ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ ДЛЯ ПЕРЕКАЧКИ ВОДЫ

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 8
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 12
1.1 Анализ работы технологической схемы водоснабжения 12
1.2 Анализ методов повышения энергоэффективности насосных станций 23
1.3 Технологические особенности работы насосной станции 2-го подъема водозабора 52
2 РАЗРАБОТКА МЕРОПРИЯТИЙ ПО ПОВЫШЕНИЮ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ 2-ГО ПОДЪЕМА ВОДОЗАБОРА 56
2.1 Обоснование замены технологического оборудования насосной станции 2-го подъема для повышения энергоэффективности всей системы 56
2.1.1 Режим работы и водопотребление насосной станции 2-го подъема 56
2.1.2 Обоснование выбора насосного оборудования 60
2.2 Оптимизация работы насосов путем использования частотно-регулируемого привода 63
2.2.1 Основные функции и технологические особенности работы станции управления 64
2.2.2 Возможные варианты ЧРП на насосной станции 2-го подъем 68
3 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРЕДЛАГАЕМЫХ МЕРОПРИЯТИЙ И ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ 72
3.1 Экономическое обоснование проекта 72
3.2 Мероприятия по предупреждению затопления насосной станции 74
3.3 Безопасность и надежность объектов централизованной системы водоотведения и их управляемости 76
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 80
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 81

Весь текст будет доступен после покупки

Актуальность работы. Насосные станции – неотъемлемая часть технологического оборудования в промышленности н ЖКХ. На них приходится около 20 % от общего объема потребляемой электроэнергии. Вопросы, связанные с экономней электроэнергии при управления насосами, рассматриваются достаточно давно. Большинство предлагаемых решений сводится к применению частотно-регулируемых приводов (ЧРП). При этом заявляется экономия электроэнергии до 60 %, перекачиваемой воды – до 25 % [1]. Однако реальные показатели экономии энергоресурсов после применения ЧРП, как правило, значительно отличаются от заявленных.
Заявляемые показатели предназначены для мотивирования приобретения дорогостоящего оборудования, после чего они. как правило, уже не оспариваются. На сегодняшний момент отсутствует достоверная, согласованная и понятная методика определения энергетической эффективности насосных станций.
Оценивать эффективность насосных станций только с точки зрения экономии электроэнергии и перекачиваемой воды некорректно.
Основные задачи, решаемые с помощью насосных станций – это, прежде всего, бесперебойное и устойчивое обеспечение потребителей водой с требуемыми гидравлическими параметрами и минимально возможными затратами.
Таким образом, экономия электроэнергии является сопутствующим фактором при выполнении основной задачи - бесперебойного и устойчивого снабжения водой требуемых гидравлических параметров и требуемого качества.
Выделим основные виды затрат при решении задач водоснабжения:
- стоимость оборудования;
- стоимость работ по монтажу и пуско-наладке;
- потребляемая электроэнергия, определяемая удельным расходом электроэнергии на перекачку одной единицы воды;
- потери воды из-за избыточных напоров;
- техническое обслуживание и ремонт;
- простой при ремонте;
- замена и ремонт трубопроводов из-за последствий гидроударов;
- обучение персонала;
- организация системы диспетчеризации.
Рассмотрим показатели экономии электроэнергии при работе насосных агрегатов и способы повышения энергоэффективности насосных станций. Сосредоточимся, прежде всего, на повысительных насосных станциях с ЧРП, позволяющих получить максимальную экономию электроэнергии [2].
Для повышения эффективности работы насосной станции необходимо решить следующие задачи:
- правильно выбрать насосы. Их характеристики должны согласовываться с характеристиками сети;
- определить необходимое количество насосов, основываясь на режимах водопотребления, а также необходимости наличия резерва;
- определить структуру системы регулирования исходя из требований.
Далеко не все предприятия идут на замену насосного оборудования в пользу энергосберегающего. Исправно функционирующий агрегат таким образом придется отправлять в металлолом. Бессмысленная трата денег, считают многие. Однако стоит задуматься над этим – установка современного ресурсосберегающего оборудования повлечет за собой снижение затрат электроэнергии в 2-3 раза.
В общем энергопотреблении в системах водоснабжения и канализации населенных мест и производственных объектов более 90% составляют насосные системы для природных, питьевых, производственных и сточных вод, для подачи реагентов и воздуха. В связи с быстро растущими ценами на электричество, газ и нефть во всех странах остро встают вопросы повышения энергетической эффективности систем водоснабжения и канализации, а также их элементов.
Снижение энергопотребления, являющееся одной из главных целей при модернизации объектов водоснабжения или замене насосного оборудования, решается, прежде всего, путём обеспечения согласованной работы системы и насосов, работающих в режиме оптимального энергопотребления.
Рассмотрим основные способы снижения энергопотребления на насосной станции водозабора г. Чебоксары.
Существующее техническое состояние насосной станции 2-го подъема на водозаборе, а именно 100% физический и моральный износ оборудования насосной станции требует её модернизации.
Основной причиной необходимости её обязательной модернизации является важность данного сооружения для системы водоснабжения. Любая аварийная ситуация на указанном объекте приведет к срыву водоснабжения.
Реализация запланированных работ повысит надежность работы систем водоснабжения, снизит затраты на их ремонт и содержание, а также обеспечит экономию электроэнергии за счет применения ресурсосберегающих технологий.
Для решения данной проблемы была поставлена цель: модернизировать насосную станцию 2-го подъема путем использования частотно-регулируемого привода и подбора энергоэффективных насосов для обеспечения экономии электроэнергии.
Объектами исследования в данной диссертации выступают существующие системы водоснабжения и энергоэффективные насосы.
Предметом исследования является модернизация системы водоснабжения и подбора насосов с оптимизацией их работы.
Поставленная в работе цель достигается решением следующих основных задач исследования:
1. Проанализировать проблемы энергоэффективности насосных станций для питьевого водоснабжения на примере насосной станции
2. Разработать мероприятий по повышению энергоэффективности насосной станции 2-го подъема водозабора
3. Провести технико – экономическое обоснование предлагаемых мероприятий и разработать мероприятия по обеспечению безопасности насосной станции 2-го подъема.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 3 глав, общих выводов, библиографии из 25 наименований. Общий объем работы – 84 страницы, включая 10 иллюстраций и 12 таблиц

