Otazky

Elektrická část, Výpočet spotřeby elektrické energie pro čerpání chladiva síťovým čerpadlem, Výpočet kabelového vedení 3 kV pro připojení motorů síťových čerpadel k rozvaděči 3 kV, Výběr kabelového vedení 3 kV, Výběr jističů – Rekonstrukce kotlových jednotek pomocí deskových výměníků

Účinnost jakéhokoli mechanismu je poměr jeho užitečného výkonu k jeho spotřebovanému výkonu. Tento vztah je označen řeckým písmenem n (tento). Protože neexistuje nic takového jako „bezeztrátový disk“, n vždy méně než 1 (100 %). U oběhového čerpadla topného systému je celková účinnost určena hodnotou účinnosti motoru nM (elektrické a mechanické) a účinnost čerpadla np. Součin těchto dvou hodnot je celková účinnost ntot.
ntot = nM • np

Účinnost čerpadel různých typů a velikostí se může lišit ve velmi širokém rozmezí. Pro čerpadla s účinností bezucpávkového rotoru ntotrovná se 5 % až 54 % (vysokoúčinná čerpadla); pro čerpadla se suchým rotorem ntot se rovná od 30 % do 80 %. Dokonce i v rámci charakteristické křivky čerpadla se aktuální účinnost v určitém čase mění od nuly do maximální hodnoty. Pokud čerpadlo pracuje se zavřeným ventilem, vzniká vysoký tlak, ale voda se nepohybuje, takže účinnost čerpadla je v tuto chvíli nulová. Totéž platí s otevřenou trubkou. I přes velké množství čerpané vody nevzniká žádný tlak, což znamená nulovou účinnost.

Nejvyšší celkové účinnosti oběhového čerpadla topného systému je dosaženo ve střední části charakteristiky čerpadla. V katalozích výrobců čerpadel je tato optimální výkonová charakteristika uvedena samostatně pro každé čerpadlo.

Čerpadlo nikdy neběží na konstantní průtok. Při dimenzování čerpacího systému proto zajistěte, aby pracovní bod čerpadla byl po většinu topné sezóny ve střední třetině křivky čerpadla. To zajišťuje, že čerpadlo pracuje s optimální účinností.

Účinnost čerpadla je určena následujícím vzorcem:

np=Q • H • p/3670 • P2

np = účinnost čerpadla
Q [m3/h] = Krmivo
H [m] = Tlak
P2 [kW] = Výkon čerpadla
3670 = Konstantní koeficient
p [kg/m3] = Hustota kapaliny

Účinnost čerpadla závisí na jeho konstrukci. Následující tabulky ukazují hodnoty účinnosti v závislosti na zvoleném výkonu motoru a konstrukci čerpadla (mokrý/suchý rotor).

Účinnost standardních bezucpávkových čerpadel
(orientační hodnoty)
Účinnost čerpadel se suchým rotorem
(orientační hodnoty)

Spotřeba energie odstředivých čerpadel

Motor otáčí hřídelem čerpadla, na kterém je namontováno oběžné kolo. Čerpadlo vytváří zvýšený tlak a pohybuje se jím kapalina, což je výsledkem přeměny elektrické energie na hydraulickou energii. Energie, kterou motor potřebuje, se nazývá příkon energie P1 čerpadlo

Výkonové charakteristiky čerpadla
Výkonové charakteristiky odstředivých čerpadel jsou znázorněny na grafu: svislá osa, pořadnice, znamená spotřebovanou energii P1 čerpadlo ve wattech [W]. Vodorovná osa nebo úsečka ukazuje posuv Q čerpadlo v metrech krychlových za hodinu [m3/h]. V katalozích jsou tlakové a výkonové charakteristiky často kombinovány, aby jasně demonstrovaly vztah. Výstupní charakteristika ukazuje následující vztah: motor spotřebovává minimum energie při nízkém průtoku. S rostoucí nabídkou roste i spotřeba energie.

