Каскадное управление насосами с преобразователем частоты

Мнемосхема каскадного ПЧ

Каскадное управление насосами с помощью ЧРП

Каскадное управление насосами с помощью частотно-регулируемых приводов (ЧРП) — это метод управления работой нескольких насосов, при котором их включение, выключение и скорость вращения регулируются автоматически на основе изменения параметров системы для обеспечения оптимального поддержания заданного уровня давления или потока.

Принцип каскадного управления заключается в следующем:

1. Основной насос, оборудованный ЧРП, обеспечивает автоматическую регулировку скорости вращения двигателя для поддержания целевого значения давления или потока. При этом эффективность насоса и расход электроэнергии оптимизируется.

2. В случае изменения нагрузки, когда одного основного насоса недостаточно для поддержания требуемых параметров, в систему последовательно включаются дополнительные насосы (вспомогательные), оборудованные или не оборудованные ЧРП. Включение/выключение каждого последующего насоса происходит в зависимости от текущих параметров системы, что позволяет обеспечить необходимый уровень давления или потока при минимизации энергопотребления.

3. В случае понижения нагрузки первоначально изменяется скорость вращения основного насоса, а при достижении некоторого порогового значения происходит отключение вспомогательных насосов. Это позволяет избегать одновременной работы всех насосов в системе и ненужного потребления электроэнергии.

Преимущества каскадного управления насосами с помощью ЧРП:

1. Улучшение эффективности работы насосов и снижение энергопотребления;
2. Более стабильное поддержание заданных параметров давления или потока;
3. Уменьшение износа оборудования и увеличение срока службы насосов;
4. Упрощение взаимодействия с системами автоматизации и контроля.
Примеры применения каскадного управления насосами с помощью ЧРП включают системы водоснабжения, теплоснабжения, системы обогрева или охлаждения в промышленных или коммерческих зданиях, а также в системах очистки воды и других жидкостей.

Выше на картинке представлена система каскадного управления с помощью ПЧ 6 кВ шестью бустерными насосами на ТЭЦ мощностью 560 кВт.

Подробнее данную систему можно изучить в нашем предыдущем посте «Однолинейная схема ЧРП 6 кВ».

Однолинейная схема ЧРП 6 кВ

Однолинейная схема ЧРП 6 кВ

Однолинейная схема высоковольтного ЧРП

На схеме выше представлена однолинейная схема группового ЧРП 6 кВ, реализующего метод каскадного управления 6 электронасосами. Однолинейная схема ЧРП 6 кВ отображает конфигурацию и связи электрических компонентов частотно-регулируемого привода 6 кВ.

При разработке однолинейной схемы ЧРП 6 кВ важно учесть требования к электрическим параметрам и защите, а также особенности работы оборудования в конкретных условиях эксплуатации. Схема должна быть разработана и просчитана специалистом-инженером для каждого конкретного случая.

Описание ПЧ ABS-DRIVE:

Высоковольтный преобразователь частоты ABS-DRIVE представляет собой автономный инвертор напряжения, выполненный по многоуровневой схеме, с интегрированным многообмоточным силовым трансформатором.

ABS DRIVE должен обеспечивает следующие функции защиты:

—           от коротких замыканий внутри и на выходе ПЧ;

—           времятоковая защита;

—           максимально-токовая защита;

—           от перегрева силовых ячеек и трансформатора ПЧ, в том числе при пропадании принудительной вентиляции;

—           от исчезновения напряжения сети;

—           от недопустимого повышения и понижения напряжения сети;

—           от открытия дверей щита.

ABS-DRIVE имеет следующие технические характеристики:

  1. Номинальная полная мощность — 585 кВА;
  2. Номинальная мощность электродвигателя — 560 кВт;
  3. Номинальный выходной ток — 65 A;
  4. Частота питающей сети — 50 Гц;
  5. Напряжение питающей сети — 6000 В ± 10%;
  6. Выходное напряжение — от 0 до 6000 В;
  7. КПД под полной нагрузкой, не менее — 0,97;
  8. Диапазон изменения выходной частоты — от 0,5 до 120 Гц.

Скачать однолинейную схему ЧРП 6 кВ в формате pdf >>>

Из чего состоит ЧРП 6 кВ

Схема группового ЧРП

Высоковольтный ЧРП

Частотно-регулируемый привод (ЧРП) 6 кВ предназначен для управления и регулирования высоковольтными электродвигателями, работающими на напряжении 6 кВ. Он состоит из различных компонентов, которые работают совместно для регулирования частоты и напряжения, подаваемых на электродвигатель.

