Уфф..Нашел статью! kramtp.info/UserFiles/file/art/auto/082-085.pdf

Разве возможно на подачу более 1200 м3/ч в КНС применять емкость 60 м3? - это менее 3 минут

Статья в принципе правильная (если не брать в расчет полную путанницу в терминологии и то, что на последней странице абзацы про моделирование работы насосного агрегата - полная глупость).

Для Вашего случая исходя из этой статьи ПЧ не нужен т.к. динамическая составляющая напора у Вас минимальна (менее 1 метра)). Посмотрите рисунок 5 статьи - Ваша зона на соотношении напоров около 0,05.

Все рассуждения статьи, несмотря на ссылку на КНС, относятся только к чистой воде т.к. не учитываются заиливание при низкой скорости и повышенный абразивный износ при высокой.

Если Вам действительно интересно разобраться, то посмотрите главу про ЧП из книги Березина С.Е. Насосные станции с погружными насосами. Хотя там тоже есть спорные моменты.

Утрируем. Берем к примеру что на кнс пришло за 1 час 200 м3/ч. Понятное дело столько же и откачать надо на 320 м дальше по Ду 300.
Определяем, что нам интересно только два режима- вкл/выкл на номинале насоса и от ЧП по уровню.
1. Вкл/выкл насоса с ном. 380м3/ч. Работает с перекурами. Гонит по трубе с расходом 380м3/ч (номинал насоса с данным трубопроводом). Предположим 50 Па/м выходит. За час откачал в таком режиме 200 м3/ч.
2. Работа от ЧП. С постоянной скоростью откачал таки за час эти 200м3/ч. Предположим 15 Па/м выходит.
Объем воды, высота подъема, период времени в разных режимах один и тот же.
Разные гидравлические сопротивления трубопровода, разные КПД одного и того же насоса.
Вопрос: В каком режиме расход электроэнергии будет меньше?

Дак ведь 1200 м3/ч в КНС приход и столько же откачивает. Уровень не особо меняется. Раньше стояли 3 насоса по 250кВт.

1. Вкл/Выкл. Насос работает чуть более получаса (0,52 часа). Подача 380 м3/ч. Гидростатический напор - 8 м, Динамический напор - 4 м, КПД насоса - 80%.
Потребление электроэнергии составит: 380*(8+4)*0,52/367/0,8=8,076 кВт
2. Постоянная работа от ЧП. Подача 200 м3/ч. Гидростатический напор - 8 м, динамический напор - 1 м (это в 4 раза меньше чем по 1 варианту ) . КПД насоса - 40%
Потребление электроэнергии составит 200*(8+1)/367/0,4=12,262 кВт и это без учета потребления электроэнергии самим ЧП.
Кроме этого следует учитывать, что при постоянной работе на 26Гц будем иметь недостаточное охлаждение мотора и недостаточную смазку (охлаждение) сальника со всеми вытекающими отсюда последствиями.

Как смело и решительно вы сделали 40 % КПД.
Насчет охлаждения несогласен. Если при 40Гц ток уменьшается в 2 раза от номинала, то и тепловыделения соответсвенно(факт другой КНС которая уже работает).
Меня так и подбивает увеличть фактическую динамическую составляющую. Прикинул вчера, что как минимум (наблюдаемые визуально) повороты на 90гр отводы в кол-ве 9 шт. присутствуют на коллекторе. Очень хочу замерить гидростатический напор, но так как трубопровод то вверх то вниз, это будет проблематично(я ведь не могу знать как он идет там за ЖД путями, в земле закопан)

Дайте марку насоса - увидите конкретный КПД. Думаю что ошибся очень не сильно и веротней всего это даже завышенное значение.

Тепловыделение - это мощность, а не ток. У Вас там еще напряжение меняется при использовании ПЧ. При переходе с 50Гц, на 40 Гц подача уменьшится на 20% и мощность (тепловыделение) никак не уменьшится в два раза).
У Вас получается не 40 Гц, а 26. Вместо 1500 об/мин имеете 780 об/мин. Вентилятор на моторе справляется на пределе. Так же нужно посмотреть конструкцию сальника и наличие там разгрузочного кольца. Если это насос СМ, то такое число оборотов - тоже почти на нижнем пределе. Если же мотор на 750 об/мин, то вообще беда.

Цифры по напорам Ваши (12 м и 8 м) - остальное арифметика
Если трубопровод идет то вверх то вниз, то к изменениям напора (применение ПЧ) нужно относится еще осторожней. Нужно просчитать весь пьезометр, чтобы исключить разрыв струи (кавитацию) в верхних точках.

