Acționarea electrică a unui sistem de pompare

Una din preocuparile mondiale în domeniul actionărinor electrice este creșterea eficienței energetice. Cu ajutorul imaginației putem echivala cerința mondiala de energie cu necesarul de energie a unui vapor, având în vedere că acesta are la bord o multitudine de echipamente care deservesc echipajul.

Instalațiile vaporului pot fi împărțite în mai multe categorii:

- Instalația de balast: are rolul de a corecta asieța navei și de a asigura pescajul minim când aceasta este goala;

- Instalația de santina: are rolul de a elimina acumulările de apa reziduală;

- Instalația de stins incendiu: are în componența pompe, hidranți, furtune, valvule de închidere, tubulaturi etc.;

- Instalații sanitare: aprovizionează echipajul și pasagerii cu apa potabilă, pentru spălat, și asigură evacuarea peste bord a apelor reziduale și a dejecțiilor;

- Instalația de ventilație: asigura circulația aerului;

- Instalația de guvernare: asigură stabilitatea de drum si manevrabilitatea;

- Instalația de ancorare: fixează nava în raport cu fundul mării;

- Instalația de încarcare: este alcătuita din bigi, macarale simple sau mecanizate;

- Instalația de acostare-legare: servește la manevrarea navei în vederea acostării și fixarea navei de cheu, de altă navă sau de diverse construcții plutitoare.

Toate aceste instalații au ca bază de funcționare , o serie de pompe cu diferite caracteristici , proprietăți și forme, care sunt angrenate la rândul lor de motoare electrice.

Această lucrare de licentă propune folosirea tuturor cunoștințelor, pentru eficientizarea la maxim a energiei de la bordul navei, în special a energiei electrice. Printre metodele de creștere a eficienței energetice, din punct de vedere electric, sunt dezvoltarea semiconductoarelor, dezvoltarea automatizărilor, dezvoltarea sistemelor numerice moderne (micocontrolere ,procesoare de semnal).

Prin diferite metode se poate ajunge la eficientizarea procesul tehnologic, pentru utilizarea eficientă a puterii și minimizarea consumului de energie electrică folosind diferite tehnici de control.

CAPITOLUL 1. ACTIONAREA ELECTRICA A SISTEMELOR DE POMPARE LA BORDUL NAVEI

1.1. Sisteme de pompe folosite în industria navală

O pompa este o mașina sau un aparat care transformă energia mecanică, în energie hidraulică sau pneumatică , cu scopul transportării gazului sau fluidului către echipamentul unde se folosește energia utilă. Energia mecanică poate proveni din forța musculară sau de la un motor de antrenare, motor care poate fi de curent continu sau curent alternativ, în funcție de instalația care deservește nava (Fig 1). Datorită condițiilor speciale de exploatare, în industria navală se folosesc pompe care au diferite regimuri de funcționare. Un aspect foarte important în instalațiile de pompare este centrarea corectă a pompelor față de motorul de antrenare. În cazul pompelor de dimensiuni reduse, se utilizează construcția monobloc, la care rotorul pompei și rotorul motorul sunt calate pe un arbore comun (ptentr pompele mai mari se utilizează un cuplaj elestic).

Fig. 1 Pompa angrenată de motor

1 Motor 4 Cuplaj cu distanţier 7 Rotor hidraulic 10 Suportul rulmentului

2 Cuplaj 5 Arbore 8 Carcasă pompă 11 Rulment

3 Protecţie cuplaj 6 Etanşare mecanică 9 Capacul carcasei 12 Placa de bază

Datorită vibrațiilor din timpul navigării (din interior sau din exterior), este indicat ca între pompă și conductele de aspirație sau refulare, să se montează o tubulatură din cauciuc. O altă importanță este dată flanșelor conductelor și flanșelor pompei, ele trebuie să fie paralele și de aceiași dimensiune, iar racordarea să se realizeze asfel încât să nu cedeze solicitărilor mecanice.

1.2 Tipuri de pompe

1.2.1. Pompele hidraulice

Se pot alege dupa mai multe criterii:

a). criteriul functional:

- pompe cu debit constant

- pompe cu debit variabil

b). criteriul construciv:

- pompe cu rotor

- pompe fara rotor

- pompe cu constructie speciala

- pompe cu destinatie speciala

c). criteriul sensului de curgere al fluidului:

- traversarea unidirectionala a lichidului de lucru

- traversarea bidirectionala a lichidului de lucru

1.2.2. Pompele pneumatice

Pompele pneumatice folosesc ca fluid purtător de presiune, aerul din atmosferă sub presiune. Datorită impurităților și a vaporilor din atmosfera, aerul trebuie purificat pentru a nu afecta elementele component din instalație , eventual gradul de umercare se face controlat cu ajutorul unor ungătoare cu ceață de ulei.

Principalele caracteristici care sunt urmarite pentru o eficientizare cât mai bună a energiei sunt : debitul si presiunea.

1.3. Utilizari ale pompelor

Pentru reglementarea diferitelor regimuri de funcționare , au fost introduse diferite normative de sigurantă și exploatare a instalațiilor de pompare.

1.3.1 Industria navală

Indiferent de model, pompele sunt folosite în diferite instalații:

- Instalații de stingerea incendiilor

- Instalații sanitare

- Instalații de santină

- Instalații de ancorare

- Instalații de condiționare a aerului

- Instalații de balast

- Instalații gravitaționale

- Instalații de alimentare combustibil

- Instalații de răcire cu apă a generatoarelor diesel

1.3.2 În industria siderurgică

În industia siderurgică pompele pot fi folosite în:

-instalații de răcire

-instalații de stingerea incendiilor

-instalații de ungere

-instalații de transport

-instalații de ventilație

1.4 Acționări electrice ale sistemelor de pompare

Criteriile după care se aleg pompele sunt:

- Regimul de functionare

- Conditiile de lucru

- Puterea mecanică utilizată

1.4.1 Acționări cu regim constant (serviciu continuu)

Instalațiile de conditionare a aerului, realizează o prelucrare complexă a aerului în scopul asigurării condiților optime de muncă și odihnă pentru oameni , indiferent care sunt condițiile meteorologice , pe toată perioada anului , pentru navigarea în diferite zone climatice.

1.4.2. Acționări cu regim intermitent

Instalația de santină , asigură evacuarea peste bord a apei colectate din santină în cadrul condițiilor normale de exploatare (apă care este trecută prin separator de reziduri), în cadrul funcției de salvare (asigură evacuarea cantitații de apă pătrunse în caz de gaură de apă)

1.4.3. Acționări cu turație variabilă

Pentru a putea obține o turație variabilă , de-a lungul timpului au fost folosite mai multe metode de alimentare a motoarelor asincrone pentru angrenarea pompelor cum ar fi: pornirea cu trepte de rezistențe sau pornirea cu ajutorul unui convertor static.

Datorita avantajelor oferite, convertorul static este utilizat cel mai des în practică, în special pentru instalații cum ar fi:

-instalațiile de ventilație

-instalațiile hidraulice

-instalația de carburant