Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

5.7. Расчет потерь электроэнергии при эксплуатации насосных установок

В процессе перекачивания рудничных вод, содержащих абразивные примеси (шлам), происходит износ элементов проточной части центробежных насосов и их уплотнительных устройств, сопровождающийся увеличением зазоров и объемных утечек через них, что приводит к снижению подачи, напора и КПД насоса на внешнюю сеть.

В условиях УзПР проведены замеры подачи насосов главного водоотлива при различной их наработке в часах, приведенные в табл. 5.13. Нанося на типовую (индивидуальную) характеристику насосов типа ЦНС(К) 300-120–600 данные его подач, согласно рекомендациям [14], определяем фактический КПД насоса.

Таблица 5.13

Параметры работы насоса ЦНСК 300-360 гор. 640 м УзПР

№ п/п

Число часов

работы насоса, Т, маш. ч

Подача

насоса

Q, м3/ч

Напор,

развиваемый

насосом Н, м

КПД

насоса η,%

Мощность

насоса,

кВт

А1

1

305

347

69

472,4

А2

100

299,6

346

68

469,5

А3

147

273,9

337

53,3

533,3

А4

192

263,8

336

50

546

А5

263

257,74

335

46

578,1

А6

398

252,06

334

43

603

А7

453

245,64

333

41

614,4

А8

518

221,71

332

39

581,2

А9

749

189,64

330

33,5

575,3

Определим расход электроэнергии, затрачиваемой насосной установкой ЦНСК 300-360 гор. 640 м и ЦНСК 300-420 гор. 340 м для откачивания суточного водопритока УзПР, по данным, представленным в табл. 5.14 и 5.15.

Таблица 5.14

Параметры работы насоса ЦНСК 300-420 гор. 340 м УзПР

№ п/п

Число часов

работы насоса,

Т, маш. ч

Подача

насоса

Q, м3/ч

Напор,

развиваемый

насосом Н, м

КПД

насоса

η,%

Мощность насоса,

кВт

А1

1

340

377

69

516

А2

97

336,6

376

67,6

520,4

А3

49

329,3

374

54,1

632,8

А4

46

311,8

373

51

633,8

А5

78

287,5

371

45,7

648,7

А6

132

261,2

370

43,1

623,3

А7

61

254,3

368

40,6

640,7

А8

69

237,3

367

38,7

625,5

А9

38

189,64

361

33,8

563

Таблица 5.15

Результат расчета расхода электроэнергии для откачивания водопритока
за 1 сут для работы насосов гор. 640 м

Показатели

работа насоса

с нормальным

водопритоком

Тнорм, ч

работа насоса

с максимальным

водопритоком

Тмах, ч

расход ЭЭ

при нормальном

водопритоке

Wнорм, кВт*ч

расход ЭЭ при максимальном

водопритоке

Wмакс, кВт*ч

А1

15,5

19,1

7322

9022,5

А2

15,8

19,47

7418,5

9141,6

А3

17,3

21,3

9226,7

11360

А4

17,92

22,1

9784,3

12066,6

А5

18,34

22,63

10602,3

13082,3

А6

18,78

23,14

11324,3

13953,4

А7

19,25

23,74

11827,2

14585,9

А8

21,33

26,3

12397

15285,6

А9

24,93

30,75

14342,2

17690,5

Определяем расход электроэнергии за 1 сут для работы насосов, соответствующий рабочей точке А1 (см. рис. 5.7), кВт·ч:

missing image file (5.54)

где missing image file =1,05 коэффициент, учитывающий расход электроэнергии на освещение насосной камеры, сушку электродвигателей и т. д.;

missing image file – КПД насоса действительный;

missing image file – КПД электродвигателя насоса (по технической характеристике);

missing image file=0,95 – 0,97 – КПД электросети;

missing image file – число часов работы насоса, требуемое для откачивания суточного водопритока УзПР, ч.