Кстати при использовании ПЧ моторы свыше 75 кВт (разные производители дают различные значения - в частности Сименс свыше 100 кВт) должны иметь специльные (изолированные) подшипники или необходимо предусматривать заземление вала мотора.

Добавлю для конкретики - токи замеряю на входе в преобразователь частоты, а не на выходе с ПЧ.

Интересно, а есть случаи, где СМ250-200-400 55кВт (или другой отечественный аналог) работает в прерывистом режиме по 30 раз в час стоп/пуск? Есть ли тут практики?

Это насос с одноканальным рабочим колесом.
При 380м3/ч КПД насоса с мотором - 60.
При 200 м3/ч КПД насоса с мотором - 49,8, КПД частотника 97

Потребление электроэнергии составит: 380*(8+4)*0,52/367/0,6=10,77 кВт

Потребление электроэнергии составит 200*(8+1)/367/0,498/0,97=10,15 кВт

У этих насосов допуск по КПД (в соответствии с ISO 9906) (минус 7%) значит фактическое КПД может оказаться не 49,8, а 46,3. Тогда потребление составит 10,92 кВт




30 раз в час и для импортных насосов запрещено. По Вашему насосу S1.100. ... по моему 15 и при полном погружении до 20.
Насосы СМ (до 100 кВт) в таком режиме работают на большом количестве КНС. При наличии плавного пуска и более мощные работают. Допустимое число включений-выключений в час для разных моделей СМ от 8 до 10 раз.

Откуда данные по 49,*8? Вы взяли точку на линии при частоте вращения 1500?????



30 раз в час и для импортных насосов запрещено. По Вашему насосу S1.100. ... по моему 15 и при полном погружении до 20.
Насосы СМ (до 100 кВт) в таком режиме работают на большом количестве КНС.

Ни на одной в округе и конкурентов КНС в прерывистом режиме не работают такие насосы. Ду 200 обратный шаровый клапан слышали как опускается? Хотя у них(конкурентов) - всё так же задвижками рулят.


При наличии плавного пуска и более мощные работают. Допустимое число включений-выключений в час для разных моделей СМ от 8 до 10 раз.

Вы когда сравнивали стоимость под конкретную мощность плавного пуска и стоимость частотного привода на насос считали критичной разницу в стоимости?

49,8 - цифра из программы подбора этих насосов при подаче 200 м3/ч

Не понимаю что вы подразумеваете про конкурентов?
У Вас ещё естьвопросы про применение ЧП на а КНС? Как считать Вы теперь знаете. Как влияет соотношение статики и динамики тоже понимаете. Необходимость учета скоростей в трубах теперь тоже Вам понятна. Влияние низких оборотов на работу мотора и насоса тоже обсудили. Ещё не затрагивали NPSH, но в данном случае это не критично.

Целесообразность применения ЧП должна обосновываться технико-экономическими расчетами. Эксплуатацией, шеф-монтажём и пусконаладкой насосов занимаюсь уже очень давно. С положительными результатами внедрения ЧП на КНС (если рассматривать вопрос комплексно, а не только киловатты) сталкивался очень редко (даже скорей всего ни разу)..

Да не 40%!!! А 65%, а может и выше! Нельзя пользоваться только зависимостью кпд при частоте 50Гц

Вот правильные характеристики. Производители насосов их чаще всего не дают!

