Актуальное

Автоматизация работы систем водоотведения

Оснащение канализационных насосных станций (КНС) автоматизированной системой управления технологическими процессами (АСУ ТП) позволит снизить потребление энергии до 50% и решить ряд важных технических задач.

GRUNDFOS
Новая функция системы управления насосами позволяет автоматически подстроиться под параметры конкретного оборудования
(Чтобы увеличить, кликните на фото)

Ответ на этот вопрос дает внедрение преобразователей частоты и интеллектуальных шкафов управления на базе контроллеров, которые автоматизируют работу насосной системы.

Важно, что, помимо существенного сокращения затрат на оплату электроэнергии, микропроцессорные средства контроля и мониторинга позволяют решить ряд существенных технических задач. Рассмотрим их более подробно.

Оптимизация работы насосов

Эффективность работы КНС оценивается по удельному расходу электроэнергии на перекачивание одного кубического метра стоков. Рассчитать оптимальную рабочую точку для станции довольно сложно – необходимо одно­временно учитывать несколько изменяющихся в процессе работы параметров: КПД двигателя и насоса, гидродинамическое сопротивление трубопровода, плотность и температуру перекачиваемой жидкости и т. д.

«Нередко оптимальную рабочую скорость насоса определяют вручную уже при эксплуатации. Специалисты ведущего мирового производителя насосного оборудования компании GRUNDFOS предлагают еще более простой и точный способ – использование систем управления насосами с автоматической функцией определения зоны наивысшей энергоэффективности, например, как в шкафах управления Control DC на базе контроллеров CU362. Данная функция позволяет забыть о ручных настройках и помогает системе управления автоматически подстроиться под параметры конкретного оборудования, которое будет эксплуатироваться на канализационной станции», – рассказывает руководитель направления «Системы автоматизации и управления» компании «ГРУНДФОС» Михаил Борисов.

Интеллектуальная система, получившая название Dedicated Controls, непрерывно отслеживает и корректирует режимы работы насосной системы (параллельно можно подключать до шести насосов). Контроллер незамедлительно изменяет частоту вращения оборудования в соответствии с данными, полученными от встроенного преобразователя частоты и расходомера. Таким образом, насосы всегда работают в точке наивысшего КПД, значительно сокращая свое энергопотребление по сравнению со стандартными алгоритмами управления. Такое решение помогает осуществлять непрерывный контроль эффективности работы оборудования, позволяя своевременно планировать сервисное и техническое обслуживание насосов и трубопроводов.

Поддержание максимально допустимого уровня жидкости в резервуарах канализационных насосных станций

Основная информация, необходимая для работы любой системы управления канализационными насосами, – это данные об уровне жидкости в резервуаре насосной станции. Интеллектуальные системы с преобразователями частоты могут поддерживать постоянное значение уровня независимо от объемов поступающей жидкости, поэтому появляется возможность держать его максимально высоким. Это позволит создать избыточное давление на входе, которое будет «помогать» насосам работать и даст дополнительную экономию энергии.

При работе насосов в режиме поддержания уровня дополнительно сберегаются финансовые средства и на очистных сооружениях (ОС). Вода подается не залпами, как при работе насоса в режиме «пуск/останов», а плавно. Стоит отметить, что при этом на дне резервуара образуется осадок, который может привести к уменьшению объема емкости. Во избежание этого необходимо в ночное время совместить режим взмучивания с откачкой приемника до предельно допустимого уровня, а также с прокачкой трубопровода на максимальной скорости (для исключения образования осадка). Все эти режимы также автоматически активируются в шкафах управления GRUNFDOS Control DC в процессе эксплуатации.

СПРАВКА

Задачи, решаемые АСУ ТП водоотведения:

• Оптимизация работы насосов
• Поддержание максимально допустимого уровня жидкости в резервуарах КНС
• Предотвращение аварийных ситуаций
• Обмен данными с центральным диспетчерским пультом

 Защита от аварийных ситуаций

Ключевая особенность систем водоотведения – наличие в стоках достаточно крупных примесей и длинноволокнистых включений. Грязь и прочие инородные тела заполняют полость между рабочим колесом и корпусом насоса, вызывая опасность блокировки.

