Насосные станции — "сердце" водоснабжения

Проблема реформирования жилищно-коммунального комплекса относится сегодня к ряду основных. Для успешного проведения реформы ЖКХ необходима, прежде всего, замена и модернизация устаревшего как морально, так и физически энергоёмкого оборудования. К числу данного оборудования относятся насосные станции и повысительные насосы в ЦТП, котельных и домах, фекальные насосы.

Выбор комбинации насосов и способа регулирования в зависимости от характеристики объекта определяет индивидуальный расчёт текущей рабочей точки и, соответственно, текущее энергопотребление по каждому насосу и характеристики насосной станции в целом. Из-за того, что современное оборудование почти не требует никакого обслуживания и имеет защиту практически от всех аварийных ситуаций, отпадает необходимость в содержании штата рабочих по обслуживанию и ремонту данного оборудования — агрегаты работают стабильно и без поломок. Это дает экономию и в трудозатратах. При этом действительно выясняется, что установить сразу хорошее оборудование выгоднее, чем доводить до нужных кондиций устаревшие насосы.

В настоящее время фирма "Энергис" способна решить любую поставленную задачу по водоснабжению и водоотведению объектов — от отдельного дома до крупного промышленного предприятия. Мы проводим весь комплекс работ: обследование объекта, с целью определения необходимых параметров насосной станции, подбор оборудования по компьютерной программе, производство насосных станций с проведением необходимых испытаний, монтаж и пуско-наладку станций на объектах Заказчика. В дальнейшем возможно заключение договора на проведение регламентного осмотра и ремонта оборудования. В наших насосных станциях используются только высококачественные импортные комплектующие: насосы фирмы WILO (Германия), частотные приводы и автоматика фирмы " SCHNEIDER ELECTRIC " (Франция), EMOTRON (Швеция) запорная арматура ITAP (Италия), трубная обвязка, изготовленная из нержавеющей стали. Щит управления обеспечивает полную защиту насосов от аварийных ситуаций: обрыва фазы, перегрузки, нестандартного напряжения, сухого хода и др. Также выполняет автоматическое переключение насосов с главного на вспомогательный при отказе одного из насосов. Обеспечивает одинаковую наработку насосами моточасов, перевод станции с автоматической работы в ручной режим и сигнализацию неисправности.

В насосных станциях импортной сборки устанавливаются стандартные щиты управления, имеющие много функций, не нужных конечному потребителю, которые существенно увеличивают стоимость. По желанию Заказчика, мы можем добавить новую или убрать ненужную Заказчику функцию. В компании "ЭНЕРГИС" при том же качестве и тех же гарантиях стоимость станций получается намного меньше. К тому же мы можем в любой момент выехать на объект Заказчика и в короткие сроки перенастроить оборудование и устранить возникшие неисправности.

Изготавливаемые нами насосные станции подразделяются на два типа: с каскадным (ступенчатым) регулированием производительности и с частотно-регулируемым приводом для плавной регулировки.

Насосные станции с каскадным регулированием.

На станциях с каскадным регулированием устанавливается от двух до шести насосов. Принцип работы основан на поочерёдном включении дополнительных насосов в зависимости от водоразбора по сигналу датчика давления. Чем больше насосов установлено на станции, тем она более экономична.

Для примера возьмём насос К 20/30 с двигателем 4кВт. Если просто заменить данный насос одним насосом WILO , то при той же производительности 20 м 3 /час и 30 м напора получаем насос MVI -1603 с двигателем 3кВт. Даже при такой замене, при условии круглосуточной работы насоса, получаем экономию (4кВт – 3кВт) х 24ч х 365дней = 8760 кВт*ч за один год.

Но водоразбор в разное время суток не одинаковый. На основании проведённого нами обследования 3-х насосных станций г.Кирова, получаем следующий процент загрузки станции в течении суток: 4 часа - 25% загрузки и ниже, 4 часа – от 25% до 50%, 9 часов – от 50% до 75% и 7 часов – свыше 75%. Это характерно для большинства станций.

При подборе насосной станции на ту же производительность с двумя насосами подходят насосы MHI -804, каждый из которых даёт на выходе 10 м 3 /час(что составляет 50% от максимума) с напором 30м и мощностью 1,5кВт каждый. На основании обследования получается, что около 8 часов в сутки (33% времени) потребление воды составляет 50% от максимального и ниже. В этом случае вся потребность в водоснабжении перекрывается одним насосом. Остальное время суток работают два насоса. Следовательно расход электроэнергии за сутки составит ( 8 часов х 1,5кВт) + ( 16 часов х 3кВт) = 60 кВт*ч. Итого экономия за год составит 4кВт х 24ч х 365дн. – 60 кВт*ч х 365дн. = 13140 кВт*ч.

