Всем доброго дня.

Предполагается на крупной районной котельной внедрить систему управления сетевыми насосами.
Насосов – к примеру -5 шт. , Q/H=1250/140, 630 кВт с двигателем 6кВ. Предполагается решить вопрос регулировки и задачи общего гидравлического режима для тепловой сети установкой одного частотного регулятора на одном(1) насосе. Каскадная система регулирования оказалась не по карману.

На данный момент режим работы выставляется числом насосов и регулировкой задвижки (задвижек) на нагнетании плюс манипуляциями с перепуском.

Температурный режим котельной поддерживается ступенчато - включением и отключением горелок и в принципе всех устраивает.

Предлагается оставлять в работе определённое количество насосов в базовом режиме и регулировать текущий режим с помощью насоса с частотным регулятором

Поделитесь мыслями или опытом – какой могла бы быть система регулирования, скорее – логика системы.

Пока видится только экспертная система с постепенным заполнением базы данных. Аргументом будет являться данные с датчиков давления на каждом насосе и основных коллекторах котельной. Я участвовал в разработке такой системы около 20 лет назад и в принципе небезуспешно. Правда там была менее мощная гидравлическая система. Ну и экспертные системы на основе Пролога и Лиспа были достаточно развитыми и модными.

А что требуется для сети?
Постоянный расход или постоянный располагаемый напор?
...Или, может быть, напор, увеличивающийся одновременно с расходом?

Спасибо.
Сеть требует давление на подаче при постоянно поддерживаемом давлении в обратном коллекторе. Ну и температурный режим, который как я уже сказал - поддерживается числом горелок на котлах. ПТВМы, в общем.

Не совсем понятно, у вас качественное регулирование отпуска тепла в сеть или количественное? Обратка - статика, подача не должна меняться при постоянной присоединенной нагрузке.

Я бы разделил насосы на две группы: одной группой надо было бы обеспечивать номинальный расход теплоносителя через котлы, а второй группой подмешивать теплоноситель из обратного трубопровода в коллектор после котлов, обеспечивая гидравлику сети. Таким способом обеспечивается снижение гидравлических потерь через котлы, а значит и снижается расхода электроэнергии.

Насосы одинаковые?
Насколько я понимаю, в такой конфигурации можно всего лишь перераспределять расход между управляемым насосом и остальными...

По простому, один насос на частотник, остальные по-вкусу.

Согласен с тем, что насосы должны быть "котловые" (безо всяких частотников) и сетевые:

Спасибо за грамотные ответы
Ну первое - реконструировать трубопроводы и менять схему - слишком накладно. Насосы - только сетевые, качают воду с общего подающего коллектора котлов (их - к примеру 5ть по 50 Гкал/час) в подающие коллекторы котельной. Котловых насосов нет.
Тут вариант один - распределение нагрузки между насосами. На сетевые насосы будут устанавливаться приборы диагностики и сниматься информация по перепаду на насосы, давление на нагнетании, электрические характеристики и т.д. Установлены шайбы на общих выходных коллекторах ну и на каждом котле.
Но как автоматизировать порядок распределения нагрузки между сетевыми насосами, не оснащенными частотником? Как автоматизировать подбор насосов? Конечно, все насосы одинаковые. Но практика эксплуатации да и смысл подсказывает, что общий вклад каждого насоса в задаваемое давление разнится. Тут и разное исполнение, разные сопротивления ну и т.д.
Цель вообще то - какие насосы включать в базовый режим и какое положение задвижек на нагнетании установить (без подбора оператором, ну как бы теоретически), имея задаваемое диспетчером давление в подаче. При условии работы одного насоса в режиме частотного регулирования

Насосы на выходах котлов - такое бывает даже в "крупной районной котельной"?


Зная заданный перепад давления на выводах котельной?
Если теоретически, то для этого нужны характеристики насосов "расход-напор", Kv сопротивлений в контурах котельной и Kv теплосети.

4+1ЧРП

А сила тока у электродвигателей измеряется?

Конечно

Кстати я немного ошибся - только посмотрел схему - насосы работают на единый напорный коллектор перед котлами, далее нагретый теплоноситель поступает в теплосеть ну сути это не меняет



Именно так.

