GRUNDFOS Hungá Hungária Kft. Erdei Istvá István
2009. április 20.
Szivattyú Szivattyúk fordulatszá fordulatszámszabá szabályozá lyozása
szerviz és mőszaki igazgató Tel: 23/ 511160 Mobil: 20/ 9649790 email:
[email protected]
Erdei István
Elı Elıadó adó:
Bemutatkozás
Részterhelé szterheléső állapotban csak szabá szabályozá lyozással lehet biztosí biztosítani a stabil, gazdasá gazdaságos üzemet !
Csúcsigény a teljes üzemidı 10%a alatt jelentkezik.
A méretezés alapja a csúcsigény, ahol a hatásfok közel maximális.
A fogyasztói hálózat terhelése idıben változó.
Szivattyús rendszerek üzemeltetése
H2 n2 = H1 n1
H
teljesí teljesítmé tményigé nyigényt 12.5 % %ra csökkenti.
szá szállí llítómagassá magasságot 25% 25%ra és a
a térfogatá rfogatáramot 50% 50%ra, ra a
A fordulatszám 50% 50%os csökkenése
12.5
100
[%]
P
Tengelyteljesítmény
100
[%]
25
2
Szállítómagasság
Térfogatáram
Fordulatszám
között:
összefüggéseket az alábbi jellemzık
Az affinitási törvények mutatják az
Q2 n2 = Q1 n1
50%
100%
RPM
50
50
n2 P2 = P1 n1
Affinitási törvények
100
100
Q [%]
Q [%]
Fix csıhálózati jelleggörbe
3
Térfogatáram változás idıtartama
Gazdaságtalan az alkalmazás
Gazdaságos az alkalmazás
Fordulatszámszabályozás alkalmazása
Maximális térfogatáram változás
Pout(P2)= Pin(P1) x ηmotor
Szivattyú Szivattyú: Pout(P4)= Pin(P3) x ηszivattyú
Motor:
Szivattyú = P3
Pinput
Poutput
Szivattyú = P4
Tengelykapcsoló kivitelétıl függıen általában P2=P3.
Motor = P2
Motor = P1
Poutput
Pinput
Szivattyúaggregát teljesítmények
50%
37,5 Hz
75%
50 Hz
100%
n [%]
Msziv.=f(n)
Feladata: • Ua. mint lágyindító + • Szivattyú „teljesítményének” folyamatos szabályozása
n
25 Hz
Feladata: • Indítási áram korlátozása • Vízütések megelızése
(n=n0)
M [Nm]
Frekvenciaváltó
Msziv.
Ux-1
Ux
Un
Elektronikus lágyindító
(n=0)
M [Nm]
Lágyindító kontra frekvenciaváltó
v
3 x 400 V 50 Hz
t
Egyenirányító ACból DC
v
Kondenzátor Energia tároló
t
v
Inverter DCbıl AC
M
Frekvenciaváltó mőködési elve
t
3 x 200 V 25 Hz
;
M [Nm]
25 Hz
50%
37,5 Hz
75%
50 Hz
100%
Msziv.=f(n)
n [%]
M, U I, P
0
I
M
1 f
U
Φ~konst.
Φ≅
P
U f
50
Φ ≅k⋅
Φ~1/f
M≅
Frekvenciaváltó – aszinkron motor
k f
f [Hz]
Mmotor
100
Msziv~.kn2
Négyzetes terhelınyomaték
n [%]
100
160
M [%]
Mmotor névl.
Mmotor megnöv.
100
Állandó terhelınyomaték
n [%]
Alapvetıen a motor árama alapján kell kiválasztani a frekvenciaváltót. Ellenırizni kell, hogy a motor teljes terheléshez tartozó áramfelvétele ne legyen nagyobb a frekvenciaváltó tartós kimeneti áramánál.
Áramfelvétel
100
M [%]
Terhelınyomaték jellege
Frekvenciaváltó kiválasztása
110 kW teljesítmény felett (6 pólusnál 75 kW) az egyik csapágynak elektromosan szigetelt kivitelőnek kell lenni. A csapágyon átfolyó kúszóáramok beégést okozhatnak.
Szigetelt motorcsapágy
Motorokra 850 Vnál nagyobb feszültségcsúcsok nem juthatnak ! Feszültségcsúcsok kimeneti LCszőrıvel csökkenthetık.
Tápkábel hossza, feszültségcsúcsok
Frekvenciaváltó kiválasztása
P2 = Pteng = M ⋅ ω
Szivattyú
Tközeg °C Ph = Q ⋅ H = 0
P1 = 3 ⋅ U ⋅ I ⋅ cosϕ
Az örvényszivattyú által megszabott alsó határérték, az a fordulatszám ahol megszőnik a szivattyú szállítása, azaz ahol a térfogatáram nullára csökken. Ebben az esetben a szivattyúnak nincs a kimeneten hasznos teljesítménye (Ph= Q x H), így a tengelyén felvett teljesítmény a szivattyúban lévı folyadékot melegíti.
Motor kielégítı hőtése érdekében 15 Hz alatt nem üzemeltethetı a berendezés.
