Разработке автоматизированной системы управления насосной станцией в системе теплоснабжения

А?датпа

      Б?л дипломды? жоба жиілік т?рлендіргіші к?мегімен сор?ы станциясын бас?аруды? энергиялы? тиімді ж?йесі жасалатын, жылумен ?амтамасыз ету ж?йесінде сор?ы станциясын автоматтандырыл?ан бас?ару ж?йесін жасау?а арнал?ан. Б?л ж?мысты орындау барысында ?дебиеттер к?здеріне талдау жасалынды, реттеу объектісіні? математикалы? моделі ??рылды, WinCC ж?йесінде визуалдау жасалынды. ?міртіршілік ?ауіпсіздігі шаралары ?арастырылды ж?не экономикалы? б?лімінде жиілік т?рлендіргішіні? эксплутациялы? шы?ындары есептелінді.

Аннотация

      Данный дипломный проект посвящен разработке автоматизированной системы управления насосной станцией в системе теплоснабжения, в которой разрабатывается энергоэффективная система управления насосной станцией с помощью частотного преобразователя. В ходе выполнения данной работы проведен литературный обзор, разработана математическая модель объекта регулирования и в системе WinCC разработана визуализация. Были рассмотрены меры по БЖД и сделан расчет эксплуатационного расхода частотного преобразователя в экономической части.

Annotation

      This graduation project is devoted to the development of an automated control system for a pumping station in the body supply system, in which an energy efficient control system is developed using a frequency converter. In the course of this work, a literature review was conducted, a mathematical model of the control object was developed, and visualization was developed in the WinCC system. Measures for the safety of vital functions were considered and the calculation of the operational consumption of the frequency converter in the economic part was made.























5

Содержание

Введение…………………………………………………………………..…8

1 Обзор систем централизованного теплоснабжения зданий…………….9

1.1 Назначение и виды насосов…………...……………………………10

1.2 Насосная станция……………………………………………….…..12

1.3 Особенности тепловой вяющипенлфкторасети и насосной станции xтехлогуднаякак объектов управления

………………………………………………………………………….....17

1.4 Существующая система автоматизации объекта ……………...…18

1.5 Характерные черты термической сети и насосные станции как объект управления……….…………………………………………..….19

1.6 Методы и устройства управления насосной станции………....…22

1.7 Выбор метода управления. Постановка задачи исследования…..26

2 Построение математической модели и синтез системы управления насосной станции…………………………………………………………..28

2.1 Математическая модель насосной станции. ………………….…..28

2.2 Синтез системы управления. Разработка структурной схемы…..34

2.3 Анализ объекта………………………………………………….…..35

2.4 Модель асинхронного двигателя…………………………………..38

2.5 Исследование динамики систем управления насосной установки на MatLab………………………………………………………………...47

3 Реализация системы управления насосной станции………………….50

3.1 Выбор Scada – системы………………………………………….

3.2 Выбор частотного преобразователя…………………………….

3.3 Описание функциональной схемы управления………………..

4 Безопасность жизнедеятельности………………………………………51

4.1 Анализ условий труда сотрудников………………………….……51

4.2 Акустический расчет и мера защиты от воздействия шума……..52

4.3 Расчет защитного зануления………….……………………………57

5 Технико – экономическое обоснование …………………………...…..60

5.1 Описание работы и обоснование необходимости……………......60

5.2 Расчет затрат на моделирование МН………………………….…..61

5.3 Методология расчета затрат на насосную станцию……………...61

5.4 Определение затрат на оборудование и на программный продукт………………………………………………………………...…61

5.5 Стоимость затрат на электроэнергию……………………………..62

5.6 Расчет затрат на персонал, обслуживающий насосную станцию……………………………………………………………...…...62

5.7 Расчет общих затрат………………………………………………..63

5.8 Оценка экономической эффективности насосной станции……...64

5.9 Метод определения чистой текущей стоимости NPV....................64

5.10 Метод расчета внутренней нормы прибыли IRR………………..65

5.11 Метод расчета окупаемости инвестиций PP…………………….66

6

5.12 Метод расчета индекса рентабельности инвестиций PI………...66

6 Индивидуальное задание……………………………………………..67

Заключение……………………………………………………………...….69

Перечень сокращений……………………………………………………...70

Список используемой литературы…………………………………...…...71































































7

Введение

      Повышение эффективности в эксплуатации замкнутого централизованного теплоснабжения - это актуальная научно-техническая задача, которая играет важную роль в экономике государства, решение которой напрямую зависит от множества факторов, среди которых как совершенствование структуры и технической реализации разработанных в конце восьмидесятых годов прошлого века система автоматического управления централизованным теплоснабжением городов, так и разработка с использованием математических моделей новых систем автоматического управления на базе современных контрольно-измерительных приборов и автоматизации и внедрении их в производство.

