Введение к работе
Актуальность работы. В последние годы резко возросла роль энергосберегающих режимов систем машинного орошения в республиках Центральной Азии. Так, например, в Республике Узбекистан построены и эксплуатируются около двух тысяч насосных станций (НС) и установок, которые орошают более трети всех поливных земель. Ежегодно насосными станциями перекачивается свыше 50 млрд. м3 оросительной воды, затрачивая при этом около 8,5 млрд.кВт.ч электроэнергии.
Крупные мелиоративные насосные станции с центробежными насосами, такие как Хамза-І, Хамза-!І, Кизил-Тепа, Джизакскии каскад, НС-7 Каршинского магистрального канала (КМК) и др. эксплуатируют центробежные насосы агрегаты единичной мощностью до 12,5 МВт.
По конструктивным соображениям насосные станции проектируются, а основном, без учета гидравлических процессов, влияющих на работу агрегата, и степени этого влияния. При эксплуатации большого числа высокопроизводительных насосов уменьшение КПД, подачи и увеличение затрат электроэнергии и времени ремонта агрегатов снижает технико-экономические показатели и надежность системы машинного водоподъема (СМВ). Ущерб от этого достигает нескольких десятков миллионов сум в год. Мало исследований по изысканию рационального и эффективного способа расширения зоны работы центробежного насоса (ЦБН), изготавливаемых и применяемых на мелиоративных насосных станциях.
Установлено, что достаточно эффективным является изменение частоты вращения рабочего колеса насоса (РК). Однако этот способ трудно осуществлять и на практике он заменяется обточкой РК по наружному диаметру. Изменение размеров РК изменяет основные показатели работы насоса и его рабочие характеристики.
Исследования вопросов совершенствования режимов работы мелиоративных насосных станций систем машинного водоподъема в условиях острого дефицита водных и энергетических ресурсов, дадут возможность определить такие режимы эксплуатации, которые обеспечат снижение непроизводительных потерь электроэнергии на насосных станциях, являются акту-
альными и имеют большое народнохозяйственное значение.
Цель и задачи исследований. Целью диссертационной работы является разработка научно-обоснованных энергосберегающих режимов работы крупных мелиоративных насосных станций, оснащенных центробежными насосами, путем совершенствования насосно-силового оборудования.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
провести на основе обзора развития СМВ в Узбекистане анализ современного состояния опыта эксплуатации насосных станций, оборудованных крупными центробежными насосами;
разработать энергосберегающие режимы и методы изменения характеристик ЦБН на НС СМВ;
исследования обоснованных способов расширения оптимальных характеристик центробежных насосов.
Методы исследований: Использовались методы расчета энергогидравлических показателей работы насосных станций и напорных систем, полученные на основе теории гидромашин и гидротехники. Исследования проводились по методикам с использованием ГОСТ 6134-77 по испытаниям насосов и методов математической статистики. Методика натурных исследований заключалось в синхронной регистрации показаний, станционных приборов (уровни воды мощности, разворот лопастей) и оценки степени развития неблагоприятных режимов НС (вибрация, кавитация агрегатов) и их устранение.
Обьект исследований: Объектами натурных исследований выбраны НС-7 КМК и Джизакская головная насосная станция (ДГНС).
Научная новизна. На основе обобщения исследований по совершенствованию режимов работы крупных насосных станций с центробежными насосами, а также разработок и исследований автора, научная новизна работы заключается в следующем:
- разработаны методы оценки режимов эксплуатации насосной станции
на базе станционных приборов и выбора оптимального режима эксплуатации
насосно-силового оборудования;
- подтверждена качественная сторона расширения зоны использования крупных вертикальных центробежных насосов путем комбинированных видов обточки рабочего колеса.
Достоверность результатов. Выводы и рекомендации содержащиеся в диссертационной работе обоснованы проведенными теоретическими и экспериментальными исследованиями. Их достоверность, подтверждена результатами натурных экспериментов и внедрением в производство.
Практическая ценность результатов исследований заключается в том, что использование разработанных методик позволяет определить рабочие параметры, обеспечивающие рациональные режимы эксплуатации, а также обеспечит минимизацию затрат электроэнергии для выполнения заданного графика водоподачи насосной станции.
Внедрение. Разработанные методы используются в Джизакской головной насосной станции (ДГНС) для определения рабочих параметров и затрат электроэнергии на водоподъем. Ожидаемый экономический эффект составляет 12 млн сум (в ценах на март 1997 г.).
Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались на республиканской научной конференции "Математическое моделирование и вычислительный эксперимент" (Ташкент, 1997 г.), семинарах Лаборатории насосных станций и установок, отдела АСУ НПО "САНИИРИ", а также на заседаниях секции "Водное хозяйство и системы управления" Ученого совета НПО "САНИИРИ". (1995-98 г.) и научных семинарах в Институте Водных Проблем АН РУз и ТИИИМСХ (1998 г.)
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликованы б научных трудов, из них 3 научные статьи.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка использованной литературы из 129 источников, материал изложен на 150 стр. основного текста, содержащего 24 рисунка и 17 таблиц.