Основные компоненты ЧРП 6 кВ включают:

  1. Высоковольтный автоматический выключатель (ВАВ) – защищает систему от коротких замыканий и перегрузок.
  2. Входной дроссель – улучшает качество питающего напряжения, уменьшает высокочастотные помехи и пусковые токи.
  3. Силовой трансформатор – понижает входное напряжение до уровня, соответствующего номинальным параметрам ЧРП.
  4. Высоковольтный преобразователь частоты – основной компонент системы, который преобразует постоянное напряжение в переменное с регулируемой частотой, для управления скоростью вращения электродвигателя.
  5. Выходной фильтр (реактор) – снижает высокочастотный шум и гармонические искажения, которые могут негативно влиять на работу электродвигателя.
  6. Высоковольтный кабель, соединяющий ЧРП с электродвигателем.
  7. Высоковольтный электродвигатель (несколько ЭД) мощностью соответствующей системе 6 кВ.
  8. Устройства защиты и измерительные приборы, контролирующие работу системы и обеспечивающие ее безопасность.
  9. Блок управления – осуществляет координацию работы ЧРП с другими вспомогательными системами, а также взаимодействует с системами автоматического управления процессами.
  10. Система электропитания управления и вспомогательных устройств – питает блок управления и другие компоненты для корректной работы системы.

На рисунке выше показан фрагмент однолинейной схемы ЧРП 6 кВ – ПЧ ABS-DRIVE-A06/65.

Важно отметить, что конкретная конфигурация ЧРП 6 кВ может зависеть от метода регулирования частоты, а также от особенностей применения и требований к безопасности. При проектировании ЧРП 6 кВ следует учитывать все эти факторы и разрабатывать схему в соответствии с нормами, стандартами и реальными условиями эксплуатации.

Пусконаладка ПЧ

Панель управления ЧРП-6кВ

Список пуско-наладочных работ на настройку преобразователя частоты (ПЧ) электронасосов 6 кВ.

Система частотного регулирования двух насосов, оснащенных асинхронными электродвигателями мощностью 630 кВт, напряжением 6кВ в составе: ABS-DRIVE A06/080 со шкафом реактора ШР, ШВК-6/400-2 УХЛ4, ШК-СЧР-1/2.

Список пуско-наладочных работ:

  1. Установка и настройка АРМ оператора на персональный компьютер в диспетчерской для дистанционного управления системой частотного регулирования двух насосов оснащенных асинхронными электродвигателями мощностью 630 кВт, напряжением 6кВ.
  2. Обновление программного обеспечения контроллера WinPac в ШК-СЧР-1/2 УХЛ4 и обновление АРМ оператора на планшетном промышленном компьютере для регулирования системы через ПИД-регулятор.
  3. Проверка алгоритма работы системы частотного регулирования в контрольном режиме, без подачи силового напряжения 6 кВ.
  4. Дистанционные пуски электродвигателей насосов на холостом ходу (без подключенных насосов) через систему частотного регулирования. Проверка вращения электродвигателей.
  5. Подключение датчиков давления в ШК-СЧР-1/2 УХЛ4 зав. № 30105220519.
  6. Дистанционные пуски электродвигателей насосов под нагрузкой через систему частотного регулирования с последующим регулированием системы через ПИД-регулятор и диапазоном регулирования 4 – 10 кгс/см2.
  7. Комплексное опробование системы частотного регулирования двух насосов в течении «72» часов.
  8. Настройка системы по карте уставок ПЧ.
  9. Настройка системы по карте уставок ПИД-регулятора.
  10. Обучение пользованию SCADA-системой ПЧ.

Паспорт подогревателя ПСВ

РУ на ПСВ

Паспорт подогревателя ПСВ-500-14-23.

Паспорт сосуда с расчетным давлением свыше 0,05 МПа.

Общие сведения о сосуде:

  1. Техническая характеристика и параметры.
  2. Сведения об основных частях сосуда.
  3. Данные о штуцерах, фланцах, крышках и крепежных изделиях.
  4. Данные о предохранительных устройствах, основной арматуре, контрольно-измерительных приборах, приборах безопасности.
  5. Данные об основных материалах, применяемых при изготовлении сосуда.
  6. Карта измерений корпуса сосуда.
  7. Данные о сварке и неразрушающем контроле сварных соединений.
  8. Результаты испытаний и исследований контрольных сварных соединений.
  9. Данные о других испытаниях и исследованиях.
  10. Данные о термообработке.
  11. Данные о гидравлическом (пневматическом) испытании.
  12. Сведения о местонахождении сосуда.
  13. Ответственные за исправное состояние и безопасное действие сосуда.
  14. Сведения об установленной арматуре.
  15. Другие данные об установке сосуда.
  16. Сведения о замене и ремонте основных элементов сосуда и арматуры.
  17. Запись результатов освидетельствования.
  18. Регистрация сосуда.

Обязательные приложения:

  1. Спецификация к сборочному чертежу.
  2. Сборочный чертеж.
  3. Схема контроля сварных швов.
  4. Руководство по монтажу и эксплуатации (включая регламент проведения в зимнее время пуска (остановки) сосуда).