Весь текст будет доступен после покупки

1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Анализ работы технологической схемы водоснабжения
Схема водоснабжения и водоотведения города Чебоксары до 2028 года разработана в целях реализации государственной политики в сфере водоснабжения и водоотведения [4], направленной на достижение следующих целей:
- охраны здоровья населения и улучшения качества жизни населения путем обеспечения бесперебойного и качественного водоснабжения и водоотведения;
- повышения энергетической эффективности за счёт рационального и экономного расходования воды, снижения утечек из трубопроводов в процессе её транспортировки;
- снижения негативного воздействия на окружающую среду, в том числе на водные объекты, за счёт грамотной эксплуатации, своевременного и качественного ремонта сетей и сооружений (в том числе установленного на них оборудования) систем водоотведения, оперативных действий по локализации и устранению возникающих на них аварийных ситуаций, своевременной реконструкции и модернизации очистных сооружений с внедрением новейших технологий очистки сточных вод, направленных на повышение качества очистки сточных вод;
- обеспечения доступности водоснабжения и водоотведения для абонентов и потребителей за счет повышения эффективности деятельности организаций, осуществляющих холодное водоснабжение и водоотведение;
- обеспечения развития централизованных систем холодного водоснабжения и водоотведения путем развития эффективных форм управления этими системами, привлечения инвестиций и развития кадрового потенциала организаций, осуществляющих холодное водоснабжение и водоотведение

