Способ запуска насосной станции Советский патент 1988 года по МПК F04D15/00 

со со со ел

Изобретение относится к насосостро ению и мржет быть использовано при .. автоматическом запуске высоконапорных насосных станций гидрошахт.

Цель изобретения - повьшение надежности запуска путем снижения пусковых нагрузок и предупреждения неустойчивых режимов работы. .

На фиг. 1 показана схема устройст- ва для реализации способа запуска насосной станции; на фиг. 2 - криззые напорно-расходных характеристик насосов и характеристик сети.

Устройство для запуска насосной станции (не), состоящей из высоконапорного (ВН) и бустерного (БН) насосов, содержит блок 1 логики, блок 2 управления;БН, блок 3 формирования уставки, блок 4 управления ВН, блок 5 управления второй задвижкой, формиро- ватель 6 тактов, блок 7 регулирования первой задвижкой, блок 8 ручного управления, датчик 9 заполнения сети и датчик -10 расхода.

Пять выходов блок.а 1 логики подключены соответственно к входу блока

2управления БН, первому входу блока

3формирования уставки, входу блока А управления ВН, входу блока 5 управ- ления второй .задвижкой, установлен:- ной на нагнетании БН, и входу формирователя 6 тактов.

Семь входов блока 1 логики подключены соответственно к выходу блока 2 управления БН, выходу блока 7 регу лирования первой задвижкой, установленной на нагнетании ВН, выходу блока 8 ручного управления, выходу формирователя 6 тактов, выходу блока 4 управления ВН, выходу блока 5 управления второй задвижкой, выходу датчика 9 заполнения сети. Выход датчика. 10 расхода соединен с входом блока 3 формирования уставки, выход которого подключен к входу блока 7 регулирования первой задвижкой.

Устройство работает следуняцим образом.

Для запуска НС в автоматическом режиме оператор переводит тумблер Авт.-Ручнс на блоке 8 управления в положение Авт. и в блок логики поступает сигнал Запуск в автоматическом режиме. После нажатия one- ратором кнопки Пуск на блоке 8 ного управления в блок 1 логики по- .ступает сигнал Запуск НС. Блок 1

0

j 0 5

0

логики при этом формирует управляющую команду Запуск формирователя тактов. Формирователь 6 тактов предназначен для синхронизации цепей блока 1 логики.

Формирователь 6 тактов формирует первый такт, на котором проверяются необходимые начальные условия запуска, а именно открытие второй задвижки (при этом сигнал поступает в блок 1 логики с.блока 5 управления), закрытие первой задвижки (при этом сигнал поступает в блок 1 логики с блока 7) и выключение ВН (при этом сигнал поступает в блок 1 логики с блока 4). Если к этому моменту сложились необходимые условия запуска, то блок 1 логики формирует управляющую команду Включить БН, которая поступает для отработки в блок 2,

Если же система не готова к запуску, т.е. отсутствует хотя бы один из указанных сигналов, то блок 1 логики формирует сигнал на аварийную сигнализацию и в формирователь 6 тактов для обнуления и управляющие команды : для создания начальных условий запуска, а именно Открыть вторую задвижку (поступает в блок 5), Выключить ВН (поступает в блок 4) и Закрыть первую задвижку (поступает в блок 7), Затем цикл повторяется, т.е. формирог ватель 6 тактов вновь формирует первый такт и, если на этот момент времени в блок 1 логики поступили необ-.. ходимые сигналы, то он формирует сигнал Включение БН.

Через определенное время (время включения ВН) формирователь 6 тактов формирует следующий такт, на котором проверяется включение БН. Так, если БН не включился, то в блок 1 логики с блока 4 управления БН поступает ко- майда Выключить БН и формируется аварийный сигнал, который поступает на аварийную сигнализацию и в формирователь 6 тактов. Затем цикл повторяется, пока не поступает сигнал БН включен. После включения БН начинается заполнение сети водой.