Vliv otáček motoru
Když se změní rychlost otáčení čerpadla a ostatní podmínky systému zůstanou nezměněny, spotřeba energie P se změní úměrně k hodnotě frekvence n v krychli.
P1/P2 = (n1/n2)3

Na základě těchto úvah je možné změnou otáček čerpadla přizpůsobit čerpadlo požadovanému tepelnému zatížení spotřebiče. Když se rychlost otáčení zdvojnásobí, zvýší se posuv ve stejném poměru. Tlak se zvýší čtyřikrát. Energie spotřebovaná pohonem se tedy vynásobí přibližně osmi. S klesající frekvencí klesá ve stejném poměru průtok, tlak v potrubí a spotřeba energie.

Přečtěte si více

Analýza vody ze studny: proč je potřeba, jak se provádí

Konstantní rychlost díky konstrukci
Charakteristickým rysem odstředivého čerpadla je, že tlak závisí na použitém motoru a jeho otáčkách. Čerpadla s frekvencí n > 1500 ot./min se nazývají vysokorychlostní čerpadla a čerpadla s frekvencí n < 1500 ot./minse nazývají pomalu se pohybující. Nízkootáčkové motory čerpadel mají složitější konstrukci, což znamená, že jsou dražší. V případech, kdy je použití pomaloběžného čerpadla vzhledem k vlastnostem topného okruhu možné nebo dokonce nutné, může použití rychloběžného čerpadla vést ke zbytečně vysoké spotřebě energie.

Vysoká cena nízkootáčkového čerpadla je tedy kompenzována významnou úsporou energie spotřebované pohonem. To přispívá k rychlé návratnosti počáteční investice. Zajištěním řízeného snížení rychlosti při snížení topné zátěže přispívá zařízení pro plynulou regulaci rychlosti k významným úsporám nákladů.

Čerstvé předměty

Výroba horizontálních dvouvtokových čerpadel 1D1080-70 je zvládnuta
Jaké typy čerpadel existují, jak vybrat vodní čerpadlo?
Analýza příčin nízké energetické účinnosti čerpacích zařízení v průmyslových podnicích
Čerpadla s dvojitým vstupem řady DeLium (DeLium) s axiálním pouzdrem
Výběr čerpadla pro ekonomický provoz
Princip činnosti odstředivých čerpadel

Výpočet spotřeby elektrické energie pro čerpání chladicí kapaliny síťovým čerpadlem

a) Výpočet spotřeby elektrické energie na čerpání chladiva síťovými čerpadly provozované kotelny

Síťová čerpadla č. 8, 9, 21 jsou poháněna motory typu DAMSO-14-8-4, síťová čerpadla č. 22 jsou poháněna motorem typu DKR-5023-4. Technické vlastnosti motorů jsou uvedeny v tabulce 23.

Rychlost otáčení, ot./min

Specifická spotřeba energie pro jakýkoli provozní režim čerpadla:

kde H je skutečný tlak vyvinutý čerpadlem v daném provozním režimu, m.vodní sloupec;

Specifická spotřeba energie pro síťové čerpadlo typu KRNA-400/700/64M je určena vzorcem (81):

Měrná spotřeba energie pro síťové čerpadlo typu 10NMKx2 je určena vzorcem (81):

Měrná spotřeba energie pro všechna síťová čerpadla provozované kotelny:

b) Výpočet spotřeby elektrické energie na čerpání chladiva síťovými čerpadly navrhované instalace kotle.

Jako elektromotory pro síťová čerpadla vybíráme motory typu

A-4-400U-4U3, jehož technické vlastnosti jsou uvedeny v tabulce 24.

Rychlost otáčení, ot./min

Specifická spotřeba energie pro síťové čerpadlo SE-1250-140-11 je určena vzorcem (81):

Měrná spotřeba energie pro tři čerpadla:

c) Úspora spotřeby elektrické energie po rekonstrukci:

Úspora energie, kWh/rok:

kde je kapacita čerpadla, .

Výpočet kabelového vedení 3 kV pro připojení motorů čerpadel sítě k rozváděči 3 kV

Výběr kabelového vedení 3 kV

Jmenovitý proud, A:

kde je vypočtený činný výkon, kW;

n = 1 – počet kabelů;

3 — faktor zatížení.

