Обоснование применения частного-регулируемого привода для главных циркуляционных насосов.

Технологические задачи. 

Для охлаждения главного конденсатора ПТУ с целью наиболее эффективного охлаждения необходимо регулировать производительность главных циркуляционных насосов.  

Так как рабочим агентом циркуляционной системы является забортная морская вода с различной температурой (от минус 2 до плюс 40 градусов), то для поддержания требуемой температуры конденсата и вакуума в конденсаторе необходимо плавное регулирование производительности циркуляционных насосных агрегатов в широком диапазоне. Этот диапазон еще больше расширяется при изменении мощности ПТУ. Больше мощность – больше пара – большее количество забортной воды необходимо для его конденсации.  

В зависимости от примененного насоса и двигателя частотный преобразователь обеспечивает бесступенчатое регулирование производительности насосного агрегата 10-120% от номинала, при этом его энергетическая эффективность (КПД) практически не зависит от частоты вращения.  

Применение двухскоростного электродвигателя не даст требуемой регулировки производительности главных циркуляционных насосов для обеспечения максимальной эффективности ПТУ.  

 

Задачи повышения надежности гидросистемы.     

Предлагаю рассмотреть два варианта в сравнении, с прямым пуском и плавным пуском от стандартного УПП. 

При запуске насосного агрегата он и вся гидравлическая система испытывает пусковые перегрузки, которые при прямом пуске достигают 6-7 крат, а при применении УПП – 3,5-4 от номинального. Последующий при прямом пуске гидроудар крайне негативно сказывается на регулирующей арматуре и системе трубопроводов. При запуске от частотного преобразователя подобных перегрузок не возникает – запуск происходит с номинальным током, гидроудар – отсутствует.  

Запуск насосного агрегата от УПП происходит на закрытую задвижку в течение 30-40 секунд. Все это время ток двигателя в 3,5-4 раза выше номинального. Обмотки двигателя на работу в таких режимах не рассчитаны, и риск преждевременного выхода двигателя из строя значительно возрастает. Применение частотного преобразователя не допускает токовых перегрузок, а использование выходного фильтра нивелирует влияние выходного ШИМ на изоляцию обмоток двигателя. 

Применение частотных преобразователей позволяет производить смену насосных агрегатов для выравнивания их моторесурса без остановки работы системы в целом. Существуют алгоритмы, позволяющие при запуске второго насоса плавно снижать производительность первого без гидравлических провалов или перегрузок в трубопроводе. Насос с УПП этого не позволит. 

Одной из причин износа рабочих органов насосных агрегатов является кавитация – образование пузырьков воздуха. Интенсивность их образования связана с несколькими параметрами, в том числе с плотностью перекачиваемой жидкости, ее температурой и давлением (производительностью). Плавно меняя производительность насоса, можно добиться минимизации кавитационных процессов, тем самым увеличить ресурс насосного агрегата и повысить надежность системы в целом. Аналогичным способом можно избежать возможных резонансов насосов. 

На системе из трех насосных агрегатов, оснащенных ЧРП, можно построить систему горячего резервирования насосов. Цикл подготовки к пуску и само время пуска значительно меньше аналогичного времени с прямым и плавным пуском. От момента поступления команды на пуск до выхода на номинальную производительность системе с ЧРП понадобится 5-10 секунд. Пуск осуществляется на открытую задвижку. В системе с прямым пуском – 3 секунды пуск + 20 секунд на открытие задвижки. Дополнительно перед пуском необходимо убедится, что выходная задвижка закрыта. Плюс еще 20-30 секунд на регулировку производительности системы при помощи управляемых задвижек. С плавным пуском к этому циклу добавляется еще 30-40 секунд на плавный запуск от УПП.    

 

По надежности и живучести предлагаемого решения Рустмаш. 

При проработке данного проекта нами предложены к применению унифицированные преобразователи частоты, построенные по принципу разделения выпрямительной и инверторных частей. Охлаждение принудительное, воздушное. Применены высоконадежные вентиляторы с регулировкой производительности в зависимости от температуры и выходной мощности ЧРП. Для повышения надежности работы и живучести ЧРП, выходной инвертор состоит из двух идентичных силовых ячеек, включенных параллельно. Это позволяет при выходе из строя одной из них продолжить работу с незначительным снижением мощности (75%-80% от номинала). Система вентиляции так же резервируется и дублируется.