Режимы работы двигателей собственных нужд

Устойчивая работа двигателей собственных нужд во всех эксплуатационных режимах (пуск, изменение нагрузки, изменение напряжения и частоты в питающей сети, само запуск, кратковременные перегрузки и пр.) возможна только в случае правильного подбора механических характеристик механизмов и двигателей при их установке.
Механические характеристики представляют собой зависимость момента сопротивления механизма и вращающего момента двигателя от скорости вращения агрегата или в относительных единицах от скольжения s. Знание механических характеристик агрегатов позволяет работникам эксплуатации легко анализировать поведение двигателей во всех переходных процессах, вызванных аварийными положениями в электрической части станции.
В общем виде изменение момента сопротивления любых вращающихся механизмов от скорости происходит в соответствии с известной формулой: где относительный начальный (статический) момент сопротивления механизма; р. — показатель степени, определяемый типом механизма и условиями его работы.
Для упрощения анализа работы агрегата момент сопротивления желательно выражать в долях номинального момента двигателя, для чего обе стороны уравнения следует умножить на коэффициент загрузки двигателя:
Выразим скорости и па через скольжение, получим выражение зависимости момента сопротивления механизма (в долях номинального момента двигателя) от его скольжения.
Значение показателя степени для разных типов механизмов определяет разный характер изменения. У механизмов с постоянным моментом сопротивления показатель степени р.—0. К таким механизмам относятся шаровые мельницы, компрессоры, транспортеры, шнеки и пр. Начальный (пусковой) момент сопротивления этих механизмов выше номинального момента за счет трения покоя У механизмов с вентиляторным моментом сопротивления показатель степени р.—2. В этом случае момент сопротивления возрастает с увеличением числа оборотов или -с уменьшением скольжения. Вентиляторный момент сопротивления имеют все тягодутьевые механизмы котла (дымососы, вентиляторы). Начальный (пусковой) момент сопротивления, соответствующий неподвижному агрегату, для перечисленных механизмов колеблется в пределах 0,1—0,3.
Наиболее многочисленной группой механизмов собственных нужд являются насосы, в большинстве центробежные. Центробежные насосы имеют более сложную зависимость момента сопротивления от скорости. Если бы насос должен был преодолеть только динамический напор, то его момент сопротивления изменялся бы пропорционально квадрату скорости.
Однако в большинстве случаев насос, прежде чем создать рабочее давление, должен преодолеть в процессе пуска статический напор, определяемый высотой подачи воды или противодавлением пара в котле (для питательных насосов). Поэтому рабочий напор центробежного насоса должен быть равен:
Величина начального момента сопротивления горизонтальных насосных агрегатов колеблется в пределах 0,1—0,15 (для вертикальных — 0,3). Условия пуска определяют характеристику. На рис. 6-10 (кривая 3) представлены две механические характеристики насосных агрегатов при пуске насоса на закрытую и открытую задвижку. Снижение величины момента сопротивления после толчка насосного агрегата объясняется тем, что трение в подшипниках значительно меньше, чем трение покоя, а момент сопротивления воды, находящейся в корпусе, при таких малых скоростях еще очень мал. С увеличением скорости вращения насоса его момент сопротивления при пуске на закрытую задвижку возрастает, но незначительно, пока агрегат не достигнет скольжения s0, соответствующего холостому ходу. Если в этот момент полностью открыть задвижку, то момент сопротивления резко возрастет до своего номинального значения, насос разовьет номинальную производительность, а скольжение агрегата увеличится до значения.