Моё отличие от теоретиков (не имею ввиду присутствующих в нашей беседе), что эффективность перехода канализационных станций на работу с частотным приводом я начал не с изучения форумов, а с самостоятельных расчетов. Точнее с поиска ПРАВИЛЬНОЙ методики определения получаемых в результате снижения частоты вращения, характеристик на насосе, работающем на сеть с сопротивлением.
К своему удивлению обнаруживал множество статей и примеров, где при проведении повторных расчетов с представленными данными, цифры не сходились с автором. 30% работ на эту тему не разделяли мощности на валу двигателя (отображаемую на отечественных характеристиках) и мощности потребления двигателем. Ошибки в формулах по части подставления представленных авторами данных встречались еще в 10%. Большинство расчетов оставшихся сводилось к известной диаграмме об эффективности ЧП относительно режима дросселирования.
Расчеты в основном представлялись продавцами ЧП или размещались на сайтах производителей для расчета эффективности окупаемости.
Использовать просто нам всем известные формулы подобия в реальной ситуации неоправданно, т.к. они не учитывают что на выходе с насоса есть статическое и динамическое давление. У Лезнова «Энергосбережение и регулируемый привод» это всё подробно описано с 42стр.
Сняв характеристики (напор, токи) работы существующих насосов на КНС (2шт. СМ250-200-400б/6(55 кВт) и 1 шт. СМ250-200-400/4 (с двигателем 75кВт и (!) n=980 об\мин) в разных режимах и параллельной работы, построил кривую сети и статическую точку начала данной кривой. Наложил паспортные насосов. Замеры снимал только при полностью открытых задвижках. Методом формул подобия с обязательным обратным пересчетом и проверкой полученных точек на линии реальной сети с обязательным попаданием на рабочую характеристику при номинальных оборотах построил характеристики при разных расходах. Как я уже и писал – у нас не бывает на данной КНС нулевого прихода стоков. Расходы меняются постоянно и безступенчато. Переводить насосы СМ на режим вкл\выкл по уровню реально опасался. Обратные клапаны Ду 200 с таким грохотом закрываются, что реально беспокоишься за целостность в дальнейшем трубопроводов. Режим вкл\выкл существенно добавит работы по муфтам МУВП. Снизит надежность однозначно и насосного агрегата в целом. Двигателя не новые и переживали в своей жизни затопы, перегревы и пр. Ранее проводили на другом предприятии работу по сравнению плавных пусков и ЧП. Плавные пуски дешевле максимум на 20%. Но по времени пуска сильно ограничены и не идут в сравнение с ЧП и с их возможностями по настройке. Применять один плавный пуск на три насоса – добавлять коммутационную аппаратуру в большом количестве. Три плавных пуска на три насоса – несущественно дешевле 3 ЧП.
В общем рассчитал экономию исходя из существующего дроссельного регулирования (токи машинисты писали в журнал ежечасно) на разных расходах. Раскидал расходы по дням в году (весной больше, летом меньше, август минимум). Благо журналы велись всегда и во все годы. Ни чего за уши не притягивал. Боялся ошибиться со сроком окупаемости, ибо это была проверочная работа для принятия меня на нынешнюю работу. Отвлекусь от темы: проводил аналогичные расчеты по 1 подъему по аналогичной методе. Купили ЧП без щита. Сравнивалась электроэнергия за прошлые годы по аналогичным месяцам. 1кВт – 7,5 руб. (есть такие цены в РФ (( ЧП с комплектующими окупился за 20 дней. Насосная 1 подъема не позволяет строить цепочки насосов на разные суточные расходы. Надо место и под резерв. Как никак город живет и прокуратура не дремлет. Да и насосная не наша.
В общем не тянулся за сроком окупаемости коротким, а считал из наименее выгодных нагрузок по стокам. 1 год с копейками вышло. Вложили 700 тыр. на 3 ЧП со щитом. Сами ставили. Сами налаживали со специалистом. Работает. Двигателя на 40 Гц теплые (38 гр.С) . Так как данных за полный месяц еще нет – сложно сказать. Но уже расход в кВт упал. Только на 7% больше чем в июне. А сейчас и таит снег и горячая вода в городе (у нас летом гор. воды нет). Не знаю сколько бы было в режиме вкл\выкл. Но как тут приводил формулы Аркадий – динамическая составляющая кардинально влияет на кВт. И для насоса важно, как сеть сопротивляется при 100 м3\час или номинальном 500м3\ч расходе.
Очень много теоретиков пишут, что ЧП не выгоден на КНС. Не считали потому что. Законы гидравлики не отменяются от вида жидкости. Хоть лимонад, хоть нефть – переменный расход выгоднее с изменяемой частотой. Аркадий, не верно определять КПД на другой частоте исходя из требуемого расхода по нагрузочной при номинальной частоте вращения (даже если это программа на сайте производителя). Не верно. Заметил часть статей о неэффективности ЧП на КНС от продавцов плавных пусков и они их плодят. В том числе и в сообщениях на данном форуме. Нельзя думать, что насос можно регулировать до 10-15 Гц. 35 Гц- это наверное минимум. Дальше кавитация и прочее по ф.Муди.
Руки еще не опускаем. Будем ремонтировать насосы и менять уплотнения. На другой КНС регулировка зазора в щелевом уплотнении (с 5 мм(!) до 1 мм) – дала 15% снижение расхода электроэнергии. Будем ставить везде манометры с разделителями мембранными. На другой КНС с погружными мне еще нужно доказать руководству, что это не коррозия съела крылатку и корпус, а банальная кавитация. На нижнем уровне стоки такие хороводы крутит вокруг насоса! Много работы по изменению подхода к насосному парку. И они все воспринимаются с бооольшим сомнением.