Весь текст будет доступен после покупки

1. Сотников Д.В. Превышение энергетической эффективности насосных станций. (Электронный ресурс). URL: file:///D:/Загрузки/povyshenie-energeticheskoy-effektivnosti-nasosnyh-stantsiy.pdf (дата обращения: 03.05.2022)
2. Лезнов Б.С. Методика расчета экономии энергии при использовании РЭП в насосных установках // Ассоциация теплотехнических и инжиниринговых компаний. Каталог статей. 2010. (Электронный ресурс). URL: http://www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=45. (дата обращения: 03.05.2022)
3. Схема водоснабжения и водоотведения города Чебоксары до 2028 года. (Электронный ресурс). URL: https://vodo-kanal.ru/sites/default/files/files/Dokument/PTO/sxema_vodosnabj_cheb_2028.pdf. (дата обращения: 03.05.2022)
4. Воронов Ю.В., Яковлев C.B. Водоотведение и очистка сточных вод / Учебник для вузов: - М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2006 - 704 с.
5. СанПиН 2.1.4.1110-02. Питьевая вода и водоснабжение населённых мест. Зоны санитарной охраны источников водоснабжения и водопроводов хозяйственно-питьевого водоснабжения. (Электронный ресурс). URL: https://dropdoc.ru/doc/490553/metodicheskie-ukazaniya (дата обращения: 03.05.2022)
6. Шейко А.М. Водозаборные сооружения из поверхностных и подземных источников. Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Водозаборные сооружения» для студентов специальности I-70 04 03 – водоснабжение, водоотведение и охрана водных ресурсов. Минск, 2014 – 60 с.
7. Журба М.Г., Соколов Л.И., Говорова Ж.М. Водоснабжение: Проектирование систем и сооружений. Учеб. – М.: АСВ, 2003 г.
8. Николадзе Г.И., Сомов М.А. Водоснабжение. Учебник для вузов. — М.: Стройиздат, 1995. — 688 с. (Электронный ресурс). URL: https://www.studmed.ru/nikoladze-g-i-somov-m-a-vodosnabzhenie (дата обращения: 03.05.2022)
9. Белозоров Н.П., Луговской М.В. Расчет систем водоснабжения с применением вычислительной техники. М.: Колос, 2013г. – 260 c.
10. Лезнов Б.С. Энергосбережение и регулируемый привод в насосных и воздуходувных установках. М.: Энергоатомиздат, 2006 г. – 364 c.
11. Лобачев П.В. Современные средства измерения расхода жидкости // Интенсификация действующих систем водоснабжения на основе внедрения новой техники и технологии. М.: МДНТП, 1986 г.
12. Лезнов Б.С. Методика оценки эффективности применения регулируемого электропривода в водопроводных и канализационных насосных установках. М.: Машиностроение, 2011. – 172 с.
13. Сиволов Г.Е. Многоуровневая автоматизированная система управления технологическими процессами водоснабжения и водоотведения // Водоснабжение и санитарная техника. 2011 г. N 9-1.
14. СНиП 1123-05-95. Естественное и искусственное освещение. (Электронный ресурс). URL: https://docs.cntd.ru/document/871001026 (дата обращения: 03.05.2022)
15. Браславский И.Я. Энергосберегающий асинхронный электропривод – М.: Академия, 2004 г. – 386 с.
16. СНиП2.04.02-84* Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. (Электронный ресурс). URL: https://docs.cntd.ru/document/871001026 (дата обращения: 02.06.2022)
17. СНиП 21-01-97* Пожарная безопасность зданий и сооружений. (Электронный ресурс). URL: https://docs.cntd.ru/document/871001028 (дата обращения: 02.06.2022)
18. СП 485.1311500.2020. Свод правил. Системы противопожарной защиты. Установки пожаротушения автоматические. Нормы и правила проектирования. (Электронный ресурс). URL: https://sudact.ru/law/prikaz-mchs-rossii-ot-31082020-n-628/sp-485.1311500.2020/ (дата обращения: 02.06.2022)
19. СП 112.13330.2011. Пожарная безопасность зданий и сооружений. (Электронный ресурс). URL: https://fireflyer.ru/wp-content/uploads/2020/01/SP_112.13330.2011_.pdf/ (дата обращения: 02.06.2022)
20. СП 31.13333.2021. Пожарная автоматика зданий и сооружений. (Электронный ресурс). URL: https://sudact.ru/law/prikaz-mchs-rossii-ot-31082020-n-628/sp-485.1311500.2020/ (дата обращения: 02.06.2022)
21. СанПиН 2.1.3684-21. Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и других объектов. (Электронный ресурс). URL: https://sudact.ru/law/prikaz-mchs-rossii-ot-31082020-n-628/sp-485.1311500.2020/ (дата обращения: 02.06.2022)
22. МДС 40-2.2020 Российское и зарубежное оборудование, рекомендованное для строительства систем водоснабжения, канализации, теплоснабжения и т.д. г. Москва. Торговый дом «Инженерное оборудование». (Электронный ресурс). URL: https://www.all-smety.ru/upload/razyasneniya-noviy-mds-souz-smetchikov.pdf (дата обращения: 02.06.2022)

Весь текст будет доступен после покупки