Расчетным путем это сделать можно и нужно. Но хотелось бы создать систему основанную на расчетном и самообучающем принципе работы. В этом то и фишка

По-видимому, нужны будут зависимости "расход - сила тока" и "расход - кпд агрегата"...

Только регламентированные. Да, есть
На какой аппаратной платформе это все можно построить и какая логика построения?
To Ludvig По вкусу - имеется в виду по желанию оператора. Это понятно. Но хотелось бы более точно иметь прогноз по параметрам

Перед тем, как за такое дело браться, надо было убедиться, что оно вообще возможно.
Для этого надо всего ничего: миллиметровка, лекало и нормальный учебник по гидравлике тепловых сетей (например, Е.Я. Соколова).
Рисуете результирующую характеристику работающей группы насосов и определяете, сколько же на необорудованных ЧРП дросселировать нужно.
Правда, для этого и другие данные потребуются: диапазоны изменения расходов и давлений подающей и обратной во всех возможных режимах работы источника.
Надеюсь, что о параллельной работе речь у Вас не идёт.
Тогда немного посложнее всё окажется.
Не факт, что Вам удастся весь диапазон расходов только одним насосом с ЧРП покрыть.
Возможно, придётся и нерегулируемые насосы включать/выключать.
При этом и положении дросселирующих задвижек надо будет менять.
Без участия персонала вряд ли это получится.
Кстати, а экономику данного решения просчитывали?
На частотниках вы сэкономили, а на электроэнергии переплачивать будете.

Полагаю, параметры сети не столь часто меняются, чтоб лепить каскад. Достаточно вывести параметры сети оператору, пусть сам решает. Коммутацию частотника с каждым насосом лучше не предлагать, электрики станут неадекватными.

Думаю, что с тремя насосами разобраться несложно.
Можно построить "поверхность" из зависимостей "расход насоса - потребляемая мощность". Можно - семейство характеристик, например так:
"у насоса с частотником расход 100 м3/ч; строим график мощности, потребляемой двумя обычными насосами при изменении перераспределения между ними оставшегося расхода",
"у насоса с частотником расход 200 м3/ч; строим график мощности, потребляемой двумя обычными насосами при изменении перераспределения между ними оставшегося расхода",
...
"у насоса с частотником расход 1200 м3/ч; строим график мощности, потребляемой двумя обычными насосами при изменении перераспределения между ними оставшегося расхода".
Дальше нужно выбрать вариант наименьшего потребления мощности.
Если расходы воды у насосов не измеряются, то по найденным рабочим точкам нужно определить силу тока у обычных насосов. Затем выставить её путём пошагового поочерёдного открывания выходных задвижек.

Как быть с пятью одновременно работающими насосами - не знаю...

Для того насоса, который будет с ЧРП на векторнолм принципе - даже не стоит терять время такие кривые строить.

Спасибо. Буду думать

Согласен.
Тем более, что для сетевых насосов векторное управление на*** не нужно. Да и строить кривые я предлагал для "обычных" насосов.

Для всех насосов строить характеристики можно и нужно.
Надо только не забывать, что у насоса с ЧРП при изменении частоты характеристика изменяется эквидистантно.
В результате, при уменьшении оборотов например, нерегулируемые насосы могут уйти за пределы рабочей зоны и надо будет поджать напорные задвижки.
В графическом виде это всё прекрасно видно.

Кстати, надо не забывать и о некоторых других моментах.
Типа давления за котлами.

Чёт много науки Нужна статистика - какой расход воды в сеть за определённый период (например, за год, в разные времен года). И это расход поддерживать (задавать и регулировать)
ЗЫ. Рубен, если не секрет, черкни в личку (или звякни), где это 6кВ на насосах? Может мы у одной кормушки?

Расход сетевой воды источником не задаётся и не регулируется.

это (походу) теплосеть. В случае если для проведения работ отключается-подключается дом (дома), меняется сопротивление и ДАВЛЕНИЕ. а расходом это можно регулировать

А по какому ходу?


