Модернизация Слободского водозабора (Кировская обл., г.Слободской)

Решаемая задача

Насосная станция работает непосредственно на технологическую нагрузку без промежуточного резервуара (совмещение функции станций первого и второго уровней).

При полной загрузке предприятия в зимний период (в работе 2 насоса по 132 кВт) давление в системе поддерживается на уровне 0,62 МПа (см. рисунок 1). Данное давление в магистрали является завышенным, поскольку по требованиям технологического процесса необходимо (0,380,2) МПа, поэтому часть воды приходится сбрасывать в канализацию без её использования (высокая плата за воду).

Один насос не обеспечивает необходимую производительность в часы пиковых нагрузок.

Конструкция водозабора.

Водозабор представляет собой насосную станцию, состоящую из 4-х насосов 1Д-500 мощностью 132 кВт и одного мощностью 75 кВт. Все насосы объединены общим напорным коллектором.

Режим работы водозабора:

• полная загрузка предприятия + котельная в зимний период– 2 насоса по 132 кВт;
• технологический перерыв + котельная в зимний период – 1 насос 132 кВт;
• летний график работы – 1 насос 75 кВт.

Описание работы водозабора.

На водозаборе реализовано ручное ступенчатое регулирование (если один насос не обеспечивает необходимый расход, в параллель ему включается второй, третий и т.д.). Качество такого регулирования нельзя назвать удовлетворительным за счет его слишком грубой дискретности и запаздыванием при изменении расхода, а это потери энергии и воды. Кроме того, включение и выключение насосов приводит к постоянным гидроударам в системе, что исключительно вредно влияет на ресурс оборудования, а пусковые токи двигателей насосов вызывают 5-7 кратные относительно номинала, броски тока в электроцепях, что также вредно сказывается на ресурсе электрооборудования.

Технические требования:

• обеспечить стабильность поддержания давления в системе на уровне не менее 0,38 МПа;
• исключить провалы давления ниже 0,35 МПа при смене насосов и резких изменениях нагрузки;
• исключить возможность гидроударов;
• обеспечить возможность работы системы управления в ручном и автоматическом режимах;
• обеспечить возможность автономной работы насоса 75 кВт;

Предложенные пути решения:

• организационный – включение/выключение больших нагрузок по воде осуществлять по заранее утвержденному графику;
• технический – монтаж и ввод в эксплуатацию частотно-регулируемого привода насосов водозабора.

Техническая реализация проекта.

1. ЭТАП 1. Параллельно существующей схеме управления насосами проведен монтаж преобразователя частоты (далее ПЧ) шведской фирмы «Emotron АВ» FDU для работы с насосами. Обратная связь по давлению выполнена на базе датчика «Wika», установленного непосредственно перед технологической нагрузкой на расстоянии 1500 м от водозабора. Выбор и запуск насоса от ПЧ производится вручную. Включение дополнительного насоса – вручную. Испытания проводились при полной загрузке предприятия в зимнее время (январь 2004 г.)
2. ЭТАП 2. Дополнительно установлен мягкий пускатель MSF Emotron для реализации схемы работы насосной станции с «Постоянным мастером», которая заключается в следующем: ПЧ управляет насосом-мастером, который работает всегда. При недостаточном уровне давления в системе ПЧ подает сигнал на включение дополнительного насоса через мягкий пускатель от сети. И, наоборот, при избыточном давлении дополнительный насос отключается от сети мягким пускателем. Режим работы ПЧ с Рзад=0,40 МПа.

Результаты.

• полная автоматизация процесса регулирования давления воды в системе;
• стабильный график давления в течение суток;
• уровень давления в системе находится в желаемом диапазоне без значительных колебаний при изменении расхода;
• щадящий режим работы электрооборудования водозабора;
• отсутствие гидроударов в системе водоснабжения;
• экономия электроэнергии составляет ~1200 кВт*ч в сутки, достигнута экономия воды в размере 34 %.