Введение
Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ И ПОСТАНОВКА 14
ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1. Режимы работы и энергопотребление насосных и воздуходувных установок 14
1.1.1 Насосные установки 15
1.1.2 Воздуходувные установки 16
1.2 Энергопотребление насосных и воздуходувных установок 17
1.2.1 Потребление электроэнергии насосными агрегатами 17
1.2.2 Особенности энергопотребления воздуходувных установок 21
1.2.3 Баланс энергопотребления 23
1.3 Снижение потерь электроэнергии в насосных и воздуходувных установках 23
1.3.1 Научно-обоснованный выбор оборудования 23
1.3.2 Способы регулирования режимов работы насосных установок ,
1.3.3 Способы регулирования режимов работы воздуходувных 35
установок
Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ 37
Глава 3. РАБОТА ЛОПАСТНОГО НАГНЕТАТЕЛЯ В НЕСТАЦИОНАРНОМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ПРОЦЕССЕ И ПОСТРОЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ЕГО РАБОТЫ 40
3.1. Условия работы лопастного нагнетателя при поддержании нестационарных процессов и составление целевой функции оптимизации (минимизации) потребления энергии 40
3.2. Аппроксимация характеристик лопастного нагнетателя и их пересчет в зависимости от частоты вращения рабочего колеса... 43
3.2.1. Аппроксимация характеристик лопастного нагнетателя при постоянной частоте вращения рабочего колеса 43
3.2.2. Пересчет характеристик лопастного насоса в зависимости от частоты вращения рабочего колеса 45
3.3. Построение математической модели виртуального лопастного насоса 49
3.4. Исследование влияния статической составляющей требуемого напора и способе управления лопастным насосом на текущее значение его КПД 60
3.5. Оценка влияния отклонения текущей частоты вращения рабочего колеса от номинальной на снижение КПД насоса вдоль кривых подобных режимов и на КПД частотно-регулируемого привода (ЧРП) 65
3.6. Потенциал энергосбережения и его реализация для оценки эффективности работы лопастных нагнетателей с переменной нагрузкой 81
Глава 4. Влияние выбора способа управления лопастным насосным агрегатом и характера распределения нагрузки во времени на определение его оптимальных параметров 100
4.1. Теоретическое определение энергоэффективных параметров насоса при переменной нагрузке путем определения положения оптимума характеристики его КПД 100
4.2. Теоретическое определение оптимальных параметров насоса при переменной нагрузке с использованием кривых подобных режимов 105
4.3. Определение оптимальных параметров лопастного насоса по минимуму затрат энергии численными методами с использованием математической модели виртуального насоса 109
4.4. Сопоставление теоретических и расчетных значений
4 оптимальных параметров подбираемых насосных агрегатов, а также сравнение энергоэффективности применения насосов для традиционного и рекомендуемого способов выбора их
параметров 120
Глава 5. Сравнительный анализ энергоэффективности различных
способов управления насосной установки с одним насосным агрегатом и регулируемым приводом 130
5.1. Дросселирование трубопроводной системы 130
5.2. Стабилизация давления на выходе насосного агрегата 135
5.3. Минимизация избыточных напоров в трубопроводной системе... 142
5.4. Минимизация избыточных напоров с предварительной 148 оптимизацией состава насосного оборудования (оптимизация)
5.5. Сопоставление энергоэффективности различных способов 155 управления
Глава 6. Сравнительный анализ энергоэффективности различных способов управления работой группы параллельно подключенных насосных агрегатов с регулируемым приводом при переменной нагрузке 171
6.1. Особенности работы насосных агрегатов в составе группы при их параллельном подключении 171
6.2. Теоретическое определение оптимальных параметров лопастных насосов в зависимости от их числа и характера распределения нагрузки 176
6.3. Исследование области возможных режимов работы лопастных насосов и оценка влияния ограничений на энергию, потребляемую насосным агрегатом 191
6.4. Оптимальное распределение нагрузки между агрегатами методом неопределенных множителей Лагранжа 205
6.5. Определение минимума потребляемой энергии с использованием оптимизационного метода проекций градиента 225
6.6. Сравнительный анализ энергоэффективности различных 5 способов управления работой группы параллельно подключенных агрегатов 233
Глава 7. ОБСУЖДЕНИЕ 272
7.1 Энергосберегающие методы выбора оптимальных параметров лопастных нагнетателей и способов управления ими в нестационарных технологических процессах 272
7.1.1 Методика выбора оптимальных параметров лопастных нагнетателей на основе математического моделирования.. 275
7.1.2 Методика выбора оптимальных способов управления лопастными нагнетателями в эксплуатации 289
7.2 Практические рекомендации, по модернизации систем энергоснабжения 297
Выводы 311
Литература 314
Приложения 333
Приложение 1. Технические характеристики выбранных насосных агрегатов. Характеристики трубопроводных систем и распределение подач в статистических интервалах 334
1.1 - Технические характеристики выбранных насосных агрегатов
1.2 - Характеристики трубопроводных систем и распределение подач в статистических интервалах (Характеристики 5-й насосов)
Приложение 2. Вычисление оптимальных параметров виртуальных насосных агрегатов 338
Приложение 3. Расчет энергопотребления и параметров насосных агрегатов на границах интервалов регулирования подач: 342
3.1. Дросселирование трубопроводной системы
3.2. Стабилизация давления на выходе насосной устанровки.
3.3. Минимизация избыточных напоров (давлений) в
трубопроводной системе.
3.4. Минимизация избыточных напоров в трубопроводной системе с предварительной оптимизацией параметров насосных агрегатов
Приложение 4. Результаты вычисления параметров насосов и энергоэффективности для различных типов агрегатов и способов управления ими при изменении соотношения статической составляющей и полного напора 348
4.1. Насосный агрегат Д-1250-65
4.2. Насосный агрегат СР-3531/865
4.3. Насосный агрегат КМ-100-65-250
4.4. Насосный агрегат Д-3200-75
4.5. Насосный агрегат 600В-1,6/100-0
Приложение 5. Диапазон изменения коэффициента частоты вращения рабочего колеса и критерия подключения (отключения) дополнительного насосного агрегата для различных способов управления 354
Приложение 6. Технические параметры насосных агрегатов, расчет потребляемой мощности и дифференциальных характеристик в зависимости от подачи при фиксированных значениях напоров 356
6.1. Технические параметры насосных агрегатов
6.2. Потребляемая мощность и дифференциальная характеристика насосного агрегата Д-1600-90
6.3. Потребляемая мощность и дифференциальная характеристика насосного агрегата Д-3200-75
Приложение 7. Метод снижения энергопотребления технологического оборудования сооружений аэробной биологической очистки сточных вод агропромышленного комплекса, (утв. РАСХН 04.12.2007г) 360
