bbk 000000
УДК 628.12:62-531.3
Каргин С. А.
Анализ потерь электроэнергии при работе группы насосов, оснащенных регулируемым приводом
Аннотация
Представлены расчеты потерь электроэнергии в насосных установках с параллельно работающими агрегатами, один из которых является регулируемым. Основное преимущество схемы управления с одним регулируемым насосом – относительно низкая стоимость аппаратной части. Однако в таких установках неизбежны дополнительные энергетические потери, связанные со снижением частоты вращения рабочего колеса регулируемого насоса при работе нерегулируемых насосов в режиме максимальной производительности. Расчеты этих потерь, выполненные с использованием векторных диаграмм гидравлической мощности насосов, позволили разработать структуру энергетически эффективной насосной установки, которая характеризуется приемлемой стоимостью оборудования и минимальными энергетическими затратами на поддержание заданного давления в напорной линии.
Ключевые слова:
давление , насосная установка , частота вращения рабочего колеса , производительность , гидравлическая мощность , частота питающего напряжения , преобразователь частоты
|
DOI 10.35776/MNP.2019.10.04
УДК 614.844
Епифанов С. П., Зоркальцев В. И., Баранчикова Н. И., Корельштейн Л. Б.
Гидравлический расчет установок автоматического пожаротушения, совмещенных с внутренним противопожарным водопроводом
Аннотация
В последние десятилетия резко возросло строительство крупных зданий: торгово-развлекательных центров, многофункциональных высотных зданий жилого и общественного назначения, в том числе с подземными автостоянками, складских помещений для хранения горючих материалов. При строительстве часто используют отделочные материалы, которые при возгорании выделяют отравляющие вещества. Пожары могут приводить к человеческим жертвам и значительным материальным потерям. Для пожарной безопасности зданий и сооружений наиболее эффективно использование противопожарного водоснабжения – как наружного, так и внутреннего. Из-за невозможности обеспечить наружное пожаротушение большой части помещений верхних этажей высотных зданий особое значение приобретает эффективность и надежность систем внутреннего пожаротушения. Расход воды на противопожарное водоснабжение может составлять 200 л/с и более. Для подачи воды в таком объеме к местам возгорания требуются эффективные системы внутреннего водоснабжения: автоматические системы пожаротушения (спринклерные и дренчерные), внутренний противопожарный водопровод, дренчерные водяные завесы. Совмещенные системы внутреннего пожаротушения включают автоматические установки пожаротушения и внутренний противопожарный водопровод. Методика гидравлического расчета каждой из этих систем имеется в нормативной и специальной литературе. Но при гидравлическом расчете совмещенных (объединенных) систем противопожарного водоснабжения следует учитывать их существенные особенности. В связи с этим рассматривается математическая модель потокораспределения в автоматических системах пожаротушения, совмещенных с внутренним противопожарным водопроводом. Приводится методика гидравлического расчета произвольных совмещенных систем противопожарного водоснабжения. Предлагаемая модель позволяет получать реальную величину отбора воды через насадки (распылители) и пожарные ручные стволы.
Ключевые слова
давление , напор , гидравлический расчет , водяная завеса , установки автоматического пожаротушения , внутренний противопожарный водопровод , задача потокораспределения , нефиксированный отбор
|
УДК 628.1/.2:621.65
Епифанов С. П., Баранчикова Н. И., Куртин А. В.
Математическое моделирование совместной работы
насосных агрегатов, в том числе с частотным регулированием
Аннотация
Применение насосных агрегатов с частотными преобразователями с целью экономии электроэнергии и организации эффективных режимов работы в системах водоснабжения и водоотведения, иногда без достаточного обоснования, не всегда приводит к желаемому результату. Одной из причин этого является отсутствие простой математической модели, описывающей потокораспределение в технологических трубопроводах насосных станций, с учетом всех ограничений на параметры режима работы при использовании частотных преобразователей на части или на всех насосных агрегатах. Сама задача потокораспределения должна представляться в виде задачи оптимизации, в которой целевая функция может быть суммарной потребляемой мощностью всеми участвующими в работе насосными агрегатами. Такая оптимизационная модель позволяет описывать режимы работы как параллельно, так и последовательно соединенных насосов. Найдя затраты электроэнергии по всем значимым режимам в течение года и сравнив их с существующими режимами без использования частотных преобразователей, можно сделать обоснованный вывод о целесообразности применения частотного электропривода, в том числе на один или несколько насосных агрегатов. Предложенная модель позволяет осуществлять организацию не только эффективных, но и технологически допустимых режимов. На основе полученных результатов расчета задачи оптимизации при нескольких режимах можно построить аппроксимирующие функции суммарной подачи насосной станции от потерь напора в дросселирующих устройствах и использовать их в случае выхода из строя расходомеров или их отсутствия.
Ключевые слова
давление , преобразователь частоты , пьезометрический напор , центробежный насос , насосный агрегат , задача потокораспределения , задача оптимизации , потребляемая мощность , параллельная и последовательная работа насосов
|
bbk 000000
УДК 628.147.2
Кармазинов Ф. В., Мельник Е. А., Ипатко М. Н., Ильин Ю. А., Игнатчик В. С., Игнатчик С. Ю.