Время появления следующего такта определяется временем заполнения сети водой. При этом формирователь 6 тактов формирует следующий такт. Если сеть заполнена, а с датчика 9 заполнения сети, поступает в блок 1 логики сигнал Заполнение сети, то блок логики формирует управляющую команду

Включить ВН (при этом запускают электродвигатель ВН в ненагруженном состоянии), которая поступает в блок

4. Если же сеть не заполнена, то блок 1 логики формирует сигналы на аварийную сигнализацию и в формирователь 6

тактов.

Время появления следующего такта определяется временем включения ВН. На этом такте проверяется включение ВН аналогично проверке включения БН. Если ВН включен (в блок 1 логики поступает сигнал ВН включен), то формируются зтравляющая команда Разре- шить открытие первой задвижки, которая поступает в блок 3 формирования уставки, и управляющая команда Закрыть вторую задвижку (прекращают заполнение сети), которая поступает в блок 5. Если же в блок 1 логики поступает сигнал Выключить ВН, то формируется сигнал на аварийную сигнализацию, и в формирователь 6 тактов

Блок 3 формирования уставки пред- назначен для определения оптимальной величины степени открытия первой зад- вилски, чтобы исключить возникновение колебаний параметров потока в системе насос-трубопровод-потребитель и обеспечить устойчивую работу ВН на сеть с любым сопротивлением а, после его запуска. Выходной сигнал блока 3 поступает в блок 5 управления первой задвижки (блоки 3 и 5 в зависимости от текущего расхода воды,устанавливают гидравлическое сопротивление сети

Формирователь 6 тактов формирует следующий такт на котором проверяется закрытие второй задвижки, и при .необходимости формирует аварийный сигнал. В случае наличия сигнала Вт рая задвижка закрыта блок 1 формирует управляющую команду чить БН, которая поступает в блок 2 управления БН.

После выключения БН формирователь 6 тактов формирует такт, на котором проверяется выключение БН. Если БН выключен (в блок 1 логики поступил сигнал Выключить БН), то блок 1 логики формирует информационньш сигнал Запуск высоконапорной НС окончен. Следукяций такт выключает формирователь 6 тактов.

Для ручного запуска НС устройство содержит блок 8 ручного управления. В этом случае оператор переводит на

-логики Выклю

к

ок й6

13995084

блоке 8 тумблер Авт,-ручн. в положение Ручн. и кнопками блока 8 управляет состоянием насосов, и задвижек НС.

Последовательность операций, позволяющая определить вид зависимости положения первой задвижки h от величины текущего расхода Q, следующая.

По значению Q определяется гидравлическое сопротивление сети а.

Зная параметры БН (коэффициенты а, Ъ, с уравнения Н а + bQ - cQ ) и величину текущего расхода Q., .значение ар определяют следующим образом

а„

а + bQt - cQt - Hr

Qt

где H - известная геодезическая высота нагревания насосов НС. Сопротивление а, определяется из условия устойчивой работы ВН на сеть с сопротивлением а

акс

К

(2)

Q.

Q

Make

К

прогнозная подача ВН при устойчивой его работе; подача ВН при максимальном напоре; коэффициент запаса.

Определяется

ь пр

40

55

где А, В, С - известные параметры ВН, а именно, коэффициенты уравнения Н А+BQ-CQ j Z - число рабочих колес ВН.., Величина Q определяется из уравнения суммарной напорно-расходной характеристики высоконапорного насоса и задвижки, установленной на его на- гнетании

Z(A + BQ - (С + аз/Q),

II -ZB - 2(С + a,)Q ciy

мсткс

О,

откуда

Z -В

Make 2(C-Z +

aj

Тогда ойтимальное сопротивление задвижки аJ определяется как

а.

-Y +41 + 4R

где Y 2Z С +

R Z

г

С 13995086

команды на включение ВН электродвигатель насоса запускается в ненагруженном состоянии, т.е. на закрытую задвижку, установленную на линии нагнетания насоса.

