zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Khoa Học Tự Nhiên

» Môi trường

Nghiên cứu giải pháp điều khiển tối ưu hệ thống trạm bơm tưới

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Báo xấu

12
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Việc điều khiển tối ưu trạm bơm tưới với mục tiêu luôn đảm bảo lưu lượng bơm bằng với lưu lượng yêu cầu mang lại hiệu quả kinh tế. Việc thay đổi số vòng quay với công nghệ biến tần thay đổi số vòng quay động cơ hiện nay thực hiện dễ dàng. Bài viết nghiên cứu giải pháp điều khiển tối ưu hệ thống trạm bơm tưới.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu giải pháp điều khiển tối ưu hệ thống trạm bơm tưới

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2016. ISBN : 978-604-82-1980-2 NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP ĐIỀU KHIỂN TỐI ƯU HỆ THỐNG TRẠM BƠM TƯỚI Lê Chí Nguyện1, Nguyễn Hồng Sơn2 1 Đại học Thủy lợi, email: lechinguyen_tb@tlu.edu.vn 2 Công ty Sông Tích Hà Nội 1. GIỚI THIỆU CHUNG đường đặc tính yêu cầu của hệ thống Hyc ~ Q Nước ta có hàng chục ngàn trạm bơm tưới (theo hệ thống thực tế): phục vụ sản xuất nông nghiệp mang lại hiệu Hyc = Hđh + ∑ h ms (1) quả kinh tế to lớn. Ở đây: Các trạm bơm tiêu tốn năng lượng hàng - Hyc: Cột nước yêu cầu của hệ thống(m); năm rất lớn, chi phí điện năng chiếm phần - Hđh: Cột nước bơm địa hình(m). lớn trong chi phí quản lý hàng năm. Vì vậy Hđh= Zt - Zh (2) nếu quản lý tốt các trạm bơm tưới sẽ mang Zt: Cao trình mực nước bể tháo (m). lại hiệu quả kinh tế thiết thực. Zh: Cao trình mực nước bể hút (m). Cho đến nay việc quản lý tối ưu các trạm ∑ h ms : tổng tổn thất trên đường ống hút bơm tưới chưa được thực hiện. Các thông số và ống đẩy của máy bơm phụ thuộc vào đặc công tác của hệ thống không được quan tâm tính của đường ống. Nếu coi trạng thái chảy theo dõi, đánh giá, cũng như không được điều trong ống ở khu bình phương sức cản ta có: khiển để đạt tới mục tiêu: Tiết kiệm năng ∑ h ms = K×Q 2 (3) lượng và đảm bảo đủ nước cho sản xuất. Với: Q là lưu lượng chảy trong ống, chính Vì vậy cần có nghiên cứu giải pháp điều là lưu lượng làm việc của mỗi máy bơm (ở khiển tối ưu các trạm bơm tưới. đây mỗi máy bơm dùng 1 ống đẩy riêng); 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU K là hệ số tổn thất thủy lực của đường ống. Khi thiết kế trạm bơm ta đã tính toán chọn, vì Các trạm bơm tưới đã được thiết kế, xây vậy có hệ số K được xác định: dựng đáp ứng yêu cầu của sản xuất với mức đảm bảo theo tiêu chuẩn. Máy bơm, động cơ, ∑h K = 2 ms các thiết bị cùng các công trình trong hệ Q1mtk thống đã có thông số thiết kế đảm bảo yêu Ở đây: Q1mtk là lưu lượng thiết kế của một cầu. Tuy vậy, trong thực tế phục vụ các trạm máy bơm. bơm thường làm việc ở điều kiện khác với Trong quá trình làm việc việc của trạm thiết kế và các thông số làm việc của các bơm thường mực nước bể tháo thay đổi (do trạm bơm cũng không còn