Насосное оборудование

Энергетическое обследование насосного оборудования позволяет установить, соответствует ли фактический режим работы насоса необходимой подаче жидкости и напору. Для этого определяют рабочую точку агрегата, сопоставляют её с насосной характеристикой и оценивают расход электроэнергии при действующих условиях эксплуатации.

В отличие от обследования системы водоснабжения в целом, где рассматривают распределение воды между потребителями, здесь основное внимание уделяют конкретным насосным агрегатам и способам управления ими. Повышенная электрическая мощность может быть связана с избыточным напором, перекачкой лишнего объёма жидкости или недостаточной эффективностью самого агрегата. Для каждой причины необходим свой подход к оценке.

Рабочая точка насоса и гидравлическое сопротивление сети

Рабочая точка характеризует фактическое сочетание расхода жидкости и напора, создаваемого насосом. Её положение определяется характеристикой агрегата и сопротивлением подключённой трубопроводной сети.

Насосная характеристика показывает, какой напор способен развивать агрегат при разных расходах. Сопротивление сети определяет условия, которые насос должен преодолеть для подачи жидкости потребителям. Сопоставление этих характеристик позволяет установить, работает ли оборудование в режиме, соответствующем фактической гидравлической задаче.

Если насос создаёт напор выше необходимого или обеспечивает избыточный расход, часть потребляемой электроэнергии может не приносить дополнительной пользы технологическому процессу. Однако для такого вывода необходимо подтвердить реальные требования потребителей, а не ориентироваться только на паспортные параметры агрегата.

Исходные данные и оценка эффективности

Для обследования используют насосные характеристики, показания расходомеров, давление до и после насоса, данные о потребляемой электрической мощности, сведения о количестве параллельно работающих агрегатов и графики потребителей.

Расходомер показывает фактическую подачу жидкости. Измерения давления позволяют определить создаваемый насосом перепад давления и оценить напор с учётом условий измерения. Электрическая мощность характеризует энергозатраты, а графики потребителей помогают установить, насколько подача соответствует спросу в разные периоды.

Специалист сопоставляет измеренные параметры с насосной характеристикой и определяет положение фактической рабочей точки. Для нескольких параллельных насосов дополнительно рассматривают совместный режим агрегатов: включение дополнительного насоса меняет общую подачу и условия работы оборудования.

Коэффициент полезного действия (КПД) характеризует соотношение полезной гидравлической мощности и затраченной мощности. При оценке фактического общего КПД насосного агрегата необходимо учитывать электрическую мощность привода. Поэтому паспортный КПД насоса нельзя автоматически принимать за эффективность всей работающей установки.

Дросселирование и частотное регулирование

Подачу жидкости можно изменять разными способами. При дросселировании расход регулируют за счёт изменения сопротивления потоку. При частотном регулировании изменяют скорость вращения электродвигателя, а вместе с ней — рабочие характеристики насоса.

Выбор способа регулирования зависит от характера потребления. Если системе постоянно требуется практически одинаковый расход, частотное управление не обязательно обеспечит преимущество перед существующим режимом. При переменном спросе изменение скорости может позволить согласовать работу насоса с потребностью, но ожидаемый эффект необходимо оценивать по конкретной гидравлической характеристике.

Особое значение имеет доля статического напора — составляющей, необходимой, например, для подъёма жидкости на заданную высоту. Если статический напор существенен, возможности уменьшения скорости ограничиваются необходимостью сохранить требуемую подачу. Поэтому нельзя заранее переносить ожидаемый эффект частотного регулирования с одной насосной системы на другую.

При обследовании сравнивают действующий способ управления, рабочие точки при разных расходах и условия эксплуатации потребителей. Если используются несколько параллельных агрегатов, оценивают также сочетания их работы при изменении спроса.

Почему насос потребляет больше электроэнергии

Высокая потребляемая мощность может иметь несколько технически разных причин:

• Избыточный напор. Насос создаёт давление выше необходимого для обслуживаемого процесса. В таком случае оценивают соответствие рабочего режима гидравлическим требованиям.
• Избыточная подача. Через систему проходит больший объём жидкости, чем требуется потребителям. Необходимо сопоставить фактический расход с графиком спроса и способом регулирования.
• Низкая эффективность агрегата. На выполнение сопоставимой гидравлической работы затрачивается больше энергии. Для проверки определяют фактическую рабочую точку и оценивают КПД оборудования.

Эти ситуации нельзя разграничить по одному показанию электрической мощности. Например, снижение расхода при сохранении избыточного напора и устранение недостаточной эффективности насоса представляют собой разные технические задачи. Поэтому рекомендации по изменению управления формируют после сопоставления расхода, напора и электропотребления.

Результат обследования насосного оборудования

Результатом анализа становится карта рабочих точек насосов при характерных режимах потребления. Она показывает, как фактическая подача и напор соотносятся с насосными характеристиками и потребностью подключённой сети.

На основе карты определяют, насколько обоснован действующий способ регулирования, как работает группа параллельных насосов и какие режимы требуют дополнительной проверки. Это позволяет рассматривать изменения управления без нарушения необходимой подачи жидкости потребителям.

При этом без одновременных измерений расхода, напора и электрической мощности нельзя достоверно рассчитать фактический общий КПД насосного агрегата. Следовательно, по одним паспортным характеристикам или показаниям электросчётчика нельзя подтвердить величину энергетических потерь и ожидаемую экономию.

Для комплексной технической оценки предусмотрена услуга «Энергоаудит инженерных систем». Дополнительные сведения о возможных отклонениях представлены в материале «Перерасход электроэнергии насосной системой: основные причины».