Вы уже так делали?
Что в таких случаях используется в качестве "генератора расхода"? Сетевой насос, управляемый частотником по расходу?

В таких случаях человек крутит задвижку за сетевым насосом. И(теоретически) меняет расход, развиваемый эти самым нсосом

Всё понятно. А то я уж думал, что услышал "новое слово" в теплоснабжении...

Поясняю: никаким кручением задвижки расход не определяется.
Расход определяется только потребителями.
Сколько им надо, столько они и возьмут.
Включение/выключение дома - хороший этому пример.

Мы говорим об одном и том же. Реально каждое утро диспетчер тепловых сетей задаёт то или иное давление в коллекторах. Машинист со щита манипулирует задвижкой на нагнетании насоса ну или по месту. Изменение давления за ночь связано с изменением потребления (или перераспределением) теплоносителя в сети.

To Valiko Привет,Серёга. Наверное у одной. Позвоню позже. А лучше встретиться

если это система с открытым водоразбором, то там расход воды сильно меняется в течение суток - есть утренний и вечерний пики. насосы обычно регулируют по давлению в подающем коллекторе. по-моему вам надо систему управления делать на поддержание постоянного давления в подающем коллекторе.
логика примерно такая: например утренний пик водоразбора, работают 5 насосов, ведущий насос с ЧРП. затем водоразбор начинает снижаться, давление в коллекторе начинает расти, ведущий насос снижает частоту и доходит до нижнего предела допустим 20 ГЦ. давление все равно растет, надо отключать один из ведомых насосов. у ведомого насоса начинает закрываться задвижка на напоре, ведущий насос увеличивает частоту и поддерживает заданное давление. в идеале надо прийти к тому чтобы не приходилось насосы регулировать арматурой а только ЧРП. хватит ли одного ЧРП - покажет практика. возможно получатся скачки давления при включении/отключении ведомого насоса.

Теоретически так, но как Вы обеспечите работу ведомых насосов без перегруза при снижении оборотов ведущего насоса?
Может быть и повезёт, а может быть и нет.
Это от характеристики насоса зависит.
И просчитать такую возможность надо заранее.

To lentyai Нет, система закрытая
Но тем не менее Ваша логика ясна и понятна. И вполне применима в случае системы закрытой системы. Особенно для случаев, как требует Зак, аварийных ситуаций
Только ведомых насосов - к примеру - три или пять. В какой последовательности и какой сначала включать?
Мне кажется, что АСУ должна хотя бы в режиме совета оператору подсказать, номер включаемых насосов и процент открытия задвижки на нагнетании насоса

И при закрытой системе, если потребители на 100% автоматизированы, возможно двукратное изменение расхода в течении суток.

В перспективе на этом объекте - да.

Чисто - ради трепа. Пролетарским мышлением давно усвоил, что внося изменения в систему сделать сразу "и вкусно, и красиво" получается в 2 случаях из 100.
Должна быть приоритетная задача, в угоду которой можно пренебречь издержками. Если сеть тепловая, я бы ориентировался не на давление в одном из коллекторов, а на перепад. Комбинация из четырех насосов создает избыточный перепад, а насос с частотником через обратный клапан корректирует перепад перекачкой из подающего коллектора в обратный по двум датчикам давления поддерживая заданный перепад. При уменьшении частоты вращения до 20 Гц один из находящихся в резерве ведущих насосов выключается при увеличении частоты корректирующего насоса до 52 Гц - один из работающих выключается. При этом насос с частотником будет работать непрерывно, а "ведущие" подключаться и отключаться. Сделать это - как два пальца..., но будет небольшой перерасход по электре, зато постоянный перепад при меняющейся абсолютной величине давления в сети. В любом случае - Вам виднее на месте.

Ещё раз.
Вы перегрузите нерегулируемые насосы.
Разберитесь с результирующей характеристикой параллельной работы регулируемого и нерегулируемых насосов.

В этом случае в базе данных системы должны быть характеристики работы насосов, и регулируемых и нерегулируемых, и все возможные комбинации работы таких насосов и давлений в коллекторах на выходе. Расчётом это сделать весьма сложно.

