Regulacja

parametrów

pracy pompy

dr inż. Marek Skowroński

Punkt pracy układu

CIECZ

, , p

v

POMPA

RURA

Regulacja

pompy

Regulacja

układu

Sterowanie układem

pompowym

Q, H, T, t

Wymagania procesu technologicznego





1

1

2

2

1

u

u

c

u

c

u

g

H





U

1

C

1

W

1

C

u1

U

2

C

2

W

2

C

u2

c

m2

1. n
2. c

u1

3. c

u2

4. d

2

5. r
6. n

Q

H

H

th

H

th

H

Zmiana prędkości obrotowej

„n”

1. Zmiany prędkości obrotowej

3

~

d

n

Q



2

2

~

d

n

H



5

3

~

d

n

P







5

2

~

d

n

M







2

~n

H

3

~

n

P





2

~

n

M





n

Q ~

2

Q

C

H





3

Q

C

P





0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

0

50

100

150

0

20

40

60

80

100

120

0

50

100

150

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0

50

100

150

PDP !

Sposoby zmiany prędkości obrotowej

Regulacja prędkości pompy zasilającej

Sprzęgło hydrokinetyczne

Zabudowa sprzęgła hydrokinetycznego

Zabudowa sprzęgła hydrokinetycznego

Regulacja prędkości za pomocą sprzęgła hydrokinetycznego

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

0

50

100

150

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

charakterystyki przepływu pompy

charakterystyka układu

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0

20

40

60

80

100

120

140

160

Wydajność

S

p

ra

w

n

o

ść

pompa bez regulacji

pompa + regulacja

pompa + regulacja + sprzęgło

pompa + regulacja + sprzęgło + silnik

regulacja dławieniowa

Sprawność zespołu (napęd + pompa)

Przemienniki częstotliwości (falowniki)

Sprawność przemiennika częstotliwości

100%

1.0

n/n

n

1,0
0,9
0,8

0,7

Układy kaskadowe

Rozruszniki

 

2

1

U

s

M



Zmiana prędkości cieczy

„c

u

”

2. Zmiana c

u1

. Regulacja prerotacyjna

a)

b)

2. Zmiana c

u1

. Regulacja prerotacyjna

C

u1

U

1

W

1

C

1

C

u1

C

u1

C

1

Regulacja prerotacyjna

Zmiana prędkości obrotowej

Zmiana kąta łopatek kierownicy wlotowej

3. Zmiana c

u2

. Regulacja kąta łopatek wirnika

Kąt cięciwy profilu łopatki

C

m

C

m

C

m

C

m

C

m

W

2

U

C

2

C

u2

U

C

u1

C

1

W

1

C

1

W

1

W

2

U

C

2

C

u2

U

C

2

W

2

DC

u2

C

u1

C

1

W

1

W

nn

Obliczenia kąta cięciwy profilu łopatki

PDP !

4. Zmiana d

2

. Dopasowanie wirnika

Teoria podobieństwa 4 (wydajność)

b

d

c

A

v

Q

m















Q ~ n*d *d *d

Q ~ n*d

3

d’

c

m

’

c

m

’’

d’’

d





b

c

m

’’

Obliczenia średnicy wirnika

PDP !

2

~d

Q

3

~ d

n

Q



2

2

~

d

n

H



5

3

~

d

n

P







5

2

~

d

n

M







2

~d

H

4

~

d

P





4

~

d

M





Q

C

H





2

Q

C

P





0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

0

50

100

150

Q

H

0

20

40

60

80

100

120

0

50

100

150

Q

P

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0

50

100

150

Q

h

Obliczenia średnicy wirnika

PDP !

Charakterystyka zbiorcza

dla różnych prędkości obrotowych

Charakterystyka muszlowa

(regulacyjna)

R

2

R

3

Charakterystyka przepływu

Charakterystyka sprawności

Q

R

4

R

1

H

R=n; H = f (Q, n), P = f (Q, n) h = f (Q, n)
R=d

2

; H = f (Q, d

2

),

P = f (Q, d

2

) h = f (Q, d

2

)

R=b; H = f (Q, ), P = f (Q, ) h = f (Q, )

PDP !

450

425

400

375

350

325

300

58

57

56

55

54

51

Pompy

„inteligentne”

Transport

ciepła

DH

0

DH

1

Q

DH

2

zawór

regulacyjny

Q

1

Q

2

rurociąg zasilający

rurociąg powrotny

2

1







2

1







Straty energii hydraulicznej

Warunek samoregulacji

dQ

dH

dQ

dH

u

p



Charakterystyki pomp z wewnętrznym modułem sterowania

(pompy inteligentne )

Stała

Charakterystyka pompy „inteligentnej”

Proporcjonalna

Algorytm sterowania "na ciśnienie proporcjonalne"

H>Hz

TAK

NIE

zmniejsz

f

zwiększ

f

pomiar

wysokości

podnoszenia

H

zadana

maksymalna

różnica wysokości

podnoszenia

DH

dla aktualnego f

określ krzywą

Q=f(H)

oblicz aktualną

wydajność

Q

pomiar

częstotliwoś

ci

f

oblicz zadaną

wysokość podnoszenia

Hz =

0.5*DH*(1+Q/Q(DH))

UWAGA !

charakterystyka

H=f(Q,f=const)

musi

być monotoniczna