600007 г. Владимир, ул. 16 лет Октября, д. 68А, литер "Ф", этаж 2, помещение 12
+7 (4922) 53-10-31
info@skb-proton.ru

Предотвращение отказов рециркуляционных насосов с помощью приводов для водоснабжения и канализации ABB

Преобразователи частоты

Станция очистки сточных вод для научных исследований и образования Das Lehr- und Forschungsklärwerk (LFKW) в Штутгартском университете в Германии — это установка для очистки сточных вод, а также платформа для образования, исследований и демонстраций. Место, где ученые могут всесторонне и практично протестировать новые процессы очистки сточных вод. LFKW обрабатывает сточные воды из пригородов Штутгарта Лаухау, Бюснау, а также из северного района Вайхингена и значительной части университетского района Вайхинген-Пфаффенвальд. Объем очищаемых сточных вод в год составляет около 800 000 м3. Объем поступающих загрязняющих веществ соответствует объему примерно на 10 000 жителей.

Насос, используемый на LFKW, обеспечивает рециркуляцию сточных вод с активным илом из аэротенка для последующей денитрификации. Содержание твердых веществ в аэротенке колеблется от 4 г/л до 5,5 г/л. Поскольку на объекте используется насос непрерывного действия, был выбран высокоэффективный насос. После установки нового двухканального насоса с крыльчаткой в течение нескольких дней возникали перегрузки из-за очень высокого потребления тока. Двигатель перегорал в двух случаях. Производитель вернул информацию, предполагающую, что эти перегрузки могли быть вызваны загрязнением и отложениями в насосе.

В течение двух лет насос пришлось заменять трижды, поскольку волокна и остатки шлама оседали в зазоре между крыльчаткой канала и корпусом. Это привело к увеличению потребления тока, что в конечном итоге привело к повреждению двигателя. Дисбаланс приводил к выходу из строя подшипников или перегоранию обмотки из-за высокого потребления тока. Замена насоса каждый раз требовала больших усилий. Для подъема насоса в то место, где он был установлен на станции очистки сточных вод, требовался автокран.

Очистка насоса для предотвращения засорения

Чтобы устранить проблему, в феврале 2021 года для управления двигателем был установлен частотно-регулируемый привод ABBs ACQ580 мощностью 4 кВт. Привод был специально разработан для систем водоснабжения и водоотведения. Встроенная в привод функция очистки насоса особенно подходит в этой ситуации. Это предназначено для предотвращения попадания твердых частиц в рабочие колеса насоса или трубопроводы. В большинстве случаев очистка производится вручную, но это означает, что насос необходимо вывести из эксплуатации и открыть.

Функция очистки насоса в ACQ580 состоит из программируемой последовательности вращений вперед и назад для разрыхления и удаления отложений с рабочих колес насоса и трубопроводов. Это предотвращает засорение, уменьшая необходимость в ручной очистке.

Привод запускает процесс очистки, подавая импульс в направлении, противоположном направлению работы. Длительность импульсов очистки одинакова как в положительном, так и в отрицательном направлении. В одной последовательности очистки может быть несколько импульсов очистки в положительном и отрицательном направлении.

Приводы с регулируемой скоростью вращения, обеспечивающие надежный поток сточных вод

ACQ580 приводит в действие двигатель насоса с частотой 48 Гц. Целью является постоянный расход примерно 20 л/сек, поскольку для процесса важна равномерная скорость рециркуляции. Скорость потока следует поддерживать постоянной для достижения высокой скорости денитрификации.

Поскольку ABB ACQ580 был введен в эксплуатацию, очевидно, что система самоочистки насоса снова работает. Расход немного уменьшается при постоянной скорости в течение дня и снова увеличивается после очистки.

На рисунке 1 показано, как происходит бесперебойная работа. Насос работает с постоянной скоростью, а привод контролирует потребляемую мощность. Обычно насос переключается один раз в день. При появлении повышенных значений энергопотребления привод останавливается и запускает программу автоматической очистки, а затем перезапускается с заданной скоростью. При бесперебойной работе расход при постоянной скорости одинаков до и после промывки. Промывка выполняется в зависимости от загрязнения. Итак, в показанном примере промывка проводилась дважды 3 ноября 2021 года и один раз в день в другие дни.

При повышенном загрязнении скорость подаваемого потока колеблется при постоянной частоте вращения насоса. Это может быть вызвано отложениями в камере насоса, в изнашиваемых кольцах канальных рабочих колес или во всасывающих или напорных патрубках. На рисунке 2 показан один из таких примеров. После промывки расход увеличивается, а затем постепенно уменьшается. Затем контур промывается, и загрязнения удаляются. Это приводит к тому, что насос снова подает больше воды с той же скоростью.

На рисунке 3 показаны 24-часовые циклы без сильного загрязнения 10 и 11 декабря 2021 года. 13 декабря запускается программа промывки, но насос не сразу обеспечивает желаемый расход, поскольку растворенные загрязнения необходимо промыть. Насос не будет обеспечивать ожидаемый расход до тех пор, пока он полностью не промоет все.

Результаты показывают работу при постоянной частоте вращения. Вот почему расход колеблется. Если насос работает с регулировкой частоты вращения и фиксированным расходом, сопоставимый эффект может быть обнаружен только в потребляемой мощности и скорости (частоте).

Плавная перекачка

Двухканальный лопастной насос LFKW, который перекачивает рециркуляционную воду из бассейна аэрации в бассейн денитрификации, в прошлом неоднократно выходил из строя в результате загрязнения, что приводило к полному повреждению насоса. С момента установки привода для водоснабжения и канализации ABB ACQ580 со встроенной функцией очистки насоса насос работает без сбоев и с низким уровнем износа. Перегрузок не происходило, и подшипники больше не нуждались в замене. Опыт, накопленный в LFKW, может быть перенесен на все очистные сооружения сточных вод. Если существует риск засорения, засоренные участки можно разрыхлить, используя функцию очистки насоса привода, и это не приведет к блокировке насоса ни со стороны всасывания, ни со стороны давления.