных характеристик (^-//-характеристик) насосов и сети. Гидравлические параметры, задаваемые теплосетью, ниже, чем те, которые может обеспечить насос при работе в оптимальном режиме. Отсюда вытекает то, что насосные агрегаты работают всегда в зарегулированном режиме с низким кпд.

Вторая причина связана с использованием неэкономичных способов регулирования производительности насосов, среди которых получили наибольшее распространение, из-за простоты исполнения, дросселирование и регулирование перепуском с нагнетания на всас. Оба эти способа связаны с потерями энергии, в первом случае - с потерей напора на дросселирующей задвижке, находящейся на напорном трубопроводе насоса, а во втором случае, с потерями энергии в контуре рециркуляции, т. к. насос перекачивает большее количество жидкости, чем необходимо для подачи в сеть.

Так как один насос не может обеспечить необходимые параметры по расходу и напору, то в основе гидравлических схем ТЭЦ лежит совместная работа насосов. Для поднятия напора насосы соединяются последовательно, а для увеличения расхода - параллельно.

Третья причина кроется в несогласованности ^-//-характеристик самих насосов, особенно при параллельной работе. Вследствие того, что разность коллекторных напоров на выходе и входе параллельно работающих насосов должна быть одинаковой, необходимо одним из методов регулирования совместить характеристики насосов. Иначе насос, имеющий большее значение по напору может "задавить" насос, работающий в параллель.

Необходимость в регулировании расхода и напора, кроме того, определяется следующими обстоятельствами: первое и основное связано с изменением параметров сети, подключением или отключением потребителей, что влияет на сопротивление сети, требуемый напор и расход теплоносителя; второе - сезонными изменениями параметров, определяемыми одним из периодов: отопительным зимним или весенне-летним. Второй период характеризуется меньшим напором и почти вдвое меньшим расходом (только на горячее водоснабжение); третье - незначительными суточными изменениями параметров, связанными с уменьшением отбора горячей воды в ночное время суток; четвертое вытекает из первых трех обстоятельств, когда с изменением напора или расхода необходимо изменить схему подключения теплотехнического оборудования (пароводяных подогревателей и пиковых водогрейных котлов) для изменения температурного режима станций, а также схему и количество сетевых насосов. В результате данной перекомпоновки оборудования изменяется сопротивление сети в пределах самой насосной станции.

И пятое заключительное обстоятельство объясняется наложением на технологический процесс определенных условий, необходимость соблюдения которых диктуется мерами безопасности и надежности работы всего оборудования станции.

Рекомендации по содержанию работы(содержание теоретической и экспериментальной частей корректируется по указанию научного руководителя или по заданию предприятия-заказчика при выдаче задания на выполнение работы) :

Введение

1. Построениеэнергетическоймоделиэлектроприводной насосной станции.

1.1. Общиеположения.

1.2. Описаниетехнологическогообъекта.

1.3. Формированиемоделигидравлическойсистемынаосновеэлектрическиханалогий.

1.4. Регулированиепроизводительностинасосныхагрегатовизменениемскоростивращения.'.

1.5. Особенностипараллельной работы насосныхагрегатов.

1.6. Энергетическиедиаграммыобьек*т'фтгулирования.

1.7. Методикапостроенияэнергеп^йсётсбймоделинасосной станции.

1.8. Выводы.

2. Построениединамическоймоделиобъектавнестационарномрежиме.

2.1. Общиеположения. ФормированиемоделигидравлическойсистемынаосновеуравненияЛагранжа.

2.2. Построениемоделиобъектадлянестационарногорежима.

2.3. Методикапостроениядинамическоймоделиобъекта регулирования.

2.4. Анализ основных нестационарных процессов.

2.4.1. Анализ процессов при нерегулируемом электроприводе насосных агрегатов.

2.3.2. Анализ процессов в случае регулируемого электропривода насосных агрегатов.

2.3.3. Автоматическая система регулирования напора.

2.4. Выводы.

3. Энергетическая оптимизация режимов работы электроприводов насосных агрегатов.

3.1. Определение задачи оптимизации.

3.2. Обзор методов оптимизации.

3.3. Математическая формулировка задачи однокритериального выбора.

3.4. Построение модели энергетической оптимизации режимов работы электроприводов насосных агрегатов.

3.5. Методика энергетической оптимизации с использованием компьютерной модели.

3.6. Выводы.

4. Практическое использование энергетических моделей (на примере насосной станции ТЭЦ-26).

4.1. Моделирование энергетических режимов работы электроприводов насосных агрегатов.

4.2. Моделирование режимов работы электро-механо-гидравлической системы насосной станции в нестационарных режимах.

4.3. Оптимизация энергетических режимов работы насосной станции.

4.4. Анализ энергетических режимов работы электроприводной системы насосной станции.

4.5. Энергетическая оптимизация технологических режимов.

4.6. Выводы.

Расширенный список рекомендуемой литературы:

1. , , Планирование эксперимента при выборе оптимальных решений. М.; Наука, 1976. С. 279.

2. Аршеневский H. H. Переходные гидромеханические процессы в напорных водоводах и агрегатах ГЭС, ГАЭС и крупных насосных станций. /Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук (05.14.10)/ МИСИ им. Куйбышева. М.: 1987. С. 40.

3. Аршеневский H. H., Переходные процессы крупных насосных станций. М.: Энергия, 1980. С.111.