đảm bảo yêu cầu. lưu lượng bơm yêu cầu trong các thời kì thay Để các thông số công tác của trạm bơm luôn đổi) và mực nước bể hút thay đổi (do tính đáp ứng yêu cầu sản xuất với hiệu quả cao, ngẫu nhiên của nguồn nước) khi đó Hđhi sẽ cần thiết phải có giải pháp điều khiển tối ưu thay đổi theo các thời đoạn thứ i. hệ thống trạm bơm tưới. Hđhi=Zti - Zhi (4) Điểm làm việc của máy bơm trong hệ Với: thống xác định là giao của đường đặc tính - Zti, Zhi là cao trình mực nước bể tháo, bể H ~ Q của máy bơm (khả năng của bơm) và hút trong thời đoạn làm việc i; 332
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2016. ISBN : 978-604-82-1980-2 - Hđhi là cột nước địa hình trong thời đoạn i với Hyci xác định theo (1), mà Q1mi còn chưa Mực nước bể hút trong thời đoạn i được xác định thì chưa có. xác định trực tiếp từ thiết bị đo mực nước Để giải quyết vấn đề này ta phải giả thiết trong quản lý hàng ngày các trạm bơm hoặc số máy bơm chạy ni. Số máy bơm làm việc theo tài liệu tính toán dự báo trong công tác trong thời đoạn i đánh giá bằng: lập kế hoạch bơm nước của trạm theo yêu Q yci cầu của sản suất. ni = Q1mtki Mực nước bể tháo trong thời đoạn i được xác định theo lưu lượng chảy trong kênh Q1mtk: Là lưu lượng một máy bơm xác tháo, khi đã có mặt cắt kênh tháo và cao trình định theo thiết kế. đáy kênh tháo, mực nước bể tháo trong thời Thường thì rất ít khi có số máy bơm chạy đoạn i tính theo công thức. đáp ứng đúng ngay Qyci. Khi đó Zti=Zkti+ΔZ yci Q yci Q1mi = (6) Ở đây Zkti: là cao trình mực nước bể tháo ni trong thời gian i. Thường không trùng với thông số làm việc Zkti=Zđkt+hkti thực tế tại thời đoạn i. Với Zđkt: Cao trình đáy kênh tháo ngay sau Lấy gần đúng: bể tháo(m). yc 2 ∑ h ms = K× Q1mi (7) hkti: Độ sâu mực nước trong kênh tháo, Ta có cột nước yêu cầu: xác định theo lưu lượng chảy trong kênh tháo yc 2 trong thời đoạn i. Hyci= Zti − Zhi + K× Q1mi (8) ΔZ: cột nước tổn thất qua cống tháo đầu Tra đường đặc tính máy bơm ta được Q1mi b kênh, khi không có cống ΔZ=0. Đến đây ta cần có giải pháp điều chỉnh Theo yêu cầu cảu sản xuất, từng thời đoạn điểm làm việc của máy bơm sao cho: i ta phải bơm một lưu lượng Qyci, đã được b yc xác định theo đặt hàng của sản xuất, ta cần Q1mi = Q1mi (9) chọn số máy bơm chạy để đảm bảo yêu cầu. Có một số cách điều chỉnh điểm làm việc Thường thì lưu lượng trạm bơm trong thời của máy bơm đó là: đoạn i (Qtrbi) không đúng bằng Qyci. + Điều chỉnh số vòng quay của máy bơm; Mục tiêu của điều khiển là luôn luôn đảm + Điều chỉnh góc cánh quạt. bảo Qtrbi=Qyci, nhằm cung cấp đủ lượng nước Theo thực tế trạm bơm ở nước ta hiện nay yêu cầu của sản xuất và không lãng phí nước ít có trạm bơm có khả năng điều chỉnh góc dẫn đến lãng phí năng lượng tiêu thụ. cánh quạt. Vì vậy ta lựa chọn cách thay đổi Khi đó Zti được xác định với Qtrbi = Qyci tốc độ máy bơm. Để thay đổi vòng quay của máy bơm với ứng với mặt cắt kênh tháo đã có, theo