Hidrológiai Közlöny 1982 (62. évfolyam)
6. szám - Dr. Fáy Csaba: Vízműszivattyúk fordulatszám-vezérlésének és szabályozásának gazdaságossága a budapesti Vízművek tapasztalatai alapján
276 Hidrológiai Közlöny 1982. 6. sz. Dr. Fáy Cs.: Vízszivattyúk idő kisebb, mint egy diktált T d időtartam, a beruházási döntés akkor hozható meg, ha 2. A liatárteljesítmcny fogalma (8) Az eddigi összefüggések alapján konkrét esetben ki lehet számítani, hogy l-es, illetve 2-es indexszel jelölt megoldás milyen P teljesítménynél egyenértékű, ami alatt az l-es, felett a 2-es megoldás gazdaságosabb. Az összefüggések átrendezésével és figyelembe véve, hogy E 1 = X tP-81Q0 -k és E 2 = X 2P-81%0-k ahol az 1. megoldás, X 2 a 2. megoldás tényezője (lásd 3.-ban), k (pénzegység /kWh) az áram egységára, 8760 óra/év pedig az állandó üzemű telep kihasználtsága. Ezekkel: (t\- *\){í+v+4") + ( A 2+p+ P = , (kW) f (!7 + ?> + -y-pi ~B 2) ~(X 2 -X 1)8760k Az X tényező azt fejezi ki, hogy a teljes fordulaton felvett teljesítményhez képest az átlagos leszabályozottságú konkrét esetben milyen arányú a tényleges teljesítmény felvétel. Az összefüggésben a magyarországi állandók: Ha 7 = 5 év, l/2 T = 0,2/év, /=0,02/év; sr = 0,125/év; p = 0,l/év, vagyis f+p + --= +0,32; g + p + ~=0A25. 3. A műszaki megoldások összehasonlítása Az alapeset, amihez a különféle fordulatszám változtatási eseteket viszonyítjuk, az, ha a szükséges leszabályozást zár részbeni lezárásával valósítjuk meg. Csak konkrét esetben lehet összehasonlító számítást végezni, de előzetes tervezéskor még nem tudjuk pontosan, hogy milyen arányú lesz a leszabályozottság mértéke. Jó, ha fel lehet venni a terhelés-eloszlás gyakorisági görbéjét, ami a telep üzemét jellem zi. Ennek hiányában le lehet rögzíteni azt, hogy minél nagyobb az átlagos leszabályozottság, annál gazdaságosabb a jobb hatásfokú szabályozás. Keressük az átlagos leszabályozottságot. Vízmű üzemben, ahol - az alkalmazott szivattyúk aránylag kis jellemző fordulatúak (nq^ 40), — a szállítómagasság változása alig függ a vízáramtól, ha a vízáramot 100—50% között kívánjuk szabályozni, akkor ehhez 100—85% közötti fordulatszámok tartoznak. Az eves atlagban 90%-os fordulatszámmal járatott szivattyú lehet az előzetes számítás alapja, a gazdasági összehasonlításkor, ez tehát az átlagos leszabályozottság. Ha összehasonlító számítást végzünk, akkor felírható az alábbi táblázat: (a budapesti viszonyokra) Vizsgált eset Teljesítményfelvétel [ %] Q = 50 % 67 % 100 % zárral szabályzás P = 77 % 84 % 100 % fordulattal szabályzás szlipveszteséggel P — 57.5 % 73.7 % 100 % veszteségmentes P = fordulattal szabályzás 50 % 67 % 100 % fordulatszám értéke % n = 85 % 90 % A középső oszlop adatait használjuk kezőkben X x és X 2 számításakor. 100 % a követ4. Néhány konkrét számítási példa 4.1. Az 1. eset a zárral leszabályozás, rövidrezárt villamos motorral. A 2. eset a villamos motor vezérlése csÚszógyűrfiről kivett, villamos ellenálláson felemésztett teljesítményű szlipszabályozással. Az épület árában a két eset nem okoz különbséget, tehát F 2 -F, =0. A gépi berendezés árának az állandói: a rövidrezárt motor esetében A u = 15 000 Ft B„ =400 Ft/kW. ehhez még hozzá kell adni a zárhajtó berendezést, amit úgy veszünk figyelembe, hogy ezeket az értékeket 20 %-kal megnöveljük: A 1 = l,2 A u =18 000 Ft és ß, =1,2-B,, =480 Ft/kW. A csúszógyűrűs motor árának az állandói (a terhelő ellenállással együtt): A 2= 20 000 Ft és B 2 =500 Ft/kW A 3. pont táblázatából X, =0,84, X 2 =0,737. A magyar áram egységár 1980-ban a Főv. Vízműveknél átlagosan k = 1 Ft/kWó. Ezekkel a határteljesítmény: P = 0,425 • 2000 -0,425-20-1-8760-0,103 = 1,05 kW. vagyis minden e feletti teljesítménynél érdemesebb osúszógyűrfis motoros szlipszabályozásos fordulatszám változást alkalmazni fojtás helyett. 4.2. A szlipszabályozást megvalósíthatjuk rövidrezárt villamos motor és hidrodinamikus töltésszabályozós kapcsoló együttessel is. Ez azonban jóval drágább, mint a csúszógyűrűs motor. A megoldás árának az állandói: Ezzel A 2 =50 000 Ft; B 2 =1200 Ft/kW P= 0,425-32 000 8760-0,103 -0,425-720 = 22,8 kW, vagyis ez a módszer is gazdaságos lenne, de nem terjedt el, mert Magyarországon a komplett rendszer nem kapható, csak egyedi teleptervezéssel állítható elő. Itt tehetünk még egy meggondolást. A berendezés olajnyomótelepe, olajhűtője miatt nagyobb hely igényű, vagyis az épület is drágább lehet. Ha feltételezzük, hogy az épület költségében — ami 100 kW alatti nyomásfokozó gépháznál kb. 5 000 000 Ft—10 % növekedés lenne, akkor F 2 — F x= 500 000, vagyis az összefüggés számlálója megnövekszik és ezzel P =291 kW-ra emelkedik. Emiatt ez a megoldás vízműben nem terjedt el. Kifejezhetnénk az épület költségét a telep összes beépített szivattyúteljesítménye függvényében is, de ez se lenne pontosabb mint az esetenkinti költségbecslések (u. is a 10 % többletet eleve önkényesen, becsléssel vettük fel). 4.3. Alkalmazzunk a továbbiakban közelítően veszteségmentesnek tekinthető fordulatszám változásokat: 1. fogazott ékszíjas hajtást; 2. tirisztoros frekvenciaszabályozót; 3. a csúszógyűrűs motorból kivett teljesítményt tirisztoros kaszkádon visszatáplálást.