Motor
Minimális fordulatszám
áll. ∆p szabályozás
H [%]
25%
50%
80%
90%
100%
Mmin
100
Q [%]
Csıhálózati jelleggörbe
Zárt rendszerben
n fordulatszám
H0
Halapjel
H [%]
25%
50%
80%
90%
100%
100
Q [%]
Csıhálózati jelleggörbe
Nyitott rendszerben
n fordulatszám
Minimális fordulatszám általános esetben
50%
Qmin= 25%
nmin~70%
80%
90%
100%
n fordulatszám
100
Q [%]
Csıhálózati jelleggörbe
A min. frekvenciát úgy állítsuk be, hogy a szivattyú térfogatárama ne csökkenjen a Qnévleges 25%a alá.
H0
H [%]
H0
Q~15% Párh. üzemben
FV
Q= 50% Egyes üzemben
1
1+2
Q [%]
1+2+FV
Csıhálózati jelleggörbe
A min. térfogatáramot párhuzamos üzemben is biztosítani kell !
H [%]
Minimális fordulatszám – szennyvíz szivattyúk
Talpcsapágyban a minimális fordulatszám alatt nem jön létre a kenıfilm réteg.
Állórész
Radiális csapágy
Minimális fordulatszám – búvárszivattyúk
Membrán
Talpcsapágy
Tengely/forgórész
Nyomáskiegyenlítı szelep
Tengelytömítés
850 Vnál nagyobb feszü feszültsé ltségcsú gcsúcsok ellen vé védeni kell a motort. Adott ká kábelhossz mellett ellenırizni ellen rizni kell ennek mérté rtékét. Szü Szüksé kség szerint kimeneti LC LCszőr sz rıtt kell alkalmazni.
Áramlá ramlás megszőn megsz nésénél szivattyú szivattyút le kell állí llítani!
Min. té térfogatá rfogatáram a né névleges érté rték 10% 10%a.
Max. frekvencia 50 Hz (nem tú túlpö lpörgethetı) rgethet )
Min. frekvenciá frekvenciához tartozó tartozó fel fel és lefutá lefutási idı id max. max. 3 mp.
Min. frekvencia 30 Hz
Búvárszivattyúk frekvenciaváltós üzem
Állandó térfogatáramú elosztóhálózat
Változó térfogatáramú elosztóhálózat
ELOSZTÓHÁLÓZATOK
Hálózati tápfesz.
50 Hz
Frekvencia váltó
Rendelkezı jel 010V
Szabályozó
1050 Hz
∆p távadó
Távadó 420 mA/010V
kívánt ∆p = alapjel
teljes terhelés
Szelep képviseli a teljes rendszert
Nyitott szelep
90% fojtás
részterhelés
Szabályozatlan sziv. jelleggörbe
Fordulatszámszabályozás elemei keringetıszivattyúknál
Ellenı Ellenırzı rzı jel A szabályozott jellemzı mért mértéke
Alapjel
Komp. + Xr Jelformáló
Kp ; Ti
Szabá Szabályozó lyozó
Ívóvíz forrás
Beavatkozó Beavatkozó
Zavaró jell.
Rendszer
Távadó vadó
Rendszer
Terhelésvált.
Aktuális érték
Szivattyú+ motor + frek.vált.
Távadó
Alapjel = Kívánt érték = Kívánt nyomás
Szabá Szabályozott jellemzı jellemzı Pl. nyomás
Egyszerő Egyszerő nyomá nyomásfokozá sfokozás szabá szabályozá lyozási kö köre
25
100
H [%]
n=50%
n=100%
3.
2.
Térfogatárammal arányos ∆pszabályozás változó térfogatáramú rendszerben.
Q [%]
50%
60%
Állandó nyomáskülönbség vagy kimenı nyomás szabályozásnál a munkapont a fogyasztás csökkenésével egyre jobban balra tolódik, ami jelentıs hatásfok csökkenést okoz.
3.
70%
η=75%
Állandó ∆pszabályozás változó térfogatáramú rendszerben.
100
1.
2.
70%
Fordulatszám szabályozás „állandó térfogatáramú” rendszerben.
60%
1.
50
50%
Miért osszuk meg a terhelést több gépre ?
HSP
H
HSP
H
Q1
Q2
1 felezett-mérető 2 teljes-mérető
QH
Q2
Q
QT = Q1 + Q2
Q
QT
QT = QH + Q1 + Q2
Felezett szivattyús rendszer
2 teljes-mérető
Q1
QT
Azonos szivattyúk
Hp
H
Q1
P1
Q1
Q2
Max
ON/OFF
Q3
P2
H1 = H2 = Hp QS = Q1 + Q2
Q2
Qs
Külsı frekvenciaváltóval
Q
L
Q1 = Q2
Max
QT
Q2
Q
QT = Q1 + Q2
Minden szivattyú motorba épített frekvenciaváltóval.
HSP
H
Q1
Q
Elektronikus szivattyúkkal
MGE
Kaszkád (ki/be) kapcsolás
Nyomásfokozók csoportosítása szabályozási mód szerint
MGE
Ftípusú elrendezés, 1 db külsı frekvenciaváltóval
Etípusú elrendezés, szivattyúkba épített frekvenciaváltókkal
Köszö szönjü njük megtisztelı megtisztelı figyelmü figyelmüket !