Скачать паспорт подогревателя ПСВ-500-14-23 в формате pdf >>>

Реконструкция паропроводов

Эстакада паропроводов

Некоторые рекомендации по реконструкции паропроводов.

Источниками пара на ТЭЦ являются паровые турбины, а также редукционно-охладительные установки, подключенные к паропроводам. Отпуск пара осуществляется с 4-х обще-станционных коллекторов Ду-500 мм — нитки «А», «Б», «В» и «Г». В связи с износом трубопроводов, эстакад трубопроводов, тепловой изоляции труб, необходима реконструкция паропроводов.

Выполняемые объемы работ по реконструкция паропроводов:

— разработка проектно-сметной документации (проектная и рабочая);

— экспертиза промышленной безопасности проектной документации;

— строительно-монтажные и пуско-наладочные работы.

— сдача трубопроводов в эксплуатацию.

Основные технические решения и требования для проектирования реконструкция паропроводов:

— границы проектирования и точки подключения к технологическим линиям;

— необходимые обследования строительных конструкций существующих эстакад, используемых при размещении паропроводов;

— замена участков существующего паропровода;

— замена арматуры;

— замена существующего коммерческого узла учета пара;

— приведение помещения теплового пункта к требованиям СНиП 41-02-2003 «Тепловые сети», п.47 Постановления Правительства РФ от 18 ноября 2013 г. N 1034 «О коммерческом учете тепловой энергии, теплоносителя», Свод правил по проектированию и строительству СП 41-101-95 «Проектирование тепловых пунктов»;

— замена тепловой изоляции существующего паропровода.

Проектом определить допустимые тепловые потери исходя из действующей нормативно-технической документации.

Проектом предусмотреть теплоизоляцию паропроводов необходимой толщины из негорючих материалов (каменной или базальтовой ваты). Покрывной слой – оцинкованный лист толщиной не менее 0,7 мм.

Выполнить расчеты трубопроводов на устойчивость (продольный изгиб) и прочность, расчет гидравлических режимов работы паропроводов. Диаметр, толщину стенок паропроводов, тип и количество опорно-подвесных систем должны быть рассчитаны проектной организацией согласно нагрузкам потребителей, планируемой общей протяжённости паропроводов и т.п.

Ремонт горизонтального подогревателя

Фото ПСГ

Ремонт горизонтального подогревателя сетевой воды (ПСГ) паровой турбины.

Из дефектной ведомости:

— по результатам технического диагностирования подогревателей сетевой воды выявлен сильный неравномерный коррозионно-эрозионный износ основного металла корпуса и элементов подогревателей. Фактические скорости коррозионно-эрозионного износа и минимальные фактические толщины стенок элементов корпуса показывают, что подогреватели через некоторое время достигнут предельного состояния и не смогут быть допущены к дальнейшей эксплуатации без проведения дорогостоящего капитального ремонта. Ввиду этого возникает острая необходимость первоочередного перевооружения теплофикационной турбины новой бойлерной, иначе турбина будет работать исключительно в конденсационном режиме, что катастрофически отрицательно повлияет на экономичность работы турбины и станции в целом.

При отсутствии бюджета на замену ПСГ, необходимо провести ремонт подогревателей.

Основные технологические ремонтные работы по подогревателю будут включать:

— демонтаж крышек водяных камер (входной/выходной и поворотной) с крепежом;

— демонтаж оборудования (трубопроводы, насосы, задвижки) и металлоконструкций, попадающих в зону демонтажа/монтажа;

— замена крышек водяных камер (входная/выходная и поворотная) подогревателя ПСГ-1 турбины тина ПСГ-1300-3-8-1 с крепежом (шпильки, гайки). Для уплотнения необходимо применить специальный уплотнитель, производства ООО «ВАТИ» г. Волжский (NOVAPHIT SSTC);

— замена линзовых компенсаторов на трубопроводах подвода пара к подогревателям ПСГ- 1 и ПНД-1 и трубопроводов пара к предохранительным клапанам отопительного отбора;

— замена трубопровода сетевой воды от задвижки 5Б-3 до входного патрубка ПСГ-1;

— замена трубопровода сетевой воды от выходного патрубка ПСГ-1 до задвижки 5Б-7, 5Б-8;

— замена водоуказательной колонки ПСГ-1;

— замена трубопровода конденсата ПСГ-1 от сборника конденсата до задвижки 5КБ-21;

— замена трубопровода конденсата ПСГ-1 от сборника конденсата до задвижек 5КБ-1 А.Б на всасе конденсатных насосов;

— замена трубопровода отсоса ПВС от ПСГ-1 до задвижки 5ОВ-Б1К;

— замена опорно-подвесной системы заменяемых трубопроводов;

— замена импульсных линий первичных преобразователей и манометров ПСГ-1.