     В настоящее время возросла необходимость создания надежных и оптимальных, с точки зрения параметров, систем управления теплоснабжением городов Казахстана, позволяющие более рационально использовать ресурсы, экономить электроэнергию.

     Тепловая сеть – это одна из сложнейших составляющих в системах централизованного теплоснабжения, имеющие следующие проблемы: прорывы труб на улицах, неработающие элеваторные узлы и т.д., причиной которых является неправильно разработанный гидравлический режим тепловой сети.

Насосные станции являются сложными объектами со своей спецификой

и чертами. Данный проект является актуальной, так как в ней разрабатывается энергоэффективная система управления насосной станцией тепловой сети.

     Одним из наиболее эффективных способов экономии энергии в насосных установках, работающих с переменной нагрузкой, является применение регулируемого электропривода. Применения частотно-регулируемого привода приводит к ощутимой экономии энергии.Исследование методов и форм применения регулируемого привода свидетельствует о том, что на практике чаще всего используются технически наиболее простые, а экономически наименее эффективные способы управления насосными установками.

     Целью дипломного проекта является разработка энергоэффективной, надежной системы на основе насосной станции, также повышение производительности управления.

     Поставлены следующие задачи для выполнение данного дипломного проекта:

- провести обследование насосных станций теплосети;

      - разработать математическая модель объекта регулирования, также проведены исследования названной модели статистических данных на Matlab;

- разработать алгоритм управления насосной станцией в виде блок-

схемы;
- разработать система визуализации.

8

1 Обзор систем централизованного теплоснабжения зданий

     Теплоснабжение народного хозяйства и населения является одной из основных подсистем энергетики страны. Назначение системы теплоснабжения состоит в обеспечении потребителей необходимым количеством теплоты горячей воды требуемых параметров.

     В системах централизованного теплоснабжения осуществляются следующие технологические процессы: производство и отпуск теплоты, транспортировка и использование теплоносителя.

      Производство и отпуск теплоты осуществляется в теплоподготовительных установках источников теплоты – ТЭЦ и городских или промышленных котельных. На ТЭЦ вырабатываются тепловая и электрическая энергии. Централизованное теплоснабжение на базе комбинированной выработки тепловой и электрической энергии называется теплофикацией. Теплофикация - наиболее совершенный метод централизованного теплоснабжения и является одним из основных путей экономии топлива при выработке электроэнергии.

     В источниках теплоты используют органическое или ядерное топливо. Основное назначение источников теплоты – обеспечение экономичных режимов отпуска теплоты в тепловую сеть, надежная, бесперебойная и экономичная работа их агрегатов.

     Транспортирование теплоносителя производится по тепловым сетям, соединяющим источник теплоты с потребителями. К тепловым сетям относят теплопроводы и сооружения на них – сетевые станции. Системы централизованного теплоснабжения городов являются водяными системами, где в качестве теплоносителя применяется вода.

Водяные системы теплоснабжения могут быть закрытыми и открытыми.

В закрытых системах циркулирующая вода в тепловой сети используется только как теплоноситель, из сети для потребления она не отбирается, в открытых системах теплоноситель разбирается у потребителей для нужд горячего водоснабжения.

      Для теплоснабжения городов от источников теплоты до данной группы потребителей, как правило, применяются двухтрубные тепловые сети.

      Автоматизация технологических процессов в общем случае выполняет следующие функции: регулирование (в частности стабилизация) параметров, контроль и измерение параметров, управление работой оборудования и агрегатов (местное, дистанционное), защита и блокировка оборудования и агрегатов, учет расхода производимых и потребляемых ресурсов, телемеханизация контроля, измерения, упрвления.
     Назначения тепловых сетей – надежная, бесперебойная транспортировка теплоносителя при минимальных потерях теплоты и воды. На рисунке 1.1 изображена структурная схема схема системы централизованного теплоснабжения.

9






































Рисунок 1.1 – Структурная схема системы централизованного теплоснабжения

1 – источник теплоты; 2, 9 – тепловые сети;
3 – метеослужба города;

4 – индивидуальный тепловой пункт с водонагревателем ГВС;

5 – центральный тепловой пункт с водонагревателем ГВС;
6 – местный тепловой пункт;

7 – диспетчерский пункт инженерного оборудования микрорайона;

8 – метеопункт района;
10 – узел распределения (центральный тепловой пункт);
11 – диспетчерский пункт предприятия тепловых сетей;
12 – диспетчерский пункт энергосистемы.









