Настройка параллельной работы насосов и вентиляторов.

Setting up parallel operation of pumps and fans.

В насосных установках часто возникает необходимость в параллельной работе частотно-регулируемых насосных агрегатов. Это обеспечивает требуемый диапазон регулирования производительности насосной станции. Применяя частотное регулирование и изменяя количество работающих насосов, можно обеспечить минимальное потребление электроэнергии во всем диапазоне технологических нагрузок.

При разработке программы управления параллельно работающими насосными агрегатами необходимо определить:

• условия пуска/остановки дополнительного агрегата;
• критерии и алгоритм управления параллельной работой;
• алгоритм обеспечения качества поддержания технологического параметра в переходных процессах при изменении состава насосных агрегатов.

При параллельном подключении центробежных нагнетателей один из них, как правило, работает в режиме поддержания давления, а остальные вводятся и выводятся из работы в соответствии с требуемой производительностью насосной установки.

Параллельно работающие насосы сетевого контура.	Пример отображения параметров работы насосов сетевого контура на панели СЧР.

Условия пуска/остановки дополнительного насосного агрегата при параллельной работе.

Включение/отключение дополнительного насосного агрегата может выполняться в общем случае по разным алгоритмам.

• По отклонению регулируемого параметра (например, давления) на заданную величину от требуемого значения при ограничении на диапазон скорости вращения основного насосного агрегата. При этом обеспечивается поддержание давления в заданном интервале.
• По значению параметров электропривода основного насосного агрегата (частоте вращения, току, потребляемой мощности) при поддержании заданного значения регулируемого параметра. В этом случае точнее поддерживается давление, обеспечивается более полный учет нагрузки каждого насосного агрегаты и его эффективное использование.
• По условиям энергетической эффективности с целью оптимизации энергопотребления насосной установки в целом.

Параллельная работа насосных агрегатов при использовании технологии частотного регулирования.

Включение/отключение дополнительного насоса по отклонению регулируемого параметра используется, например, в преобразователях частоты Vacon 100.

В стандартной «МАКРОПРОГРАММЕ УПРАВЛЕНИЯ НАСОСАМИ И ВЕНТИЛЯТОРАМИ» преобразователя частоты Vacon (серии NX) включение и отключение дополнительного нагнетателя происходит с контролем частоты на выходе ПЧ. В настройках задаются частота включения и частота отключения дополнительного нагнетателя. Эти параметры устанавливаются для каждого отдельного нагнетателя в порядке очередности их запуска.

Подробнее: Программа управления насосами и вентиляторами PFC.

В Инженерном центре «АРТ» разработана и много лет используется программа управления тремя насосными агрегатами от двух преобразователей частоты (макропрограмма «PFC_PNS2-3d»). В этой макропрограмме также предусмотрен пуск дополнительного насосного агрегата.

Подробнее: Программа управления повысительной насосной станцией ART-PNS.

Преобразователь частоты, работающий с основным насосом, является ведущим. ПЧ, работающий с дополнительным насосом, является ведомым. Условия пуска/остановки дополнительного насоса, выбираются по вариантам настроек преобразователей, представленных в Таблице 1. Такой подход обеспечивает более точную настройку переключений и эффективную работу насосной станции в целом.

Разработка условий пуска/остановки дополнительных насосов является ответственным этапом создания СЧР. В частности, необходимо исключить автоколебательные режимы, обеспечить эффективное использование насосов для всех условий эксплуатации с минимизацией количества пусков и остановок.

Алгоритм управления насосными агрегатами при параллельной работе на общую магистраль.

Алгоритм управления параллельной работой центробежных нагнетателей важен в связи с разбросом рабочих характеристик, степени износа рабочих колес, особенностей запорной арматуры и трубопроводов и др.

Для выравнивания нагрузки нагнетателей целесообразно контролировать потребляемую мощность или ток электроприводов насосных агрегатов. Это исключит перегрузку и перегрев двигателя, снизит вероятность отказа и повысит эффективность работы СЧР.

В прикладной программе «PFC_PNS2-3d» (разработка Инженерного центра "АРТ") выравнивание нагрузки выполняется отдельным регулятором. Он поддерживает ток электропривода дополнительного насоса равным току электропривода основного насоса (или пропорциональным номинальному току при разной установленной мощности).

Аналогичные условия пуска/остановки трех дополнительных насосов и выравнивания нагрузки между ними реализованы в системе частотного регулирования насосно-перекачивающей станции «Пороховская», г. Санкт-Петербург.

Насосно-перекачивающая станция с двумя группами по 5 насосных агрегатов на прямой и обратной магистралях (максимально в параллель работают 4 насоса).	Параллельная работа насосных агрегатов с выравниванием по току (отображение на панели оператора системы частотного регулирования).

Динамические свойства контура поддержания заданного давления и контура выравнивания нагрузки существенно отличаются, что отражается на настройке регуляторов. Контур поддержания заданного давления настраивается на более высокое быстродействие, в результате чего основной насос обеспечивает минимизацию динамической ошибки в поддержании давления при работе СЧР.

Алгоритм обеспечения качества поддержания технологического параметра при изменении состава параллельно работающих насосных агрегатов.

Важным аспектом в работе СЧР является быстродействие, плавность и исключение значительных колебаний регулируемого параметра при изменении состава параллельно работающих насосных агрегатов. Здесь необходимо предусматривать дополнительные меры для оптимизации пуска и остановки. Например, это может быть предварительный ускоренный вывод запускаемого нагнетателя на скорость, близкую к скорости основного нагнетателя. После достижения заданной скорости нагрузка дополнительного насосного агрегата оказывается близкой к нагрузки основного. Применение алгоритма выравнивания нагрузки обеспечивает разгрузку основного насоса с минимальными колебаниями давления.

Структура блока программы выравнивания нагрузки насосных агрегатов с предварительным разгоном дополнительного насоса.

Общие принципы управления параллельной работой центробежными насосами и вентиляторами аналогичны. Инженерным центром «АРТ» реализованы сотни подобных проектов в энергетике, ЖКХ и на промышленных предприятиях.

Предложения Инженерного центра «АРТ»:

• технико-экономическое обоснование инвестиций в системы частотного регулирования насосных и вентиляционных агрегатов;
• комплекс работ по системам частотного регулирования с произвольным составом насосных и вентиляционных агрегатов.

Контактная информация.