Я ещё раз хочу поделиться мыслью по поводу самообучающей системы, в которой такие расчётные комбинации есть плюс возможность пополнять в течение работы системы.

Зачем? Если регулирование каскадное, то подключение и отключение насосов можно реализовать даже через программируемое реле, оснащенное частотным входом на который идет выходной сигнал с частотника корректирующего насоса оснащенного ЧРП. Функция же поддержания перепада давлений в коллекторах по двум датчикам давления - тоже стандартная. Будет тупо отключать и подключать насосы в каскад без интереса к их характеристикам. Сигнал каскадного переключение - изменение частоты во время коррекции перепада. Лень просто, можно было бы повозиться с программированием, но занят и ленюсь.

"Покажет практика" - это не инженерный подход.
А это - инженерный:

Рызюме: Должен быть контроллер, к которому подключено управление всеми насосами, датчики и какой-то, предварительный алгоритм. А алгоритм - всегда можно изменить

Меня как-то нанимала контора сделать проекты, чтоб ставить частотники на ТЭЦах. Примерно такой же подход. В результате гнали наладчиков ссаными тряпками оттуда, там не только были сетевые насосы, но и вентиляторы. Намек понятен?

Ещё раз.
При уменьшении оборотов регулируемого насоса остальные насосы загружаются.
Дойдёт ли дело до перегруза, зависит от их характеристик.
Если просто перегрузится двигатель, то это ещё полбеды.
При перегрузе возникает кавитация.
Со всеми вытекающими.
Всё надо просчитывать заранее.
Впрочем, пообщавшись малость с нынешними проектировщиками, я понимаю, что слишком много хочу.

Если Вы о том, что я написал - то ошибаетесь. При уменьшении байпасирования коллекторов через регулирующий насос - насосы разгружаются по току. Подумайте еще раз. И при чем тут кавитация? при работе на закольцовку вокруг котлов посредством регулирующего насоса вероятность кавитации только уменьшается, в отличие от дросселирования задвижками.

Похоже, что Вы имели дело только с отопительными циркуляционными насосами, но не с энергетическими.
Кавитация при перегрузе съедает рабочее колесо "на ура".
За счёт локальных разрежений при больших скоростях потока. Дросселирование тут не при чём.
Почитайте что нибудь из книг Малюшенко.
В здешней библиотеке я ничего не нашёл.
Также почитайте о параллельной работе, попробуйте построить результирующую характеристику и поиграться с изменением частоты одного из насосов.
То, что при уменьшении частоты вращения одного из насосов другие загружаются больше, прекрасно видно из результирующей характеристики.
Но это очень в большой степени зависит от характеристик самих насосов.
Чем более она "крутопадающая", тем больше эффект.
Что касается тока...
Никогда не приходилось наблюдать, как насосы "бьются в судорогах", перепад не выдают, а по току ну совершенно не загружены?
Что при этом делать надо просто знать, в учебниках об этом не пишут.

Не знаю ничего об "энергетических насосах". Всегда по другому их классифицировал. Насосы ТЭЦ и подстанций 500 кВт (6 kV) - самые распространенные уровня ТЭЦ (250 кВт) - уже котельные и пр. Причем тут параллельная работа? Мы о разном говорим. Вся подпитка на ТЭЦ регулируется исходя из превышения точки кавитации подержанием давления на всасе. Этим занимался. Книжки читать, чтобы разубеждать в себе то, что узнал за много лет на практике - садомазо.

Не, намек не понятен. Подход к регулированию тягодутьевых и насосов при помощи частотников - безусловно разный.
Я же говорю о предваотьельоном алгоритме.
Что сам не делал, того не знаю

Учиться никогда не поздно.
А насосы "энергетическими" тот же Малюшенко называет.
Подпитка тут не при чём.
Речь о кавитации при выходе за пределы рабочей зоны и перегрузе насоса.
Если Вы считаете, что всё знаете, то это по меньшей мере наивно.
Кстати, о принципах параллельной работы у того же Малюшенко в различных его книгах очень доходчиво объясняется.

При чем тут параллельная работа? Учится мне нравится. Я Вам про переучивание. Поздно мне.