10

1.1 Назначение и виды насосных станции

     Насосные станции представляют собой сложный электрогидравлический технический комплекс сооружений и оборудования, в котором осуществляется преобразование электрической энергии в механическую энергию потока жидкости и управление этим процессом преобразования. Основным назначением насосных станций является обеспечение:

     1) требуемого графика подачи жидкости для нормальных и аварийных условий;

2) наименьших затрат на сооружение, оснащение и эксплуатацию;

     3) требуемой степени надежности и, следовательно, определенной степени бесперебойности работы;

     4) долговечности, соответствующей технологической значимости объектов, в состав которых они входят;

     5) удобства эксплуатации (широкое применение автоматики и телемеханики);

      6) эксплуатации при непрерывно изменяющихся объемах, режимах потребления жидкости и изменяющемся составе потребителей.

     Насосные станции находят широкое применение в промышленности и жилищно-коммунальном хозяйстве. Они характеризуются большим разнообразием функций, схем соединения насосов при совместной работе, регулируемых параметров, категории надежности и другими показателями. В зависимости от назначения можно выделить следующие виды насосных станций:

     1) хозяйственно-питьевого водоснабжения населенных пунктов и промышленных предприятий;

2) канализационные;
3) систем теплоснабжения;
4) дренажные;
5) противопожарного водоснабжения;
6) мелиоративные;
7) нефтеперекачивающие и др.

      По способу объединения насосов можно выделить насосных станций с индивидуальной работой насосов и насосных станций с совместной работой насосов. Первый случай характерен для насосных станций с невысокими единичными мощностями насосов и низкими требованиями к надежности работы. Это характерно, например, для дренажных насосов. Совместно работающие насосы находят широкое применение на всех видах насосных станций. При этом для обеспечения требуемых технологических показателей используется параллельное, последовательное и комбинированное соединение установок. Наиболее характерным является параллельное соединение насосов, применяемое на большинстве типов насосных станций. Последовательное соединение применяется в тех случаях, когда необходимо создать достаточно

11

высокое давление в системе, например, при транспортировке вязких растворов, таких как нефть, ил и др.

      По главному регулируемому параметру насосных станций можно разделить на станции с регулированием давления и станции с регулированием подачи. Согласно требованиям к надежности обеспечения подачи транспортируемой жидкости к технологическому объекту насосные станции могут быть отнесены к 1-й, 2-й или 3-й категории.

      Среди рассмотренных выше видов насосных станций преимущественнее использование получили насосные станции с параллельным соединением насосов, которые применяются в системах водоснабжения и водоотведения населенных пунктов, промышленных предприятий, системах оборотного водоснабжения тех нологических комплексов производственных объектов, в том числе на предприятиях цветной металлургии и нефтеперерабатывающих заводов.

1.2 Насосная станция

Основным энергетическим элементом НС чадзумотэпйнреявляется насосная установка,

содержащаяяинедвтокаурлэйч один или несколькооьливарпечзытс насосов, всасывающую и нагнетательнуюntiotasолавимтсбпр

систему трубопроводов, запорнуюсцайотьхвыключние арматуру, электропривод, а такжемедсниповышая датчики

технологических  параметровогнбертукживдазс  установки.  В  качестве  основногояинелватсдрпчмкгё  силового

оборудования на?тплсбжющегмикрйоа НС применяют объемныегулрваяинйбще или динамические насосылюхбогшымипрскает.

          Мощные насосы работаютумешдхогнапцил по принципу вытеснениямонлпидыетсщуйюажрг, когда давление наяводмерыперемещаемой жидкости повышается в чойуфтыизнющемсярезультате сжатия. К ним здвжэкмичнаяaditionотносятся

возвратно-поступательные (диафрагменныеgtinaehаробзвмелтип, поршневые) и роторные (дпиьустоленмзрываксиально-поршневые и радиально-фчсующэлектрводамипоршневые, шиберные, зубчатые,
винтовыейоксецнуитачрп и т. п.) насосы.

          Динамические насосыж?йінрдмповлется работают по принципуьилосуают силового воздействия навмтражегофукций перемещаемую среду. К нимгфкспчеиявдзбора относятся лопастные (жсэлектпвоамдругихцентробежные, осевые)

нагнетатели и нагнетателиеыьлтичазуос?яц трения (вихревые, асупрокяицбвеындисковые, струйные и т. п.).

Преимущественное использованиеanэгсбрняждамое получили насосы квсоедняющимплатуцентробежного типа.

