Actionarea Electrică a Sistemelor de Pompare

INTRODUCERE

Prezenta lucrare se încadrează în problematica calităţii consumului de energie care este apreciată cu ajutorul eficienţei energetice, definită prin creşterea efectului util obţinut prin consumul unei forme de energie, pentru asigurarea unui serviciu la un consumator final.

Pornind de la marile posibilităţi ale acţionărilor cu turaţie variabilă, care urmăresc reducerea consumurilor energetice, susţinute în prezent în literatura tehnică de specialitate

[Europump and Hydraulic Institute, 2004; Hydraulic Institute, U.S. Departament of Energy, 2006], autorul îşi propune să analizeze funcţionarea unei instalaţii de pompare, din cadrul unui sistem de încălzire și climatizare, acţionate la turaţie variabilă. În acelaşi timp, introducerea acţionărilor cu turaţie variabilă trebuie să fie precedată de studii de oportunitate pentru a se evita realizarea unor investiţii nejustificate sau menţinerea unui sistem de exploatare a acestor subsisteme costisitor (randament energetic redus).

Scopul lucrării de an constă în proiectarea acționării electrice automatizate a sistemului de pompare pentru domeniu de utilizare specificat. Sarcinii de lucru a variantei 13 este adusă în anexa nr.2. Conform anexei, tabelul A.2 datele tehnice inițiale pentru proiectarea sistemului de pompare sunt.

1. Valoarea maximă al debitului Q 120 m3 h ;

2. Valoarea maximă a înălțimii de pompare H  25m;

3. Temperatura lichidului de pompare: 70 C

4. Destinația: încălzire, climatizare, utilizare industrială.

Tabelul S.1 din anexă se conține funcția varierii sarcinii (debitul procentual față de valoarea maximă) pentru un ciclu de lucru t ciclu  24h al pompei.

Sarcinile lucrării de an constă în calcularea şi alegerea pompei centrifuge, calcularea puterii

şi alegerea motorului asincron şi a convertorului static de frecvenţă, calcularea şi construirea caracteristicilor de funcţionare ale pompei şi magistralei hidraulice, calcularea şi construirea caracteristicilor de reglare ale pompei şi motorului electric, elaborarea schemei funcţionale a acţionării electrice, alegerea controlerului de comandă şi elementelor de comutaţie şi protecţie. O problemă actuală – reducerea consumului de energie electrică – este abordată prin calcularea consumului de energie a sistemului de pompare cu sarcină variabilă prin reglarea mecanică şi prin reglarea electrică cu mijloacele acţionării electrice reglabile.

Lucrarea de an este structurată pe 3 capitole:

În capitolul 1 în baza studierii literaturii tehnice s-a realizat o descriere generala a proceselor şi sistemelor de pompare, rolul şi funcţiile AE pentru automatizarea acestor procese tehnologice, s-a

specifică datele tehnice impuse pentru proiectarea acționarii electrice a sistemului de pompare, s-a

accentuează problemele principale ale proiectării acționarii electrice de pompare.

Capitolul 2 este nucleul lucrării unde s-a calculat şi s-a ales componentele de forţă ale acţionării electrice, s-a calculat şi se construiesc caracteristicele de funcţionare şi de reglare ale sistemului de pompare.

În capitolul 3 s-a elaborat schema funcţională a acţionării electrice,s-a ales controlerul de comandă şi elementele de comutaţie şi protecţie, s-a realizat în conformitate cu materialele didactice ale disciplinei « Comanda automată a sistemelor electromecanice ».

CAPITOLUL 1

DOCUMENTAREA TEHNICĂ ÎN ACȚIONAREA ELECTRICĂ A

SISTEMELOR SE POMPARE

1.1. Caracteristica generală a procesului și sistemelor de pompare

Pompele sunt mașini hidraulice care transformă energia mecanică în energie hidraulică, făcând parte din categoria generatoarelor hidr aulice.

După construcții și principiul de funcționare pompele și sistemele de pompare pot fi clasificate după cum urmează:

• Pompe centrifuge mono sau multietajate (fig.1) – sunt utilizate în rețelele da alimentare cu apă și pentru vehicularea lichidelor în industria chimică, cea minieră sau metalurgică. Transferul energetic se realizează prim interacțiunea dintre un rotor prevăzut cu palete profilate și lichidul de care acesta este complet imersat.

figura 1. Pompe centrifuge mono și multietajate

• pompe volumice (fig.2) (exemplu: pompele cu pistonase, cu palete culisate sau cu roți dințate) – destinate în special sistemelor de acționare hidraulice, funcționând în cele mai multe cazuri cu ulei. În cazul acestor pompe transferul energetic de la pompă la lichid se realizează prin deplasarea periodică a unor volume de lichid variabile în timp, între racordul de aspirație și cel de refulare al pompei.

Figura2. Pompe volumice.

• Pompe dozatoare (fig.3) – destinate industriei de petrochimie, chimie, energetică, minierit, celuloză și hârtie, stații de epurare, industria alimentară.

Figura 3. Pompe dozatoare firmei PULSAFEEDER S.U.A.

• Pompe de vid, suflante (fig.4) – se folosesc pentru producere de vid înaintat funcție de aplicație au aplicații industriale, sisteme centrale de vacuum, distilare în vid, sisteme de recuperare vapori, metalizare în vid, extrudarea maselor plastice, tratarea metalelor.