Контрол на работата на помпени водоотвеждащи системи

В канализационните помпени станции (SPS) няма регулиращи клапани, няма нужда да се поддържа налягане и оборудването се включва и изключва при необходимост. Възможно ли е да се намалят финансовите разходи за електроенергия при такива условия?

Отговор на този въпрос дава въвеждането на честотни преобразуватели и интелигентни шкафове за управление, базирани на контролери, които автоматизират работата на помпената система. Важно е, в допълнение към значителното намаляване на разходите за плащане на електроенергия, микропроцесорните инструменти за управление и мониторинг позволяват да се повиши надеждността на канализационната помпена станция: в резултат на това броят на авариите и вероятността от емисии на отпадъчни води в околната среда намаляват.

Защо се нуждаем от автоматизирана система за контрол на процесите (APCS) за отвеждане на отпадъчни води?

Оптимизиране на работата на помпата;
Поддържане на максимално допустимото ниво на течност в резервоарите на SPS;
Предотвратяване на извънредни ситуации;
Обмен на данни с централната диспечерска конзола.

Нека разгледаме по-отблизо всеки от тези компоненти.

Оптимизация на помпата

Ефективността на канализационната помпена станция се определя от специфичния разход на електроенергия за изпомпване на един кубичен метър отпадна вода. Доста трудно е да се изчисли оптималната работна точка за станцията - необходимо е едновременно да се вземат предвид няколко параметъра, които се променят по време на работа: ефективността на двигателя и помпата, хидродинамичното съпротивление на тръбопровода, плътността и температурата на изпомпваната течност и др.

„Често оптималната работна скорост на помпата се определя ръчно още по време на работа. Експертите на GRUNDFOS предлагат още по-опростен и точен начин – използване на системиуправление на помпата с автоматично откриване на най-добрата зона за енергийна ефективност, например, както в контролните шкафове Control DC, базирани на контролери CU362. Тази функция ви позволява да забравите за ръчните настройки и помага на системата за управление автоматично да се настрои към параметрите на специфично оборудване, което ще работи в канализационната станция“, казва Михаил Борисов, ръководител на отдел „Автоматизация и системи за управление“ в GRUNDFOS, производител на помпено оборудване.

Интелигентна система, наречена Dedicated Controls, непрекъснато следи и коригира режимите на работа на помпената система (до 6 помпи могат да бъдат свързани паралелно). Контролерът незабавно променя скоростта на оборудването в съответствие с данните, получени от вградения честотен преобразувател и разходомер. По този начин помпите винаги работят в точката на най-висока ефективност, като значително намаляват потреблението на енергия в сравнение със стандартните алгоритми за управление. Това решение спомага за непрекъснато наблюдение на ефективността на оборудването, което позволява навременно планиране на обслужване и поддръжка на помпи и тръбопроводи.

Видео по темата "Преглед на техническите решения за приложения във водоснабдяването и канализацията"

Поддържане на максимално допустимото ниво на течност в резервоарите на канализационните помпени станции

Основната информация, необходима за работата на всяка система за управление на канализационни помпи, е данните за нивото на течността в резервоара на помпената станция. Интелигентните системи с честотни преобразуватели могат да поддържат постоянна стойност на нивото, независимо от обема на входящата течност, така че става възможно да се поддържа възможно най-високоВисоко. Това ще създаде свръхналягане на входа, което ще "помогне" на помпите да работят и ще даде допълнителна икономия на енергия.

Когато помпите работят в режим на поддържане на нивото, допълнително се спестяват финансови средства в пречиствателните съоръжения (ОС). Водата не се подава на залпове, както когато помпата работи в режим старт / стоп, а плавно. Трябва да се отбележи, че в този случай на дъното на резервоара се образува утайка, което може да доведе до намаляване на обема на резервоара. За да се избегне това, е необходимо да се комбинира режимът на разбъркване през нощта с изпомпване на приемника до максимално допустимото ниво, както и изпомпване на тръбопровода с максимална скорост (за предотвратяване на утаяване). Всички тези режими също се активират автоматично в контролните шкафове GRUNFDOS Control DC по време на работа.

Аварийна защита

Основна характеристика на системите за отпадни води е наличието на доста големи примеси и включвания с дълги влакна в отпадъчните води. Мръсотия и други чужди тела запълват кухината между работното колело и корпуса на помпата, причинявайки риск от запушване. „Засядането на оборудване, което изпомпва отпадъчни води, заплашва истинска екологична катастрофа“, казва Михаил Борисов (GRUNDFOS). - За да се осигури максимална надеждност на канализационните помпи, контролните шкафове Control DC имат няколко специализирани функции като „анти-заглушаване“, „обратна работа“ и др. Те работят във всички аварийни ситуации, които причиняват спиране на помпата, като по този начин я предпазват от блокиране. Това позволява да се предотвратят аварии и следователно да се изключи възможността от наводняване на станции и навлизане на канализация в околната среда.

В допълнение, контролните шкафове помагат да се избегнат разходи, свързани с прекъсване на оборудването и ремонт.“

Обмен на данни с централната диспечерска конзола

Канализационните помпени станции са проектирани, като се вземат предвид резервните части на оборудването, които се свързват, когато дебитът на отпадъчни води е твърде голям или основното устройство се повреди. Въпреки това, "резервните" мощности не могат да предотвратят наводняване в случаите, когато неизправността остава незабелязана за дълго време. Ето защо е препоръчително да се използват специални системи за дистанционно управление и сигнализация на SPS.

Наличието на дистанционно наблюдение и контрол има много предимства. Времето, изразходвано за докладване, събиране на данни и т.н., е сведено до минимум, както и броят на посещенията в сервиза. Значително намалява вероятността от повреди и повреда на оборудването. В резултат на това въвеждането дори на най-технически „завършената“ система за дистанционно управление се изплаща за много кратко време.

Опит в автоматизирането на работата на CNS

През 2008 г. ППС-19 Пятовская беше модернизирана в град Ярославъл. Един от основните етапи на реконструкцията беше обновяването на оборудването за отвеждане на отпадъчни води. Пет остарели битови помпи тип D с мощност 800 kW всяка, работещи от напрежение 6 kV, бяха заменени с оборудване от серия GRUNDFOS S2 с мощност 350 kW и 380 V захранване.

В допълнение беше въведена система за управление на отпадъчни води Grundfos Control DC с честотни преобразуватели. Следните функции бяха активирани по време на въвеждане в експлоатация:

Автоматична оптимизация на потреблението на енергия с настройка към текущия режим на работа;
Разделяне на помпите в две групи за по-добро оптимизиране на работата при променлив приток;
Автоматична промяна на началните нива за намаляване на натрупванията по стените на резервоара;
Изчисляване на потока безизползване на разходомер;
Защита от задръстване и затлачване;

Инсталираният контролен шкаф беше свързан към съществуващата SCADA система с помощта на протокола Modbus RTU. Характеристика на оборудването е липсата на необходимост от програмиране на контролера по време на пускане в експлоатация и последваща работа, т.к той използва контролер CU362 с възможност за параметризиране, всички функции на който се активират и деактивират чрез меню в самия контролер, т.е. потребителят по всяко време може да добави или промени функционалността на системата за управление на помпената станция.

Енергиен одит, извършен от техническия персонал на местния Водоканал съвместно с представители на компанията GRUNDFOS, показа, че в сравнение със старата система новото оборудване спестява почти 50% електроенергия (вижте таблица 1 за повече подробности).

Таблица 1. Енергопотребление на KNS-19 "Pyatovskaya" в периода 2007-2009 г.

Икономии по отношение на периода преди модернизацията, %