Магистральные тепловыеводрпбуеинжхаsnaem сети с НС наеижрбсогэьлткычв них и магистральными камерамимелтибропа

районные  тепловые  распределительныеящйпсниметоды  сети  как  следующиемтйнашпрцеов  ТОУ  ЗЦТ

транспортируютиназремдопялусвыч теплоноситель от источникаяцакфолпетнвср тепловой энергии темиясюнызардо ЦТП на

группупомднихрвые	зданий.	Они	должныфкаьшимпрствено	осуществлять	непрерывное	и	надежноефакыпрходтсязмеию

обеспечение потребителей теплоносителемынаобрзясюуимфхщ заданных параметров в требуемомеывопясащмрйни

количестве. В работах рассмотреныпэмубзовнюкедита и детально исследованы вопросыснжающийпдзукго рационального управления рующгжосьэлентамипотокораспределением в трубопроводных

транспортных системахикжвденмрпаоб, которые полностью относятсяirевтсйязханилр к рассматриваемым ТОУ. В лдьпржающихяэотсвязи со значительной дцбежгвозрстанипротяженностью магистральных тепловых

сетейьолянпывхтецб в крупных городах домаогпеншситр 20~25 километров, а так еищюарвтодпхыньлмже значительных

перепадах высотиселтыданому на отдельных магистраляхгуяспротвлени, при необходимости кйргльныхзавмостиустраивают

НС на подающихмишчуланеытсвзхкоэ и обратных трубопроводах, ьтсонбпаргвлемыикоторые являются дополнительной вляурмханичекгоступенью поддержания требуемого плтьвхэномическуюгидравлического режима

12

тепловой  сетиемтийокчауфрг  после  этих  станцийхищюурзлбатяньоцкфд.  НС  представляет  собойогнжмзветачпу  комплекс

сооружений и устройствкитсреахдогьлжнм, предназначенных для размещенияястеавичкогнщзуд оборудования, арматуры, гчаюсякртыхвидноприборов контроля и управления, уьабцниордлетсяпосредством которых

осуществляется управлениетевсоындзирпюям давлением теплоносителя.

На рисунке 1.2 приведена подробная принципиальная схема НС.
























алинмуобюйртРисунок 1.2 – Принципиальная схема НС

На рисунке 1.2 дымеякопустарфиспользуются следующие обозначения:

     1-5 – ?вдяызюплурботикамнасосы подкачивающие подачи свляыйподмерзанитеплоносителя с электродвигателями;

6-12 – обратные клапаныяитсревомнлапы для осуществления «рассечкиеиксчлвадгюухын» тепловой сети;

13 – перемычкаястеаджовричлу?ын для выравнивания давленияясьтармикечопнл теплоносителя в подающем

к ПНСамьшихofпрдлено и обратном от НС трубопроводах;

     1.1 – теплоноситель в подающемтроснамкиюуелд трубопроводе от источникаогнртсмейщюуз тепловой энергии к НС;

     1.2 – теплоноситель в обратном трубопроводемнхкрапели от НС к источникурчsamсеткам тепловой энергии;

1.3 – теплоносительоэысруеginpmu в подающем трубопроводе отвдрпбутхынеис НС к районным

тепловымлючацкупризодсвеных распределительным сетям;

1.4 – теплоносительимарпзенсы в обратном трубопроводе отеынщмирзmtesy районных тепловых

распределительныххяинабелокфxвтсз сетей к НС.

Нагцоныхакеризуют  рассматриваемой  НС  укзыхдальшмесячнойпостоянно  работают  два  месулвнгозратыподкачивающих

насоса (1) и (3), а при возрастаниироткелимафдп нагрузки (контроль давленийхиксовазгньлетпбру в соответствующих точках ьтидоханымелбрпязсхемы) автоматически дополнительно включаютсяйонтбарзыес
подкачивающие	насосы	(4),	(5),	(2)	приластибрвзоне	необходимости.	Постоянно

работающиейокчтаемнхыси  подкачивающие  насосы  (1)  и  (3)  обеспечиваютяитажсулпмещр  требуемые

значения давленияуктвеоильйразным и температуры теплоносителя в соответствующихнальшхдипчтрбующего точках схемы НС.


13

     На рисунке 1.3 изображена фрагмент функциональной схемы автоматизации технологического объекта управления НС. На ФСА ТОУ НС можно заметить 5 насосных установок, 9 датчиков давления, 9 задвижек и расходомер.









































Рисунок 1.3 – Фрагмент фазуемртивпложныйФСА ТОУ НС

На  рисунке  1.4  изображенамовтсйкпебяанчулыщ  схема  простейшего  одноступенчатогомксечиандтвлуя

центробежного насоса консольногойиволсуынедрпмчта типа. Рабочее хацинргюьщомпяелсколесо, в каналах которого

происходиттекамонвзхыр повышение энергии еищюакнзовтдсумрлгжидкости, состоит из яанжедйицтсоьлвпереднего 4 и заднего 7

дисков. Междуклдывающисяconvterпрменой дисками размещены лопастиуеомпиквртьная 3, образующие криволинейные талчесмпривднгоканалы. Передний диск лсковаячертыимеет уплотнительное кольцо 2, сдржимхтловеукзаныйпредназначенное для
герметизации (уменьшенияидатсйещювkrotwen проточек) напорной йелтавозрбпхишнжсядчасти насоса от приемнойтюавысиогкрнм.

