0.54 Mb.НазваниеЭнергосберегающие методы управления режимами работы насосных установок систем водоснабжения и водоотведениястраница1/4Николаев Валентин ГеоргиевичДата конвертации15.08.2012Размер0.54 Mb.Тип Специальность Год На соискание ученой степени 1 На правах рукописи Николаев Валентин ГеоргиевичЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ МЕТОДЫ УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМАМИ РАБОТЫ НАСОСНЫХ УСТАНОВОК СИСТЕМ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И ВОДООТВЕДЕНИЯ05.23.04 водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсовАВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наукМосква - 2010 Работа выполнена на кафедрах «Гидравлика» и «Коммунальное и промышленное водопользование» Московской Государственной Академии коммунального хозяйства и строительства Официальные оппоненты: доктор технических наук Лезнов Борис Семенович доктор технических наук, профессор Щербаков Владимир Иванович доктор технических наук Крылов Юрий Алексеевич Ведущая организация: ООО «Институт «Гипрокоммунводоканал», г. Москва Защита состоится «09» июня 2010 г. в 11-00 на заседании диссертационного совета по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора наук Д.303.004.01 при ОАО «НИИ ВОДГЕО» по адресу: 119048, Москва, Г-48, Комсомольский проспект, 42, стр. 2..Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью организации, просьба направлять по адресу: 119048, Москва, Г-48, Комсомольский проспект, 42, стр. 2, диссертационный совет Д 303.004.01.С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОАО «НИИ ВОДГЕО».Автореферат разослан ..2010 г. Ученый секретарь диссертационного совета, канд. техн. наук Ю.В.Кедров ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы Рост потребления электроэнергии в нашей стране за последнее десятилетие значительно превышал темпы ввода в эксплуатацию генерирующих мощностей, что привело к образованию дефицита резерва свободной мощности в большинстве регионов России. Проблема дефицита мощности может решаться двумя путями: либо наращиванием темпов строительства и ввода генерирующих мощностей, либо путем рачительного расхода производимой энергии и внедрением новейших энергосберегающих технологий. Необходимо учитывать, что затраты на создание 1 кВт генерирующей мощности составляют от 1500 до 2000$ США, тогда как затраты на внедрение современных энергосберегающих технологий соответственно равны от 100 до 250$. Кроме того, сроки строительства и ввода в действие тепловых, атомных и гидроэлектростанций составляют от 5 до 10 лет и требуют значительных инвестиций, тогда как результаты экономии энергии при внедрении энергосберегающих технологий могут быть получены в ближайшие один-два года. Поэтому снижение потребления энергии в нашей стране в настоящее время представляет важнейшую народно-хозяйственную проблему, основные направления решения которой сформулированы в Федеральном законе «Об энергосбережении и повышении энергоэффективности» 261-ФЗ от 23.11.09 г. Одним из крупнейших потребителей электроэнергии в стране (более 20%) являются лопастные насосные агрегаты, большая часть которых используется в промышленности, коммунальном и сельском хозяйстве. Одним из наиболее эффективных способов экономии энергии в насосных установках, работающих с переменной нагрузкой, является применение регулируемого электропривода (РЭП). Приведенный в работе анализ результатов применения РЭП показал, что в одних случаях его установка приводит к ощутимой экономии энергии, в других она незначительна, в-третьих, установка привода не обеспечивает получение её экономии. Исследование методов и форм применения регулируемого привода свидетельствует о том, что на практике чаще всего используются технически наиболее простые, а экономически наименее эффективные способы управления насосными установками, такие, как стабилизация давления на выходе из насоса. Степень использования потенциала энергосбережения, при этом, составляет не более 15-30%, что приводит к тому, что большая часть потенциала, даже после установки регулируемого привода остается невостребованной. Одной из основных причин такого положения является недостаточная изученность влияния РЭП на работу систем водоснабжения и водоотведения. В диссертационной работе проблема внедрения современных энергосберегающих технологий на основе использования регулируемого привода в системах ВиВ решается путем создания математической модели виртуального насоса и математического моделирования гидродинамических систем «приемный резервуар насосная установка трубопроводная система». Для минимизации затрат энергии при работе насосных установок решен целый ряд оптимизационных задач с разработкой принципиально новых методов определения оптимальных параметров насосного оборудования и способов управления им. С целью оптимального распределения нагрузки между параллельно подключенными агрегатами с различными характеристиками использовались оптимизационные методы неопределенных множителей Лагранжа и проекций градиента. Диссертационная работа выполнена на опытно-промышленных установках и промышленных объектах, а также на кафедрах «Гидравлика» и «Коммунальное и промышленное водопользование» Московской государственной академии коммунального хозяйства и строительства (МГАКХиС).Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы являлось развитие научных основ энергосбережения при работе насосных установок систем водоснабжения и водоотведения на базе их математического моделирования с использованием современных информационных технологий и оптимизационных методов. При выполнении работы были поставлены следующие задачи. Обосновать выбор объективного критерия для оценки энергоэффективности работы насосных установок систем водоснабжения и водоотведения (ВиВ) и составить рекомендации для определения имеющегося потенциала энергосбережения. Выполнить анализ фактических режимов работы насосных установок систем ВиВ и обобщить имеющуюся информацию об эффективности различных способов управления. Исследовать влияния нарушений условий гидродинамического подобия гидромашин на КПД лопастного насоса и пересчет его характеристик. Данные нарушения возникают в результате изменения частоты вращения рабочего колеса при поддержании минимально-допустимых напоров в диктующей точке водопроводной сети (при наличии статической составляющей поддерживаемого напора). Разработать математическую модель функционирования виртуального и реального насосного агрегата при оснащении их регулируемым приводом и без его использования. Оценить влияние выбора способа управления насосным агрегатом и характера распределения нагрузки во времени на определение его оптимальных параметров. Провести сравнительный анализ энергоэффективности различных способов управления насосной установкой с одним насосным агрегатом с учетом возможности применения регулируемого привода. Исследовать особенности работы насосных агрегатов с регулируемым приводом в составе группы при их параллельном подключении. Решить оптимизационную задачу минимизации затрат энергии при работе группы параллельно подключенных агрегатов, имеющих различные характеристики с оптимальным распределением нагрузки между ними. Провести сравнительный анализ энергоэффективности различных способов управления при работе группы параллельного подключенных насосных агрегатов с регулируемым приводом и без его использования при переменной нагрузке. Разработать пра
Энергосберегающие методы управления режимами работы насосных установок систем водоснабжения и водоотведения
Энергосберегающие методы управления режимами работы насосных установок систем водоснабжения и водоотведения
Комментариев нет:
Отправить комментарий