Определяем действительные часы работы насоса для откачивания суточного водопритока УзПР в зависимости от режима работы насоса (рис. 5.8):

missing image file

missing image file (5.55)

missing image file

missing image file

Расчеты следующих режимов работы насосов сведем в табл. 5.15, 5.16.

Таблица 5.16

Результат расчета расхода электроэнергии для откачивания водопритока
за 1 сутки для работы насосов гор. 340 м

Показатели

работа насоса

с нормальным

водопритоком

Тнорм, ч

работа насоса

с максимальным

водопритоком

Тмах, ч

расход ЭЭ

при нормальном

водопритоке

Wнорм, кВт*ч

расход ЭЭ при

максимальном

водопритоке

Wмакс, кВт*ч

А1

20,96

25,91

10815,36

13369,56

А2

21,2

26,2

11032,5

13634,5

А3

21,65

26,75

13700,12

16927,4

А4

22,9

28,25

14514,02

17904,85

А5

24,8

30,64

16087,76

19876,17

А6

27,3

33,72

17016,09

21017,68

А7

28,03

34,64

17958,82

22193,85

А8

30,04

37,1

18790,02

23206,05

А9

37,6

46,45

21168,8

26151,35

По данным УзПР, средняя наработка насосов главного водоотлива до капитального ремонта составляет 550 ч. Определим фактическое число часов работы для откачивания годового водопритока на гор. 640 и 340 м в соответствии с данными табл. 5.16, 5.17.

Определим количество часов работы насоса ЦНСК 300-360, 420 гор. 640 и 340 м для откачивания нормального и максимального водопритоков в течение года:

missing image file

missing image file

missing image file

missing image file

Определим количество часов работы насоса ЦНСК 300-360, 420 гор. 640 и 340 м для откачивания суммарного водопритока в течение года:

missing image file

missing image file

Определим количество капитальных ремонтов насосов за данный период.

missing image file

missing image file

По данным табл. 5.16 определим, с какими параметрами будут работать насосы главного водоотлива за указанный период.

Определим подачу, напор, КПД и расход электроэнергии насосами типа ЦНСК 300-360 гор. 640 м за период 550 ч, соответствующий наработке до капитального ремонта в условиях УзПР. Результаты сведем в табл. 5.17.

Из характеристики рис. 5.8 видно, что в условиях фактической эксплуатации ЦНСК 300-360 (шахтная вода с механическими примесями) происходит износ насоса и, как следствие, снижение подачи, напора и КПД.

По приведенным параметрам работы насоса ЦНСК 300-360 видно, что при его работе в данных условиях наблюдается интенсивный износ, что приводит к снижению подачи, напора, КПД и росту потребляемой насосом мощности из электрической сети из-за снижения КПД.

Таблица 5.17

Данные по работе насоса типа ЦНСК 300-360 гор. 640 м за период 550 ч
в условиях УзПР

Работа насоса

до капремонта

Т, ч

Подача

насоса

Q, м3/ч

Напор

насоса

Н, м

КПД

насоса η, %

W, расход ЭЭ

за данный

период, кВт*ч

А1

100

305

347

69

47240

А2

47

299,6

346

68

22066,5

А3

45

273,9

337

53,3

23998,5

А4

71

263,8

336

50

38766

А5

135

257,74

335

46

78043,5

А6

58

252,06

334

43

34974

А7

65

245,64

333

41

39936

А8

34

221,71

332

39

19760,8

ИТОГО

304785,3

missing image file

Рис. 5.8. Параметры ЦНСК 300-360 при наработке 749 ч:
1 – N = f (T); 2 – H = f(T); 3 – Q = f(T); 4 – η = f(T).

Определим расход электроэнергии за 1 год:

missing image file

missing image file

missing image file

missing image filemissing image filemissing image file

Определим экономию электроэнергии при работе насосов при постоянных подаче и напоре за год:

missing image file

missing image file

missing image file


Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074