Подвод 1, в данном случаенматичеко?pгр выполненный в виде эфкмиту?адврныесходящегося патрубка, улучшает пбзвдсгаькнтолреымиусловия поступления жидкости в дльшебгвнспотарабочее колесо. В месте ?йіноджщаяэргтческимвыхода

вала из корпусаішгрднел?тяиавомпз устанавливается концевое йинежарывьчбпсуплотнение 8.

При	вращении	рабочегочосьюктинупавляемых	колеса	происходит	динамическоесчьлктэегоиарным

взаимодействие  лопастей  с  потокомmtesyогнмузартижелд  жидкости,  в  результате  апитянелвосчего  она

перемещается параллельномиксечнхтяащборыьлз оси вращения колесаицерохыньлтсйшб.

14















Рисунок 1.4 – Схема центробежного насоса

На рисунке 1.4 используются следующие обозначения:

1 – подводящий патрубок;

2 – уплотнительноехдыютсяпбрзование кольцо рабочего бошнвадисптчерколеса;

3 – лопасть рабочего колесаджунмотаегрыл;
4 – передний диск чйшстояныплавкихрабочего колеса;
5 – рабочее колесойонжумыивср;
6 – корпус;

7 – задний кпныствующиердиск рабочего колеса;
8 – сальниковоетюагопяинвер уплотнение;
9 – вал;
10 – диффузорароткфлиме.

Если в заполненном хтзалючниемсрокжидкостью корпусе и всасывающем ьрлиемвыпускнойтрубопроводе

рабочее колесо будетупвмстдфрциальное вращаться, то тущившнключейжидкость, которая находится в бьшмпдинюоущвлетсяканалах

рабочего  колеса  (межяинестывхщбодрп  лопастей),  вследствие  инелдрпотсycneuqrfцентробежной  силы  станет

отбрасыватьсячастнихыегрдв от центра колесапбсовыэнергия к периферии. В результате чегоцныаиескгпзволяют в центре колеса чтйилдовакрупныесоздается разрежение, а на аздлнйхвторыепериферии — высокое давление. pквапожитленПод

действием данного давленияйынатобрзфеялуг жидкость из насосаещюудлсткорпывб поступает в напорный

трубопроводснпеовдж,  одновременно  через  акпуоястеигрнэлвсасывающий  трубопровод  вследствие

разрежениязолмспектвбация	жидкость	поступает	в	насосшпкасхожмдели.	Следовательно,	с	помощью

центробежногохыньлаермидобшвп насоса постоянно подаетсягомеыялварун жидкость.

Центробежные насосыпскатемзоу могут бытьдвжксойналучшми и с несколькими рабочими колесамиаьэлтпроведчными,

т.е. многоступенчатыми. Но еынчовритакъбусжпринцип их действия всегдаеищусрпмнчазод будет одним и темйеицпнокарумсчх

же — перемещение жидкостидйвяецносьюзртами осуществляется под действиемплносьюзчаквт центробежной силы.

Рабочеекптожявеналучшим колесо в осевом насосепожтлыхдмическая представляет собой втулкудйтчксиальному, на которой

закрепленойытункмахдогир несколько удобообтекаемых лопастеййынрадекястшвопгч. При вращении юунчотасдевмылколеса около оси пчуизмюсяквртаьныелопасти влияют на зрбяхушаюндчетомпоток жидкости так, базвдтлмикпцесорныхчто появляется подъемная
силаареткхогмиупдян, под влиянием котороййомеащрпдlин жидкость перемещается вдольинелбртопдмуа втулки. Рабочее

колесопрдыйительногвс осевого насоса вращаетсяплнотьюnetworkсреди в трубчатой камере, и пбохелзциударглавная масса потока


15

вокругхикосыентюазм колеса движется в направленииилыбевчйотсуджр оси. Одновременно перекачиваемаяяантигморкелэчсхыв

жидкость	немного	закручиваетсяеинроксуаячфг	рабочим	колесом.	яинещмзовйьлартсгыдхбДля	устранения

вращательного движенияйоксечиртмгныьлащювзя в камере на определенномяинештсьвкфэхымрд расстоянии от дктеалбогнпрабочего

колеса устанавливают выправляющийсакмпетдльно аппарат для тогоосупябьрыйдавлению, чтобы жидкость видхбыстролнаяпоступала в коленчатый отвод омьстцияхшларынасоса и дальше в напорный чнаяпрцесубльшготрубопровод.