Достаточным условием устойчивой работы ВН на сеть с гидравлическим сопротивлением является условие, при , 10 котором рабочая точка насоса находитdP dQ

(фиг. 2). С этой целью после заполнения сети водой перед запуском ВН оп- 15 ределяется текущий расход воды-в сети Qj.. Учитьшая параметры БН и ВН, опре- гидравлическое сопротивление

ся в зоне характеристики с

О

Чделяют

dP dQ

ся в зоне характеристики с

О

(фиг. 2 нения с ределяе Qj.. Учи

Чделяют

Изобретение может быть использовано при автоматическом запуске вы- соконапоррых насосных станций гидро- , шахт. Цель изобретения - повьшение надежности запуска путем снижения пусковых нагрузок и предупреждения неустойчивых режимов работы. Включают вспомогательные насосы и измеряют параметры режима их работы. Затем фиксируют момент окончания заливки, регулируют сопротивление сети в зависимости от параметров режима рабаты вспомогательных насосов после момента окончания заливки и вктаочают основные насосы. Таким образом, обеспечивается работа высоконапорного насоса в области устойчивых режимов. 2 ил. (Л

х(к)

Z-A+H

20

По значению а определяется коэффициент сопротивления задвижки f,.

По известному значению 1 оп15еделя- ется величина h, степень открытия задвижки, обеспечивающая требуемое гидравлическое сопротивление.

Для иллюстрации способа запуска НС на фиг. 2 показаны: кривая К, - на- порнр-расходная характеристика ВН;

25

сети а и прогнозную рабочую точку ВН, после его запуска на сеть с а (т.н.). В этом случае после запуска ВН в нем возникает помпаж, и работа насоса будет неустойчива. Для предотвращения этого режима изменяют гидравлическое сопротивление сети а до

кривые К- и

Кз сзт4марные напорнорасходные характеристики ВН и установленной на его нагнетании задвижки с сопротивлениями а и а соответственно; кривая К, - напорно-расход- . наА характеристика БН; кривые Ку и 35 Kg - характеристики сети с сопротив- лейиями а, и а, соответственно; точки S, S и S.- точки характеристик К , Kj и Кз с максимумом давле- ,.

HKJJI, точки А, Bj С - рабочие точки насосов; Н. - геодезическая высота нагнетания насосов.

Способ запуска НС осуществляется следующим образом.

Гидравлическую сеть заполняют водой включением БН. Окончание заполнения фиксируют, например датчиком, установленным на конце трубопровода.

запуска ВН. Сопротивление изменяют либо включением дополнительного потре . бителя (кривая Kg), либо установлением определенного значения сопротивления задвижки, установленной на линии 30 нагнетания (кривые К и К,).

Изменяя, например сопротивление задвижки atg до значения а.(кривая К), добиваются положения прогнозируемой рабочей точки насоса m В в области расходов, больших критического Q(S )j в зону характеристики с dP/dQ О.

Таким образом, обеспечивается . работа ВН в области устойчивых режимов.

Формула изобретения

Способ запуска насосной станции, заключакшщйся во включении вспомогательных насосов, измерении параметров режима их работы, фиксации момента окончания заливки ных насосов, о т тем, что, с целью сти залуска путем

40

45

и включении основ- личающийся повышения надежно- снижения пусковых

либо расчетным путем. После этого си- 50 нагрузок и предупреждения неустойчивых режимов работы, перед включением основных насосов регулируют сопротивление сети в зависимости от парамет- ров режима работы вспомогательных насосов после момента окончания заливки.

стема готова к включению,. вН. При этом работа БН продолжается для покрытия утгйчек воды из сети, так как сеть имеет участок с отрицательной геодезической высотой нагнетания и часть пот-55 ребителей включена. При поступлении

сети а и прогнозную рабочую точку ВН, после его запуска на сеть с а (т.н.). В этом случае после запуска ВН в нем возникает помпаж, и работа насоса будет неустойчива. Для предотвращения этого режима изменяют гидравлическое сопротивление сети а до

насосной станции, ключении вспомогазмерении параметров фиксации момента

и включении основ- личающийся повышения надежно- снижения пусковых

вых режимов работы, перед включением основных насосов регулируют сопротивление сети в зависимости от парамет- ров режима работы вспомогательных насосов после момента окончания заливки.

Ott

Фиг.1

uf.ff,

,afe

V