- 56 -

3.3 Tsentrifugaalpumba käivitamine ja pumbajaama juhtimine

KIRJANDUST1. A. Maastik, H. Haldre, T. Koppel, L. Paal. Hüdraulika ja pumbad. Tartu: Greif, 1995. 467 lk.2. Kljutšev V. I., Terehov V. M. Elektroprivod i avtomatizatsija obštšepromõšlennõh mehanizmov. — Moskva:

Energia, 1980. 360 s.3. SARLIN PumpManager 2000. Intelligent Remote Pump Control And Monitoring. — 27 April 1999. 4 p.

3.3.1 Tsentrifugaalpumba käivitamine

Pump käivitatakse tavaliselt režiimil, mil ta vajab mootorilt kõige vähem võimsust – tühijooksul. Tsentri-fugaalpumbal on vähim võimsus nullvooluhulga korral. See tähendab, et käivitamisel peaks pumbasurvetoru siiber olema kinni. Sel juhul on vaja juhtida survetoru siibrit. Tegelikult on kolm võimalust:

� pump käivitatakse avatud siibriga (enamasti siis kui pole hüdraulilise löögi ohtu)� pumba käivitamisega koos hakatakse avama ka siibrit� pump käivitatakse, kontrollitakse, et survetorus on tekkinud surve ja siis avatakse siiber

1 – tööratas2 – töörattalaba3 – spiraalkamber4 – imitoru5 – põhjaklapp6 – imikurn7 – difuusor8 – siiber9 – survetoru10 – täitmisava11 – tihendiveejuhe (kõrgsurvepumpadel)12 – võllitihend

Joon. 3.3.1. Tsentrifugaalpumba skeem [1]

Pump ja selle imitoru tuleb enne käivitamist täita veega. Selleks on väiksematel pumpadel spiraalkambrikõrgeimas punktis vastav ava 10 (joon. 3.3.1), imitoru alumises otsa on aga põhjaklapp 5. Et põhjaklapivoolutakistus on suur, siis suurtel pumpadel seda ei kasutata ja imitoru täidetakse vaakumpumba abil.Üha enam kasutatakse sukelpumpasid, mis töötavad pumbatava vedeliku sees. Nii pole töökamberkunagi tühi ning nad ei vaja imitoru, põhjaklappi ega vaakumpumpa.

3.3.2 Pumba juhtimine

Veevarustussüsteemis peab veetarbimise (vooluhulga) muutumisel olema võimalik pumpa(sid) auto-maatselt sisse ja välja lülitada. Kui süsteemis on hulk eraldipaiknevaid pumbajaamu, on tavaliselt vajakaugjuhtimist. Automaatika peab tagama ka avariikaitse, näiteks ruumi uputamisel, mahutite üle-täitumisel, masinate rikete korral jne.

Lihtsamas veevarustussüsteemis on kasutusel mahutid, millest vesi raskusjõuga täidab torustiku.Kasutatakse ka hüdrofoore – survemahuteid, millest umbes 2/3 on täidetud õhuga ja 1/3 veega.

Veevarustussüsteemi juhtimisseadmete paigutus on kujutatud joonisel 3.3.2.Vee olemasolu pumbas (et ei käivitataks kuiva pumpa) kontrollib veerelee 8. Samasugune (11) peaksolema kasutusel ka pumbajaama põrandal võimaliku üleujutuse tuvastamiseks. See annab signaalidispetšerile ja/või lülitab pumba välja. Lihtsaima veerelee ehitus selgub jooniselt 3.3.3, a: torusse tungivvesi surub ketta vastu kummitihendit ning sulgeb varda otsas olevad kontaktid.

Käivituse edukust kontrollitakse siibri ees oleva survereleega 7. Kui torustikus on tekkinud surve, annabrelee signaali siibri avamiseks, kui seda pole, siis pumbamootori väljalülitamiseks.

- 57 -

1 – asünkroonmootor2 – tsentrifugaalpump3 – veemagistraal4 – siibri elektriajam5 – siibri elektromagnetiline ajam6 – tagasivooluklapp7 – surverelee8 – veerelee9 – kulumõõtja10 – nivoorelee11 – üleujutusrelee

Joon. 3.3.2. Pumba(jaama) juhtimisseadmed [2]

Lihtsaimal juhul on survereleena kasutusel kontaktmanomeeter (joon. 3.3.3, b). Sellel on kaks seatavatkontakti – üks maksimaalsele, teine minimaalsele survele. Nende kontaktidega saab valida survet, millejuures siiber avatakse või mille juures pump lülitatakse välja (hüdrofoori kasutamisel on kontakt-manomeeter kasutusel pumba sisse- ja väljalülitamiseks). Veenivood paagis kontrollib nivooandur (joon.3.3.3, c). Ülemise nivoo juures annavad ühed kontaktid väljalülitussignaali, alumise nivoo saavutamiselteised sisselülitamissignaali.

a) b) c)

Joon. 3.3.3. Pumbajaamas kasutatavad andurid: a – veerelee, b – kontaktmanomeeter, c – nivooandur

Pumbajaamas on üldjuhul mitu pumpa, mida juhitakse vastavalt vajadusele valitava algoritmi järgi.Anduriteks võib olla mitu nivooandurit või ka kulumõõtja. Viimasel juhul on võimalik sujuv reguleerimine.

Joonisel 3.3.4 on esitatud pumba käivituse juhtimise ja siibri avamise releeskeem [2].