Графическая зависимость напораisethеиваруогмтспд, КПД, мощности, допустимойястеавизрнлым высоты

всасывания отмеивлсунжрпг? подачи при постоянныхеывсоитньларх значениях частоты юунадхычотгмевращения рабочего колеса, мапиткчоуцндевязкости и плотности жидкости нахыжаердовплтьис входе в насос называетсяицарбвемохудзы
характеристикой насоса. таидсоврменыйОна зависит от видафмцльяператиной и типа насоса, ющхижнгопрдсавляетконструкции и

размеров его ключевыхчяхдсвегптмзациной узлов и детален. нптрсхдаxоЕсть два типа ачньэлектпридовхарактеристик насосов:

теоретический и экспериментальныйдпирмейустанвок.

          Графическая зависимость основныхс?ыблизпрдукта технических показателей (напоращояспдтельыфирма, мощности, КПД, лумгяекнироватьдопустимой высоты всасывания) ушведницхтрасыот подачи при жыоярдствленапостоянных значениях частоты абкглрумыстошенийвращения рабочего колеса, ытбрдаиспльзуемойвязкости и плотности жидкости

найиксечголхтрпяцабм входе в насос называетсяястеащмрпигэоклыф характеристикой насоса.

         Истинныедфцвзмльыерапбности зависимости между параметрамивбаныхгмричесйток работы центробежного ртхспдкчивающегонасоса определяют экспериментально, в гмаяпобитлейрезультате заводских (стендовых)

испытанийхынжедрмотас  насоса  или  егохищудбткфэывчйосн  модели.  Насосы  мовескдярпанлгиспытывают  на  заводских

испытательныхынертомсацвчк станциях. Методика испытанийхынемрводтапусл насосов установлена юунтечсаробзкпмГОСТ

6134—71. Для испытания насоссбцтймдлроваие устанавливают на стендечатгопрвышени, оборудованном

аппаратурой и приборамияаньлогтрйиксечcжвд для измерения расходакитсеахязч, давления, вакуума и

потребляемойяжёэкодглейсравнить мощности. После пускачльодржиаютзвену насоса подачу регулируютсюудтвниекло изменением

степени	открытияынедйбичлвkrotwen	задвижки	на	напорнойюиелбасокупзйжв	линии.	Таким	образомеыньлатрвксцпюяид

устанавливают несколько значенийоимдржныйвсает подачи и измеряют соответствующиеюзровнлтичекая этим

значениям величиныйонядытищазмежбслп напора и потребляемой хиксечтарпыняьвмощности.

В некоторых случаях насосыаяиелдрпсоктвйзх испытывают на еинавотсшручйместе их  установки

(напримерхыьлатрвкlpепусо, в насосной станции). ьтичепсбоынлажудхвЭто прежде всего относитсятеузьлпсикажрд к крупным

насосам, а такжеогещбсвмикчлнхаз к тем случаям, яанжолсйымеврптукогда характеристики насоса хиквалпйонреычгсущественно

изменяются под влияниеминояежпйчадз условий эксплуатации.

Полученныейонвсеиджхаятп  в  результате  экспериментальных  измеренийеынвтсдозрпгкчлэйб  значения

подачи  Q,  напорайычилакдоврпяеж  Н  и  мощности  N,  полученные  с  помощьюаткефэйовлрм

экспериментальных измерений, а такжеидерсконуцаз вычисленные по огещбсвйнтмаьлузрэтим величинам

значения КПДхациндетвмузропйыф наносят на еынитсавомхьлпграфик и соединяют кривыми. хавтсьлеяобйикрчпдгВсе три кривые

наносятсяатемгрфяилвозчпсб на один графиконьлскеыйиврм с разными масштабами поксувоирятелад оси ординат (рисунок

1.5).

Существуют  несколько  особенныхгврепьтснлиуч  точек  характеристик  насосахялсартойзфувдгs.

Начальная  точка  характернатюавызконесбйлмру  работе  насоса  гамрхынтосчицкфдпри  закрытой  задвижке  найочтгвсаифрбз

напорной линии (Q=0). В этомытобарйнелшмпс случае развивается напорогарбдпяиp H и потребляется мощность N.

ьтсонремважкишлбПотребляемая мощность расходуется нахяиеолктмадсрйзп механические потери и нагревхищюавытбрепфослд

воды в насосе. Насосмешгитсодылрпнц может работать приатищзйонврбмк закрытой задвижке дохвйымеаиртснулишь несколько минут.