«Заклинивание оборудования, перекачивающего сточные воды, грозит настоящей экологической катастрофой, – уверен Михаил Борисов. – Для обеспечения максимальной надежности работы канализационных насосов в шкафах управления Control DC есть несколько специализированных функций, таких как «защита от заклинивания», «работа обратным ходом» и т. д. Они срабатывают во всех нештатных ситуациях, вызывающих останов насоса, тем самым защищая его от блокировки. Это позволяет предот­вратить аварии, а значит, исключить возможность затоп­ления станций и попадания сточных вод в окружающую среду. Кроме того, шкафы управления позволяют избежать издержек при простое и ремонте оборудования».

Обмен данными с центральным диспетчерским пультом

КНС проектируются с учетом резервных единиц оборудования, которые подключаются при слишком большом расходе сточных вод или поломке основного агрегата. Однако «запасные» мощности не могут предотвратить затопление в случаях, когда неисправность остается не замеченной в течение долгого времени. Именно поэтому на КНС целесообразно применять специальные системы удаленного контроля и сигнализации.

Современные электронные устройства позволяют организовать несколько уровней дистанционного управления. Самый простой вариант – передача аварийных сигналов в виде SMS-сообщений на мобильные телефоны операторов. Такое решение обладает высокой эксплуатационной надежностью при скромных финансовых затратах, но связь получается односторонней. Гораздо предпочтительнее, если есть возможность удаленно управлять насосами и изменять значения некоторых важных параметров одновременно с компьютера в диспетчерской и мобильного устройства у дежурного персонала. Для этого используются дополнительное оборудование и программ­ное обеспечение, например модули CIM/CIU и система мобильной диспетчеризации GRM от компании GRUNDFOS. Модули позволяют контролировать и управлять работой оборудования с помощью SCADA-системы заказчика по различным протоколам передачи данных, а система GRM обеспечивает доступ персонала к основным текущим и архивным показателям работы станции с помощью любых мобильных устройств или ПК с выходом в интернет.

Наличие дистанционного мониторинга и управления имеет много преимуществ. Время, затрачиваемое на отчетность, сбор данных и т. д., сводится к минимуму, как и количество визитов специалистов для проведения сервисного обслуживания. Значительно снижается вероятность поломок и выхода из строя оборудования. В итоге внедрение даже самой технически «укомплектованной» системы удаленного контроля окупается за очень короткий срок.

Таким образом, помимо существенного сокращения затрат на оплату электроэнергии, микропроцессорные средства контроля и мониторинга позволяют повысить надежность КНС: в итоге снижается количество аварий и вероятность выбросов сточных вод в окружающую среду.

Еще в 2008 году компания GRUNDFOS приобрела успешный опыт автоматизации работы системы водоотведения. Была проведена модернизация КНС-19 «Пятовская» в Ярославле. Пять устаревших отечественных насосов типа Д мощностью по 800 кВт каждый, работавших от напряжения 6 кВ, заменили на оборудование GRUNDFOS серии S2 мощностью 350 кВт и питанием от сети 380 В.

Кроме того, была внедрена АСУ ТП водоотведения Grundfos Control DС с преобразователями частоты.

В результате энергоаудит, проведенный техническим персоналом ярославского «Водоканала» совместно с представителями компании «ГРУНДФОС», показал, что в сравнении со старой системой новое оборудование экономит почти 50% электроэнергии. Оборудование окупилось всего за 2,5 года. По словам Михаила Борисова, полученный уровень экономии и срок окупаемости инвестиций вполне типичны при замене устаревшего оборудования на современное при условии правильного выбора системы автоматического управления.

Чем больше будет появляться положительных примеров автоматизации канализационных насосных станций, тем скорее специалисты осознают все преимущества инноваций. Системы управления – еще один шаг на пути технологического прогресса.

OOO «ГРУНДФОС» Лого GRUNDFOS
Филиал в Санкт-Петербурге:
Свердловская наб., д. 44, БЦ «Бенуа», оф. 826
Тел. (812) 633-3545
В печатной версии название статьи – “Автоматизация работы систем водоотведения” (журнал “Промышленно-строительное обозрение”, № 167, декабрь, 2015 г.)

Исследование микрорайона

Новости партнеров

Загрузка...

Смотрите также

X