- 58 -

SL1 – nivoorelee kontaktKV1 – automaatjuhtimise releeKM2 – liinikontaktor (jõuahelad näitamata)SL2 – veerelee kontaktKT3 – ajareleeSP3 – surverelee kontaktKV4 – mootori avarii-väljalülituse releeKT8 – siibriajami avarii-väljalülituse releeKM5 – siibriavamise kontaktorSQ4 – siibri avatud asendi lõpplülitiKM6 – siibrisulgemise kontaktorSQ5 – siibri suletud asendi lõpplülitiFA1 – mootori maksimaalvoolurelFA2 – siibri ajami maksimaalvoolureleeKT7 – siibriahela ajareleeSL6 – avarii-(üleujutus-)relee kontakt

Joon. 3.3.4. Pumba käivitamise (a) ja siibri juhtimise (b) releeskeem

Lülituse kohaselt toimub pumba sisse- ja väljalülitamine reservuaari veenivoo järgi. Kui nivoo langebvalitud alampiirini sulgub nivoorelee kontakt SL1 ja annab toite automaatjuhtimise relee KV1 mähisele.Kui pump on veega täidetud, siis veerelee kontakt SL2 on suletud ning rakendub liinikontaktor KM2.Samaaegselt saab toite ajarelee KT3 ning käivitab kellamehhanismi, mille seatud aeg on veidi pikemkui vajab pump normaalseks käivituseks. Käivituse lõpul peab pump arendama piisavat survet, etrakenduks surverelee ning tema kontakt SP3 katkestaks mootori avarii-väljalülituse relee KV4toiteahela. Seega on kindlustatud, et liinikontaktor KM2 ei lülitu välja enne kui on lõppenud ajareleelKT3 seatud aeg. Surverelee teine kontakt SP3 (skeemi b-osal) lülitab sisse siibriavamise kontaktoriKM5. Kui siiber on täielikult avatud katkestab siibri avatud asendi lõpplüliti SQ4 kontaktori KM5 toite.Pump töötab siis täisjõudlusega.

Skeemil on ka kaitsefunktsioon. Oluline on maksimaalvoolukaitse. Kui näiteks pumpa satub mingi tahkekeha võib see sattuda tööratta labade vahele ning selle kinni kiiluda. Suure elektrilise ülekoormusekorral sulgub mootori maksimaalvoolurelee FA1 kontakt ning relee KV4 lahutab liinikontaktori KM2ahela. Sama toimub ka pumbamaja üleujutuse korral, kui rakendub avarii-(üleujutus-)relee SL6.Samamoodi rakendub näiteks siibri ajami kinnikiilumise korral maksimaalvoolurelee FA2 kontakt ningrelee KT8 lülitab sisse, kui siibri ajamile ajareleega KT7 lubatud aeg on möödas, siibrisulgemisekontaktori KM6 valmistades ühtlasi pumba ette uueks käivituseks.

3.3.3 Arukas pumba juhtimine ja monitooring

Tänapäeva pumbajuhtimine toimub tavaliselt mikroprotsessorseadmega. Näiteks võib tuua seadetSARLIN PumpManager 2000. See on rahvusvaheliselt patenteeritud kaugjuhtimis- ja monitooringu-seade (Intelligent Remote Pump Control and Monitoring) [3], mis toimib 24 tundi ööpäevas: kontrollibnivood ning juhib pumpa sagedusmuunduriga või ilma selleta nii, et hoolduskulud ning keskkonnasaaste (!) oleks minimaalne.

PM2000 on konstrueeritud spetsiaalselt pumbajaama tarbeks. Ta kogub ja töötleb infot pumba jõudluse,vooluhulga, mootorivoolu ja pumba töötundide kohta. Süsteem annab soovi korral erineva sisu ja tase-mega alarmi ning ka infot pumpade seisundist.

Võimalik on ette anda pumpade tööaja ja -järjekorra (mis töötab, mis on kuumas reservis jne.)

Seade annab alarmi pumba rikke ja pumba võimsuse muutuse korral, alarm võib olla kaheastmeline.Alarm antakse liigvoolu korral, isolatsioonitakistuse vähenemisel ja tihendi lekke korral (kui vesi hakkabtungima pumba ja mootori vahele).

Monitooringuga on haaratud pumba tööaeg, pumba käivitused, vooluhulk, mootorivool, pumbatud veekogus, tarbitud energia, isolatsioonitakistus, tihendi seisund, vedeliku nivoo (väljalülitus-, käivitus-, teisepumba käivitus-, madal, kõrge, ületäitumine).

Võimalik on seada pumpade käivitus- ja väljalülitusaega, automaatse tühjendamise intervalli mudasettimise vältimiseks, arvutada pumpade rööptöö aega, arvestada energiakulu, juhtida siibreid jne.

- 59 -

Sisuliselt on see programmeeritav kontroller, millest saab ettekujutuse jooniselt 3.3.5 [3]. Nivooandurikson piesoelement tundlikkusega veesamba kõrgusele 0 ... 5 m. Võimalik on kasutada 6 analoog- ja 8digitaalsisendit ning 8 relee- ja 1 analoogväljundit. Kasutajaliidesel on 6 valgusdioodi pumba seisundi jaalarmi näitamiseks, 2x16-märgiline vedelkristallnäidik, 16 klahviga klaviatuur, kasutajasõbralik menüü-käskudega tarkvara, paroolkaitse, MODBUS-protokolliga RS232 jadaport. Töötab reaalajas, midamõõdab kell. Puhvermälu salvestab 7 päeva sündmused.

Valikuliselt on võimalik faasikaotuse kaitse, sideliini modem, telefonivõrgu modem või raadiomodem,isolatsioonitakistuse ja mootorit pumbast eraldava õli kvaliteedi monitooring. Võimalik on ka nivoo-ultrahelianduri või kahejuhtmelise surveanduri kasutamine.

Joon. 3.3.5. SARLIN PumpManager 2000 tüüpne ühenduskeem