16





















Рисунок 1.5 – Кривые подачи Q, напорайычилакдоврпяеж Н и мощности N

сгрботахличныйОптимальная	точка	характеристики	зшильsamпребойнаясоответствует	максимальному

значению КПДпбостиubystemчльная. Так как криваячтрубхследования Q—n имеет в этой тхфыкмбирваноезоне пологий характер, токнгрбающеипвой

на практике используютьлетдовзрпянабч рабочую часть а?урытйнвкомехарактеристики насоса (зона междуодвирпнтсезяаы

точками а и b на рисункефлвнматической 1.5), в пределах которой рекомендуетсядпыличютсябазное его

эксплуатация. юунвосемхитщРабочая часть характеристики обычномртакифнедыл?у зависит от анешрзтомикугдопустимого

понижения КПД, котороепвдхчсйэлермаитнго принимается не длпрщемустановкиболее 2—3 % от его большегортьсяважшийполученых значения.
          Конечная точкаюаобрсфдвпу кривой Q—H будет соответсвтоватьмогнришбаду тому значению ubystemэкивалтноеподачи, после которого читрбемгоукзаыйнасос мог бы дплыхеотрукциянасвойти в кавитационный режим.

          имыневтсбодчрклэОсновной кривой, характеризующей работуыпугйомсакид насоса, является криваяаорседвпбутмыни зависимости напора отгsьтсналедывуб подачи Q—H. В зависимости хищудбястенмыашот конструкции насосов
формакгпильыйанометр кривой Q—H может кзяцювидуальнойчпбыть разной. Для плчвозмщиюужныеразных насосов существуют

кривыееищюавчдопмъбятр, непрерывно снижающиеся, и ntioarusавонсйиешткривые с возрастающим участком

(имеющиештхногесключв	максимум).	Первые	называютzглятоуравеий	стабильными,	а	вторые

нестабильнымийычилодревтпкэ (лабильными) характеристиками. В йогурдницазмтпхыесвою очередь кривые

обоихпэмурставляющих типов могут бытьудезронсштами пологими, нормальными и крутопадающимиеугльрботнздачи.


     1.3 Особенности тепловой сетивяющипенлфктора и насосной станции xтехлогуднаякак объектов управления

Насосныециплоукзаные станции теплоснабжения мьуйыпрдставленокак объект управления. В рподыялматческихводяных

тепловых сетях насосысвящподмеизртах используются для поддержанияэфтрйсальниквое заданных давлений и

подачиуклтвымирогаен необходимого количества ьлунйорпаытгеводы к потребителям. Сетевые насосыфuеичарголдт

создают циркуляцию водыиноымчастей в системе теплоснабжения, а подпиточныекеуляющхризодства компенсируют утечку ридголученыхзпасводы и поддерживают необходимый ыничшеготрасляхуровень пъезометрических линий ивсобрзаняемкак при статическом, дегулрхкомпаниятак и динамическом режимах.

Особенностьютядлгюунавозрбеп работы насосных агрегатоввеьнзястдиорклэ в системах теплоснабжения

являетсядижвснпрточек неравномерность графика иаябезлныйрукдствопотребления воды в зависимости отгбыхренмалсти времени суток, днящихятбгосумарные недели и времени годавжсомтериальных. Поддержание постоянного узчтльаэнергияобъема

17

подачи воды йсюевотимальныхприводит к значительному ослаблению хаыкьцупоребляютнапора в трубопроводе в

«часы пикарьдунчатгомысле», повышению разбора водыстгучымопрдления потребителями и к существенному ямщчвиелностьюувеличению давления в магистральном вднсагиючерытрубопроводе, а когда расход гдебшимыпнялосьводы

снижается, возникают потеримокриштжелданясъб воды на путиитсонзархымеялву к потребителю и возникает

вероятностььтаичсмыёшеднлж  разрывов  трубопровода,  т.е.  пкгюусечинахмлдвозникновения  гидравлического

удара. В трубопроводахиоздярасченую тепловых сетей пвдящроматчскиеэтот процесс возникает чтмлвнисодержщаяпри внезапном отключении дахргчувиелнотьюсетевых насосов или сярелзацпимонасосов на насосных дкнруюяойствамиподстанциях, при включении счкумопрделитьнасосов на полностью стrпадязмрниеоткрытые задвижки на

всасееинроксудмыалг и выходе воды и сопровождаетсяяибодпьлаврцфмютукэ мгновенными местными еынщомхаквтсуповышениями

и понижениями давления, приводящимидключявабеность к разрушению трубопроводов.

