ЖУРНАЛ «СТА» №3/2005

82 СТА 3/2005 www.cta.ru В ВЕДЕНИЕ Вокруг вопроса эффективности применения частотнорегулируемого электропривода на канализационных насосных станциях (КНС) не один год идут споры. Многие считают, что уста- новка преобразователя частоты эко- номически невыгодна, ввиду его срав- нительно высокой стоимости и, как следствие, длительного срока окупае- мости. Поэтому они являются сторон- никами проверенного повторнократ- ковременного режима работы насос- ных агрегатов. Их оппоненты придерживаются противоположной точки зрения, по- лагая, что применение частотного ре- гулирования экономически выгодно во всех случаях, а срок окупаемости при этом сравнительно невелик. Существует также мнение, что аль- тернативой частотному регулирова- нию при средних нагрузках (расходах) является просто грамотный подбор насосных агрегатов. Как показывает опыт, универсаль- ного решения пока не существует. Целью данной статьи является по- пытка определения критериев для оценки эффективности применения частотного регулирования. Э НЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПОТЕРИ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ СЕТИ Энергетические потери гидравличес- кой сети, или потери напора, являются ключевым критерием при определении эффективности частотного регулиро- вания. Рассмотрим упрощённую тех- нологическую схему КНС (рис. 1). Ос- новными элементами схемы являются: задвижки Зд1, Зд2, Зд3, приёмный ре- зервуар ПР, насосный агрегат НА и на- порный коллектор НК длиной L нк . Выделим основные технологичес- кие параметры: Н п – напор, создаваемый уровнем в приёмном резервуаре на входе насос- ного агрегата; Н на – давление, создаваемое насос- ным агрегатом; Р н – давление за насосным агрегатом; Р вых – давление на выходе напорно- го коллектора; Q сток – расход стоков, поступающих в приёмный резервуар; Q вых – расход стоков, перекачивае- мых насосом НА. Кроме того, можно выделить: Δ Н ст. нк – перепад высот напорного коллектора; Δ Н дин. нк – динамические потери да- вления в напорном коллекторе. Стоки с расходом Q сток поступают в приёмный резервуар ПР. Далее стоки с расходом Q вых перекачиваются насо- сом НА через напорный коллектор. Энергию для перекачивания стоков (полезную энергию) за определённое время (например, за час) можно опре- делить как произведение массы стоков на геометрическую высоту подъёма за вычетом давления, создаваемого уров- нем в приёмном резервуаре Н п : W сток = ( Δ H ст. нк – H п ) · Q сток · g , (1) где g = 9,8 м/с 2 . Здесь и далее параме- тры, соответствующие напору или да- влению (потере давления), выражены в метрах водяного столба. Расход поступающих стоков носит переменный характер и зависит от мно- гих факторов: времени года, дня неде- ли, времени суток. Производитель- ность насосного агрегата рассчитывает- ся на максимальный расход с запасом, поэтому расход Q вых больше Q сток . В ЗАПИСНУЮ КНИЖКУ ИНЖЕНЕРА Эффективность применения частотно-регулируемого электропривода на канализационных насосных станциях Александр Козлов Q сток ПР НУ ВУ НА НК НК Р вых Δ Н ст. нк Q вых Δ Н дин. нк Δ Н дин. нк L нк Р вых L Н п Δ Н ст. нк Н п + Н на Н H на H на Р н Р н Н’ п Н п 3д3 3д1 3д2 Условные обозначения: Зд1, Зд2, Зд3 — задвижки; ПР — приёмный резервуар; НА — насосный агрегат; НК — напорный коллектор; ВУ — верхний уровень; НУ — нижний уровень. Рис. 1. Упрощённая технологическая схема КНС