Это аналогичные компании, оказывающие услуги водоснабжения и водоотведения в соседних городах и тянущие порой руки на нашу грядку

Это не так. Существуют однозначные формулы пересчета через коэффициент быстроходности. КПД центробежного насоса не может стать больше при сниженииоборотов по сравнению с вариантом дросселирование при одних и тех же подачах - это из сути природы работы центробежного колеса. Это КПД конечно отличается, но только в сторону снижения. Можете попробовать пересчитать через коэффициент быстроходности. В расчетах по экономике часто для упрощения берут значения от номинала (т.к. Я считал), в итоге получаются цифры по КПД на 0,2-0,5% даже выше. Все производители насосов имеют некоторые ограничения по мощностям испытательных стендов. Например на одном из заводов в России есть небольшой испытательный стенд с нагрузкой 600 кВТ, а насосы выпускают до 2,5 МВт. Все испытания проводят больших насосов проводят при пониженной частоте, а в каталоги дают пересчитанные характеристики.

Присмотрелся внимательно к рисунку. Он совсем не правильный. Подача насоса пропорциональна числу оборотово. Если уменьшается число оборотов с 1500 до 1400, то подача уменьшится пропорционально, а именно на 6,7%, а ни как не в два раза.

Формулы подобия относятся только к характеристикам насоса. Гидростатический и динамический напоры - это характеристики системы. Пересечение характеристики сети и характеристики насоса - рабочая точка. Никаких ждругих формул для пересчета характерисчтик насоса не существует. Зависимолсть подачи и напора нцентробежного насоса от числа оборотов однозначна.

Есть еще второй способ - расчет через коэффициент быстроходности. Там значения КПД получаться чуть чуть ниже. Все практические измерения КПД как в лабораториях так и на обьектах однозначно потдверждают результаты расчетов.

Дак с этим то ни кто и не спорит. Суть моей поправки была в том что вы определили КПД при 200м3\ч по нагрузочной характеристике при 1500об\мин. (то есть дросселированием получить такой расход). Я же говорю о получении 200 м3\ч посредством снижения оборотов и следовательно для определения КПД насоса работающего на другой частоте нужно пользоваться формулами подобия, а не просто взять КПД при 1500 об\мин при расходе 200м3/ч.

Я как то находил результаты лабораторных работ с замерами (политех вроде). Брался насос, ЧП, и все замерялось. Щас наверное уже не найду, но постараюсь. Просто сомневаюсь, что Лезнов и пр. ошибаются в том, что при снижении частоты вращения КПД насоса по результатам лабораторных работ не сходится с методической частью. Просто тупо не сходится и формулы по перерасчету КПД выкидывать в урну надо.
График верный. Он правильно показывает что принцип дросселирования экономически неэффективен. Что выгоднее регулировать частотой, ИБО КПД насоса в данном случае будет выше. Аркадий, вы правильно говорите о формулах. Но делаете кардинально другие выводы, которые идут в разрез воообще с практикой применения изменения числа оборотов. Неужели вы думаете, что все преподы, которые нам вбивали в голову науку - абсолютно ошибаются? Весь мир пользуется ЧП, имеет снижение затрат. И все ошибаются?
Аркадий, прошу извинить меня, если я не прав. Но мне кажется, что вы никогда серьезно не просчитывали конкретные варианты применения ЧП. Вы несомненно занимаетесь темой насосов, их гидравликой и системами трубопроводов, резервуарами и т.д. Но расчеты по применению ЧП вы не производили. Иначе таких бы ошибок не писали. И график бы узнали.

Да согласен, что ошибка, вместо 1500 должно стоять 2800. Суть всё равно верна.
Вот правильные универсальные характеристики. Пунктиром показан максимальный кпд при различных частотах вращения.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Если Вы всмотритесь в рисунок, то поймёте, что пунктирная линия - это парабола соответствующая характеристике сети для нулевого гидростатического напора. Именно поэтому в системах теплоснабжения при количественном регулировании ЧП эффективен (при регулировании КПД в рабочей точке практически не меняется). Если Вы нанесёте на этот рисунок какую либо фактическую характеристику сети с не нулевой статикой, то увидите как для этогонасоса меняется КПД в новых рабочих точках при изменении частоты.


С графиком разобрались. Возможно Вы меня не правильного поняли. Я не против ЧП, а только за то чтобы его не использовали бездумно где надо и где ненадолго. Пока исходя из цифр которые Вы давали ЧП как раз не эффективен. Но возможно в цифрах ошибки. Я так и не понял как при номинале насоса 380 м3/ч и необходимости иметь 200 м3/ч у Вас получается частота 40 Гц? Вы писали про большую работу по обследованию этой КНС и расчётам вариантов. Было бы интересно ознакомиться т.к. Именно обследованиями насосных и как раз расчетами по применению различных вариантов реконструкции и оптимизации занимаюсь последние 17 лет.
Да и ещё подскажите пожалуйста какие ошибки я написал?