Průřez kabelového vedení:

kde je ekonomická proudová hustota /8, 266/.

Volíme kabel ASB-6-3×50 – kabel s hliníkovými jádry, s impregnovanou papírovou izolací v olověném plášti s pancéřováním z ocelových pásků s ochranným obalem z kabelové příze impregnované bitumenem. Kabel je položen v tunelech. Pro tento typ kabelu:

a) Kontrola zvoleného průřezu kabelu podle topných podmínek v normálním režimu.

Trvale přípustný proud kabelu s ohledem na instalaci, A:

Přečtěte si více

Co dělat, když jste otráveni kuřetem: známky shnilého masa

kde k_п = 1 — korekční faktor pro počet kabelů položených v jednom výkopu;

k_t = 1 — korekční faktor pro okolní teplotu.

165 > 147,86 — podmínka je splněna.

b) Kontrola topných podmínek kabelu v post-havarijním režimu.

Proud jednoho kabelu v post-nouzovém režimu, A:

Faktor nouzového přetížení v závislosti na typu uložení kabelu, faktoru předpětí a maximální době trvání:

Přípustný proud kabelu v ponouzovém režimu, A:

214,5 > 292 — podmínka není splněna.

Vybíráme kabel ASB – 6 – 3×150.

292,5 > 292 — podmínka je splněna.

c) Kontrola zvoleného průřezu na přípustnou ztrátu napětí, %:

5 % > 0,18 % — podmínka je splněna.

d) Kontrola tepelného odporu průřezu

Ekvivalentní obvod pro výpočet zkratového proudu je na obrázku 6.

Napájení OTEC-1 je realizováno z turbogenerátorů typu

TVF o jmenovitém výkonu 63 MW přes třívinutý blok

transformátory a dále přes pomocné transformátory typu TM. Rozvod elektrické energie 3 kV je realizován přes kompletní rozváděčovou jednotku (SSU).

Základní proud, kA:

kde MVA je základní výkon;

kA — napětí báze, kV.

Relativní reaktance pro generátor:

kde = 0,125 je subtransientní reaktance podél podélné osy pólů;

— jmenovitý výkon generátoru, MVA;

V provozu jsou tři generátory o celkové kapacitě , MVA:

Jalový odpor proudového vodiče v relativních jednotkách:

kde Ohm/km je měrná reaktance vodiče /9, 121/;

l = 110 m — délka vodiče s proudem.

Relativní reaktance pro transformátor.

Typ blokového transformátoru TDTN-10000/110:

Relativní reaktance pro kabelové vedení.

Značka kabelu ASBG – 3 – 3×150.

kde Ohm/km je specifická reaktance kabelového vedení, Ohm/km;

l = 0,095 km — délka kabelového vedení.

K rozvaděči je připojeno 8 kabelů. Jejich ekvivalentní odpor je malý a lze jej zanedbat.

Odpor dvouvinutého transformátoru v relativních jednotkách.

Typ transformátoru TM-10000/35.

Odpor kabelového vedení vedoucího k motoru síťového čerpadla:

Hodnota zkratového proudu v ustáleném stavu, kA:

kde E = 1,13 – EMF generátoru v relativních jednotkách /9, 150/.

kde je zkratový proud, kA;

C = 95 — koeficient změny teploty /9, 53/;

=0,57 s — snížená doba zkratu /9, 52/.

Tepelně odolný proti zkratovým proudům průřez:

Konečně přijímáme kabel značky ASB-6-3×150.

Výběr jističů

Pro ochranu elektromotorů čerpadel volíme vakuové spínače typu VBL-10-20/630U3 pro napětí 10 kV. Vypínač je vyráběn v klimatické verzi U, kategorie umístění 3 dle GOST 15150.

Technické vlastnosti přepínače jsou uvedeny v tabulce 25.

Jmenovité napětí, kV

Jmenovitý proud, A

Jmenovitý vypínací proud, kA

Elektrodynamický odporový proud, kA

Tepelný odporový proud, kA

Přepínač se vybírá podle následujících podmínek: