Energooszczędna eksploatacja pomp głębinowych

Książka stanowi szczególnie cenne źródło informacji dla osób zajmujących się eksploatacją, pomiarami (badaniem), modernizacjami, remontami pomp przeznaczonych do pracy w zmiennych warunkach eksploatacyjnych określanych przez wymagania dotyczące ich parametrów przepływowo-energetycznych.

Ocenia się, że 20÷30% produkowanej w Polsce energii elektrycznej zużywają pompy, wśród, których istotną część stanowią pompy stosowane w transporcie wód pitnych. Uwzględniając aktualny wzrost znaczenia wód podziemnych, szczególnie w okresach długotrwałej suszy, tematyka podjęta w książce jest bardzo aktualna.

Eksploatacja głębinowych ujęć charakteryzuje się złożonością i wzajemnymi powiązaniami zagadnień techniki pompowej i hydrogeologii. Obecnie aktualna tematyka energooszczędności maszyn wymaga również od projektantów układów pompowych (pompa + instalacja) korzystania z zaawansowanych metod projektowych wykorzystujących numeryczne metody obliczeń parametrów przepływowych w kanałach hydraulicznych pomp. Stosowane w agregatach pompowych napędowe silniki elektryczne powinny charakteryzować się możliwie wysokimi sprawnościami. Zarówno pompy, jak ich napędowe silniki elektryczne, powinny się charakteryzować wysokimi sprawnościami w szerokim zakresie zmian parametrów przepływowych agregatów pompowych.

::Spis treści::

1. Wstęp

1.1.         Wykaz ważniejszych oznaczeń

2. Podstawy teoretyczne

2.1.         Podstawowe zagadnienia z teorii pomp wirowych – głębinowych

2.1.1.     Parametry pompy

2.1.1.1. Wydajność

2.1.1.2. Wysokość podnoszenia

2.1.1.3. Pobór mocy

2.1.1.4. Sprawność

2.1.1.5. Prędkość obrotowa

2.1.1.6. Parametry nominalne

2.1.2.     Przepływ energii w pompie głębinowej

2.1.3.     Rodzaje strat w pompie

2.1.3.1. Straty mechaniczne

2.1.3.2. Straty objętościowe

2.1.3.3. Straty hydrauliczne

2.1.4.     Podobieństwo przepływów. Wyróżnik szybkobieżności

2.1.5.     Charakterystyki pomp wirowych – głębinowych

2.2.         Podstawowe parametry silników – głębinowych

2.2.1.     Parametry znamionowe silników

2.2.1.1. Napięcie i częstotliwość zasilania

2.2.1.2. Prędkość obrotowa

2.2.1.3. Moc znamionowa silnika

2.2.1.4. Sprawność silnika

2.2.1.5. Prąd znamionowy i rozruchowy silnika

2.2.1.6. Współczynnik mocy

2.2.1.7. Moment silnika

3. Pompy głębinowe

3.1.         Zastosowanie

3.2.         Budowa pomp głębinowych

3.2.1.     Klasyczne konstrukcje pomp głębinowych

3.2.2.     Inne konstrukcje pomp głębinowych

4. Silniki głębinowe

4.1.         Silniki głębinowe półsuche

4.2.         Silniki głębinowe mokre

4.3.         Silniki głębinowe specjalne

4.4.         Uwarunkowania w eksploatacji silników głębinowych

4.4.1.     Dobory mocy silników do warunków pracy

4.4.1.1. Obliczanie mocy silnika dla temperatur medium standardowo dopuszczalnych

4.4.1.2. Obliczanie mocy silnika dla temperatur medium większych niż znamionowe

4.4.2.     Zabezpieczenia pracy silników

4.4.3.     Rozruch silników

4.4.3.1. Rozruch bezpośredni

4.4.3.2. Rozruch poprzez soft start

4.4.3.3. Przemienniki częstotliwości

4.4.4.     Kable zasilające

4.4.4.1. Oznaczenia kabli

4.4.4.2. Dobory kabli zasilających

4.4.4.3. Obliczanie przekroju przewodu dla danego spadku napięcia

4.4.5.     Zasilanie awaryjne – agregaty prądotwórcze

4.4.6.     Różnice konstrukcyjne i eksploatacyjne silników asynchronicznych i synchronicznych

4.4.6.1. Charakterystyka mechaniczna

4.4.6.2. Napięcie zasilania

4.4.6.3. Współczynnik mocy

5. Układy pompowe studni

5.1.         Budowa standardowych układów pompowych studni głębinowych

5.2.         Budowa specjalistycznych układów pompowych pomp głębinowych

5.3.         Charakterystyka układu pompowego pompy głębinowej

5.4.         Współpraca charakterystyki pompy i charakterystyki układu

5.5.         Dobór pompy głębinowej do wymaganych parametrów pracy układu pompowego

5.6.         Sprawność energetyczna układu pompowego pompy głębinowej

5.7.         Analiza niezawodności w eksploatacji pomp i układów pompowych

5.7.1.     Miejsce i rola diagnostyki w systemach eksploatacji pomp głębinowych i ich otoczeniu

5.7.2.     Analiza niezawodności

6. Systemowe zarządzanie, sterowanie i monitorowanie w eksploatacji pomp głębinowych

6.1.         Technika cyfrowa w systemach eksploatacji pomp

6.2.         Systemowe zarządzanie, interaktywny monitoring i sterowanie pracą pomp głębinowych

6.2.1.     Technika informatyczna w zarządzaniu eksploatacją pomp głębinowych

6.2.2.     Dedykowane wersje oprzyrządowania i opomiarowania układów pompowych

6.2.3.     Funkcjonowanie systemu

6.2.4.     Zdalny przekaz danych, sterowanie pracą pomp

6.2.5.     Zakres przetwarzanych danych i informacji

7. Wybrane zalecenia i uwagi w prowadzeniu energooszczędnej eksploatacji pomp głębinowych

7.1.         Opomiarowanie układu pompowego pompy głębinowej

7.1.1.     Zintegrowana sonda pomiarów ciśnień

7.1.2.     Inteligentne przetworniki ciśnienia

7.1.3.     Miernik przepływu

7.1.4.     Miernik parametrów sieci

7.2.         Interpretacja wyników pomiarów

7.3.         Systemowy, uniwersalny wskaźnik energochłonności układu pompowego

7.3.1.     Podstawowe wersje pracy układów pompowych pomp głębinowych

7.3.2.     Wyliczenie wskaźnika

7.4.         Stacje prób pomp głębinowych

7.4.1.     Znaczenie stacji prób

7.4.2.     Korzyści z posiadania stacji prób

7.5.         Wpływ zmiany stanu technicznego studni na zużycie energii w eksploatacji ujęcia

7.5.1.     Współpraca charakterystyk – pompy i zmienionej charakterystyki studni

7.5.2.     Symulacja komputerowa w SPMSYSTEM

7.6.         Zastosowanie energooszczędnych agregatów z silnikami synchronicznymi

7.6.1.     Silniki synchroniczne

7.6.2.     Porównanie agregatu tradycyjnego i agregatu optymalizującego zużycie energii

7.7.         Komputerowy kreator doboru pomp do prognozowanych warunków pracy w studni

7.7.1.     Praca modeli matematycznych systemu

7.7.2.     Wybrane elementy z algorytmu pracy komputerowego modelu doboru pomp

7.7.2.1   Charakterystyka studni

7.7.2.2. Charakterystyka strat liniowych

7.7.2.3. Charakterystyka strat armatury

7.7.2.4. Charakterystyka ciśnienia odpływu

7.7.2.5 Finalna charakterystyka układu pompowego w studni

7.7.2.6. Komputerowo wyznaczony punkt pracy pompy i układu pompowego

8. Kierunki rozwoju energooszczędnej eksploatacji pomp i ujęć głębinowych

8.1.         Diagnostyka stanu technicznego studni

8.1.1.     Rola diagnostyki studziennej w energooszczędnej eksploatacji ujęć

8.1.2.     Wskaźnik jakości energetycznej geohydrauliki studziennej – bilans mocy

8.2.         Nowoczesne technologie w technice pompowej i elektrotechnice

8.3.         Systemowe zarządzanie w eksploatacji pomp głębinowych

8.4.         Wzrost zastosowania źródeł energii odnawialnej w eksploatacji pomp głębinowych

Literatura