Частотное регулирование это хорошо, но как обеспечить при этом самоочищающие скорости прохождение стоков в коллекторе?
Обычно напорный коллектор считают на 100% подачу и насосы на 100%, выбирают скорость что-то типа 0,8-0,9м/с, частотник будет по большей части на 50% работать, т.к. пиковый сток это обычно несколько часов в сутки, будет скорость 0,3 м/с все сутки "накидает" туда шлама и все...

Совершенно верно. Нужно еще учитывать, что все проектные расчеты для КНС ведуться на две напорные трубы

Коллега, до этого лет тридцать работали при этих же расходах в коллекторе. Сейчас это обеспечивается ЧП, а раньше дросселированием. РАСХОДЫ ТЕ ЖЕ. Ремонтировали стальной коллектор местами. Вскрывали. Ничего такого как заложения коллектора песком небыло. Не знаю как у других. У нас нет.

380м3\ч и 200 м3\ч - это был разговор про КНС которая работает сейчас вкл\выкл. И утрировал пример по ней.
40 Гц - это большая КНС которая сейчас работает. В некоторых беседах это спутывалось и я не указывал на это.

А насчет выложить свои расчеты - буду думать. Здесь Лезнова, Березина и других хают на форумах диванные критики. А меня то уж и подавно. Хочется поделится, но с человеком который занимался расчетами применения ЧП на насосных станциях любого предназначения. А ему то как раз мои расчеты и не нужны будут.
Аркадий, я уже писал вам, в чем вы ошибались и похоже не заметно для себя:
1. Определили КПД с 200м3\ч при работе на меньшей частоте по линии с номиналом 1500 об\мин. Кардинальная ошибка, говорящая, что ранее вы не считали по формулам подобия на отличных, от номинала частотах.
2. График (который вы не узнали), показывает разность получаемых КПД при подходе с дросселированием и работой с меньшей частотой вращения. Такими графиками (другие цвета, другие буквы, чуть не те загибы и другие частоты) заполнены все постулаты по ЧП. Абсолютно Все. Если бы КПД насоса с меньшей частотой вращения был бы меньше чем КПД того же насоса в режиме дросселирования(!) - ни кто бы никогда бы не применял гидромуфты, вариаторы, частотные преобразователи для уменьшения энергопотребления. Повторяю никто.

Заметьте, что я не участвую в беседах с критической оценкой расчетов кавитации и пр. Потому что мои знания там поверхностны и минимальны. Я этим не занимался. Применением ЧП, обслуживанием, расчетами, пуско-наладкой и передвижением по столу к глазам руководителя бумажных счетов за электроэнегрию - вот этим я занимался. Есть места, где ЧП не окупится за 2 года. Это еще долгавато. Есть где вообще ЧП не стоит ставить. А просто тупо вкл\выкл. Я не за всеместное применение ЧП.

Поясните, что-то у меня в голове не сходится. Как дросселирование на КНС можно заменить частотным регулированием с одними и теми же расходами?
Дросселирование в КНС, я как понял, хотя с этим не сталкивался, делают для создания дополнительного "подпора" на линии из-за того что насосы по гидравлике коллектора неправильно подобраны и при полностью открытой задвижке рабочая точка куда то улетает.
Или только пуск насоса, когда он настолко мощный, что включать надо на закрытую задвижку на напорной линии которая постепенно открывается. Тогда частотник если только для этой цели, то равно будет молотить на 100%.
Я имел ввиду частотное регулирование по уровню воды в приемной камере, скажем нижний уровень 40% средний 70%, верхний 100%, и в этом случае надо коллектор проверять на 40% для исключения заиливания.

1. Я правильно определил КПД. И именно этот способ верен. Как уже писал есть второй способ - это расчет через коэффициент быстроходности. По этому способу расчеты по КПД будут еще ниже. Если Вы знаете третий способ, то прошу поделиться информацией.
2. Я Вам писал, что не узнаю график? Я написал, что он не верный и это очевидно из цифр приведенных на нем и сделанных на этом основании выводов. Если же в этот график поставить фактические (правильные) цифры, то он сразу покажет ... (см.п.1. этого сообщения).

Это азы применения ПЧ. Нанесите на график выложенный "По самые по..." характерстику сети - увидите значения КПД при разной частоте и сравите их с этими же значениями при дросселировании.