При подборе насосной станции на ту же производительность с четырьмя насосами подходят насосы MHI -404, каждый из которых даёт на выходе 5 м³ /час (что составляет 25 % от максимума) с напором 30м и мощностью 0,75кВт каждый. На основании всё того же обследования получаем, что 4 часа работает один насос, перекрывая 25% потребление воды , 4 часа работают два насоса перекрывая 50% потребления воды, 9 часов работают три насоса покрывая 75% потребления воды и 7 часов работают четыре насоса перекрывая 100% потребление воды. На основании данных цифр получаем суточный расход электроэнергии: 4ч х 0,75кВт + 4ч х 1,5кВт + 9ч х 2,25кВт + 7ч х 3кВт = 50,25кВт*ч.

Все эти данные для наглядности можно свести в одну таблицу:

Характеристики	Существующий насос	Замена на
один насос		насосную станцию с двумя насосами		насосную станцию с четырмя насосами
Марка	К 20/30	MVI-1603	MHI-804		MHI-404
Мощность	4 кВт	3 кВт	2 х 1,5 кВт		4 х 0,75 кВт
Подача, м3/час	20	20,2	20,4		20,3
Напор, м	30	30,5	31,2		30,8
Расход в сутки, кВт*ч	96	72	8 х 1,5	12	4 х 0,75	3
					4 х 1,5	6
			16 х 3	48	9 х 2,25	20,25
					7 х 3	21
Итого расход в сутки, кВт*ч	96	72 (экон. 25%)	60 (экон. 37,5%)		50,25 (экон. 47,7%)
Экономия в год, кВт*ч	0	8760	13140		16698,75

В случае, если установленный насос К 20/30, был с завышенными характеристиками, т.е. на объекте нужно давление ниже 30 м или расход меньше 20 м 3 /час, то при замене на насосы с необходимыми параметрами по напору и подаче экономия составит гораздо большую сумму.

Частотно-регулируемый привод насосных агрегатов

Применение частотно-регулируемого привода на насосных станциях, по сравнению с каскадным регулированием, приносит дополнительную экономию электроэнергии за счет оптимальной работы системы двигатель-насос. Одним из главных преимуществ использования регулируемого электропривода насосных агрегатов является возможность адаптации его характеристик к характеристикам гидравлической сети посредством выбора рациональной номинальной скорости вращения рабочего колеса, отвечающей основному режиму работы установки. При этом номинальная скорость может быть как выше, так и ниже стандартного значения.

Принцип управления заключается в следующем. Двигатель одного из насосов подключается к сети непосредственно через преобразователь частоты. Производительность насоса регулируется путем изменения скорости вращения электродвигателя. Двигатели остальных насосов включаются непосредственно в сеть. Подключение насосов осуществляется автоматически по необходимости (если необходима большая производительность станции). Сигнал задания скорости вращения с пульта управления и сигнал обратной связи от датчика давления для станций водоснабжения или датчика уровня для станций водоотведения подаются на вход преобразователя частоты. ПИ-регулятор задает скорость (частоту) первого насоса таким образом, чтобы сигнал обратной связи отслеживал заданную величину. В случае если производительности первого насоса будет недостаточна, преобразователь частоты автоматически выдаст сигнал на включение второго насоса и т.д. Если задающий сигнал станет ниже определенного предела, преобразователь отключит от сети один из насосов. Переключение осуществляется с помощью несложной релейно-контакторной схемы и штатной пусковой аппаратуры.

Программное обеспечение контроллера позволяет осуществить резервирование насосов, а также переключение с одного насоса на другой в заданное время.

Кроме экономического эффекта частотное регулирование насосов дает и другие преимущества:

• снижение нагрузки на электрическую сеть благодаря отсутствию пусковых токов двигателя;
• плавность регулирования давления по сравнению со ступенчатым его изменением при включении/выключении дополнительных насосов;
• устранение гидравлических ударов, изнашивающих трубопроводы, клапаны и насосы, что продлевает их срок службы.

Опыт применения преобразователей частоты для управления центробежными насосами показывает их исключительно высокую эффективность в области энергосбережения. Экономия энергии тем выше, чем больше перепады рабочих расходов жидкости. В среднем экономия составляет 30%.

Звоните, и мы поможем Вам сэкономить!

Начальник технического отдела
Поплаухин П.П

К списку статей