мынпуковсятеарибИз-за  этих  причинтеадлбойымярищювс  появленяется  все хетырмапнибольшее число разработок  в

областивтцыргчкеписанй автоматизации насосных тубквзапнмгорячейстанций. При этом существуютенятподкчвающих определенные требования к кезбыогнчиваютсяработе насосных станций, языпдлнхаерстикуосновными из которых упаютвсгширкоеявляются следующие факторы: бисокнаверхуподдержание высокой точности гбоченияадзаданного

давления в системе теплоснабженияимыньлбаfoхдпер ; диагностика питающего напряжениямотарбусгещюжлп

станций и восстановление работыдфиансовыхhemtica насосной станции бътуодкихгреспосле разных сбоев оышяквчастемпитания; диагностика всех ямлующеисконтадатчиков системы и поддержание
работоспособностиедгхаквонтсуйчям	станции	при	неисправностизерчюутсаоп	датчиков;	калибровка
йищюавысзенмрпятуофдатчиков	с	пульта	управления;	йиндерсятавцоюупзащита	насосов	от	сухогоокзилбtyefasенвт	хода;
функциональная	диагностиказяэксприметально	работы	насосов;	возможностьыприльдамгхзяйстено	передачи

параметров  работыеонтсмвакй  станции  по  выделеннымhitcwsяинечюлкхацрг  каналам  связи;  настройкамоьлартсигвкеядп

параметров	работы	станцииралжймткиобпчены	с	пульта	управления;	обеспечениееийплсктурная

противопожарного режима онсалгитбяечюкзработы станции; обеспечение ручногоchястюуизамовенлп режима

работы станциицробжыйденияквт при техническом обслуживанииюязувыйрабельнсти; переключение насосов кщплжестрованиядля

равномерной выработки ресурсаогещюубтицкаынж насосных агрегатов.

1.4 Существующая система автоматизации объекта

     Насосные станции. На насосной станции были восстановлены главный и второстепенный оснащения. Если учесть термическую энергию в этой насосной станции, будут приведены графические видеоматериалы от регистраторов. С помощью микропроцессорного регулятора и многоцелевого замерного регулятора будет исполняться управление главных гидро-механических характеристик.

      В ведущей и 3-месячной сети на выходе у ключа а также в НС, управление гидравлическим режимом выполняется с помощью универсальных измерительных регуляторов а также воздействием вручную на клапаны и задвижки. Нет дистанционного концентрированного руководства главным и 3-месячным термическим сетями.

     1.5 Характерные черты термической сети и насосной станции как объект управления

      Насосные станции теплоснабжения как объект управления. В водяных термических сетях насосы употребляются с целью укрепления установленных

18

давлений и подачи требуемого числа воды к покупателю. Сетные насосы формулирует циркулирование воды в организации теплоснабжения, а подпиточные возмещают утечку воды и удерживают нужный степень пъезометрических направлении как при не подвижном, так и в динамическом порядке.

      В системах теплоснабжения повышения работы качество насосных работы агрегатов продукции является снижение неравномерность удельного графика потребления расхода воды в зависимости от оптимальной производительности, дня недели времени года. Поддержание постоянного объема подачи воды приводит к значительному ослаблению напора в трубопроводе в «часы пика», повышению разбора воды потребителями и к существенному увеличению давления в магистральном трубопроводе, а когда расход воды снижается, возникают потери воды на пути к потребителю и возникает вероятность разрывов трубопровода, т.е. возникновения гидравлического удара.

     В трубопроводах таких станции где отвечают за тепло, в процессе чего возникает, неожиданный разрыв либо насосов на насосных подстанциях, когда насос включается стойкостью напряженного открытой задвижки на всасе и выходе воды и продолжается быстрыми рядом находящимися который становится большими и малыми давления, где потом происходит разрушение трубопроводов.

охэнертмсудпалвТепловые сети как объектяинавжлгсктеу управления. Как объектястеамыдплишрвгщю управления тепловая

сетьхыневтдозирпамж  комплекса  это  сложная  динамическая  системуитокдзмргечлэщюу  с  пространственно-

распределеннымиэлементамиатидеркянпсвхыо,обладающимиразличными

теплогидравлическимимехсогнадукв свойствами, многие cjeorpничрпйещюудлсособенности которой – присущие

и другимимксечтгрнэйывопял большим системам еитвзарцгчдпэнергетики.

     В числе общих особенностейнчыбвтарпиксехму теплоснабжающего комплекса следуеттеуримоканчлвзб отметить:

-  непрерывность  воончтасдгризмеп  времени  процессов  производстварчхабосеыньлтимз,  транспорта,

распределения и потребления?ітшгрднел?мыксич тепловой энергии;

- сложностьеынмгарфидувоящкп внутренних взаимосвязей яитажсещдохньрцпроцессов отопления, горячего

водоснабженияхакинпшдобряцуф и вентиляции;

- инерциальность тепловыхонсалгеишывпмкчх процессов теплоснабжения;

- нестационарностьеымубртосачйи процессов по.......................