bài tổ máy đã cố định, hay dùng nhất là cách thay toán thủy lực thông dụng. Khi đã khống chế đổi vòng quay động cơ. Các trạm bơm tưới mục tiêu điều khiển Qtrbi=Qyci thì làm thế nào hiện nay thường nối máy bơm với động cơ để trạm chạy đúng Qtrbi: cùng trục với mặt bích cứng, có vòng quay Qtrbi = Q1mi × ni (5) máy bơm bằng vòng quay động cơ và Ở đây: phương pháp thích hợp là dùng biến tần để - Q1mi là lưu lượng một máy bơm trong thay đổi số vòng quay động cơ. thời đoạn i; Ta cần xác định số vòng quay cần điều chỉnh. - ni: Số máy bơm cần chạy trong thời đoạn i. Ta đã có máy bơm lắp đặt trong trạm với Khi đã có Zhi,K, Zti ta cần xác định Q1mi và đường đặc tính đã cho ứng với vòng quay ni để có (5). Nên nhớ rằng lưu lượng một thiết kế đã cho ứng với hiệu suất ηmax ta có máy bơm Q1mi xác định từ điều kiện Hi = Hyci tk điểm làm việc thiết kế Q1m . 333
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2016. ISBN : 978-604-82-1980-2 - Khi cột nước bơm thay đổi đến 4. KẾT LUẬN yc 2 Hi = Hyci =Zti - Zhi + K× Q1mi và lưu lượng Việc điều khiển tối ưu trạm bơm tưới với b Q1mi = yc Q1mi Thì dựa vào công thức định mục tiêu luôn đảm bảo lưu lượng bơm bằng luật đồng dạng ta có: với lưu lượng yêu cầu mang lại hiệu quả kinh tế. Việc thay đổi số vòng quay với công nghệ 3 Q1m 4 ⎛ H yci ⎞ tk biến tần thay đổi số vòng quay động cơ hiện i ni = × ⎜ ⎟ (10) yc nay thực hiện dễ dàng.Áp dụng việc tự động Q1mi ⎝ H tk ⎠ hóa tính vòng quay động cơ cần thay đổi cho Và số vòng quay cần điều chỉnh là: các thời kỳ chạy máy, nhanh chóng tìm được ηbi = i ni × n tk (11) số vòng quay cần điều chỉnh, kết hợp thiết bị Với vòng quay ηbi chọn cho từng thời điều khiển số vòng quay tự động sẽ dễ dàng b yc điều khiển chế độ làm việc của trạm bơm đoạn i, ta có Q1mi = Q1mi tưới đáp ứng yêu cầu sản xuất, tiết kiệm chi phí quản lý. 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Phần chương trình tính và kết quả tính 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO toán trong chương trình sẽ được trình bày [1] Trường Đại học Thủy lợi, Bộ môn Máy bơm trong bài báo tiếp theo. Với số liệu quản lý và Trạm bơm, NXB Từ điển Bách Khoa Hà của trạm bơm Trung Hà, kết quả tính toán Nội 2006. Giáo trình Máy bơm và Trạm bơm. cho thấy tổng năng lượng tiêu thụ từ ngày [2] Lê Chí Nguyện, NXB Nông nghiệp TP. Hồ 15/01/2015 đến ngày 08/5/2015 giảm 9% so Chí Minh 2008. Một số vấn đề cơ sở nghiên với trường hợp không điều chỉnh số vòng cứu hệ thống tưới tiêu bằng động lực. quay. Như vậy, nếu áp dụng giải pháp điều [3] Báo cáo tổng kết đề tài cấp NN 2014. chỉnh số vòng quay phù hợp thì sẽ tiết kiệm Nghiên cứu giải pháp đảm bảo lấy đủ nước được chi phí điện năng do giảm lưu lượng cho các trạm bơm tưới ở hạ du sông Hồng – Thái Bình trong điều kiện mực nước nguồn bơm và không làm giảm năng suất cây trồng xuống thấp. khi thiếu nước. 334

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.