Методика оценки экономической эффективности систем подачи воды с насосными станциями, оборудованными резервуарами
Аннотация
Представлена методика оценки экономической эффективности систем подачи воды с насосными станциями, оборудованными резервуарами, позволяющая на стадии реконструкции оптимизировать транспортные системы водоснабжения отдаленных районов. Для таких систем характерны: низкая энергоэффективность, вызванная потерей давления при сбросе воды, и низкая надежность сетей при работе на них через байпас, обусловленная колебанием давления. В методике учтены особенности одновременной работы двух подсистем: подсистемы трубопроводов и арматуры и подсистемы повысительной насосной станции. Обоснован выбор в качестве единого для всех подсистем критерия оптимизации в виде чистого дисконтированного расхода за жизненный цикл. Установлено, что экономическая и энергетическая эффективность инвестиционных проектов по реконструкции транспортных систем водоснабжения является функцией фактического входного давления воды в подводящих трубопроводах и зависит от инженерных мер, направленных на ее повышение. К таким мерам относится применение клапанов, регулирующих давление «после себя», мини-ГЭС и дополнительной низконапорной насосной станции. На примере повысительной насосной станции «Парнас» Санкт-Петербурга показано, что применение разработанной методики позволяет повысить показатели надежности системы подачи воды до P(t) > 0,95 при одновременном снижении чистого дисконтированного расхода за жизненный цикл на 17%. При этом в зависимости от фактического входного давления воды в подводящих трубопроводах снижение энергопотребления насосной станции изменяется от 22 до 60%.
Ключевые слова
давление , водопроводная сеть , энергоэффективность , насосная станция , регулирующий клапан
|
bbk 000000
УДК 628.15:62-531.3.004.18
Лезнов Б. С., Воробьев С. В.
Оценка экономии воды при использовании регулируемого электропривода в насосных установках систем водоснабжения
Аннотация
Описана методика оценки экономии воды, разработанная специалистами ООО «Ягорба» и лаборатории автоматизации ОАО «НИИ ВОДГЕО». С помощью настоящей методики может быть выполнена оценка экономии воды при использовании регулируемого электропривода для различных вариантов работы насосных установок в системах водоснабжения. Результаты расчета достаточно близко совпадают с результатами эксплуатационных наблюдений на реальных объектах. Методика может быть использована для оценки уменьшения сброса сточных вод в канализацию за счет снижения непроизводительных расходов в системе подачи воды. Приведен пример расчета прогнозируемой экономии воды для насосной установки с одним и несколькими агрегатами.
Ключевые слова
регулируемый электропривод , давление , подача воды , насосная установка , система водоснабжения , экономия воды , энергия , непроизводительные расходы воды
|
bbk 000000
УДК 628.144:532.542
Баранчикова Н. И., Епифанов С. П., Зоркальцев В. И., Куртин А. В., Обуздин С. Ю.
Потокораспределение в системах подачи и распределения воды с автоматическими регуляторами давления
Аннотация
Рассматривается задача потокораспределения в произвольных трубопроводных системах, в том числе в системах подачи и распределения воды с автоматическими регуляторами давления. Для повышения надежности функционирования систем часто устанавливают регуляторы давления «после себя» (редукционные клапаны) и «до себя» (резервуарные, перепускные клапаны). На водопроводных сетях г. Иркутска в последние годы были установлены регуляторы давления производства фирмы Bermad, что позволило снизить и стабилизировать давление в некоторых зонах. Но есть зоны, которые имеют питание от нескольких водоводов с различным давлением в местах подключения, поэтому иногда происходит полное закрытие некоторых регуляторов (чаще меньших диаметров), либо возможен переворот потока, и вода движется через регулятор в обратном направлении. При этом регулятор не выполняет свою функцию. Математическое моделирование таких крайних ситуаций очень важно, так как именно они существенно усложняют эксплуатацию систем подачи и распределения воды. Предложены математические модели автоматических регуляторов давления «до себя», «после себя» и перепада давления с учетом их исполнения: нормально открыты или нормально закрыты. Приведена математическая постановка задачи потокораспределения в системах подачи и распределения воды с регуляторами давления. Решена актуальная для практики задача потокораспределения в трубопроводных системах с автоматическими регуляторами в постановке, описывающей различные ситуации работы автоматических регуляторов. Предложен простой и эффективный метод решения поставленной задачи потокораспределения, который не требует вычисления производных и имеет достаточно быструю сходимость. На основании численных экспериментов можно предположить, что число итераций незначительно зависит от размерности задачи (числа узлов и дуг), но существенно зависит от разброса значений гидравлических сопротивлений и в меньшей степени – узловых отборов.
Ключевые слова
давление , математическая модель , трубопроводная система , потокораспределение , пьезометрический напор , системы подачи и распределения воды
|
bbk 000000
УДК 628.144
Большев К. Н., Иванов Вас. Алекс., Степанов А. А., Варфоломеев Г. Р.
Система мониторинга температуры и давления в сетях водоснабжения г. Якутска
Аннотация
Приведена информация по организации системы мониторинга температуры и давления в сетях водоснабжения г. Якутска. При эксплуатации систем водоснабжения города в условиях низких температур требуется постоянный контроль температуры и давления сетевой воды для предотвращения промерзания трубопровода и перегрева перекачиваемой воды. С этой целью разработаны автоматизированные системы контроля температуры и давления в сетях. Для дистанционной передачи данных по управлению системой использована технология Circuit Switched Data (CSD) для мобильных сетей стандарта GSM. С помощью этой технологии два GSM-модема могут установить канал связи для приема данных. Для функционирования такой системы на удаленной точке наблюдения необходимо наличие сигнала сотовой связи выбранного оператора на объекте и постоянное электропитание. В качестве первичных преобразователей температуры и давления использовались датчики давления АИР-10Н и температуры ТСПУ-205-Н с унифицированным сигналом 4–20 мА, для дальнейшего преобразования сигналов и интерфейса – модули УСО (устройства связи с объектами) производства ООО НПП «Элемер». Обмен данными между компьютером и модулями аналогового ввода осуществляется посредством версии протокола MODBUS. Для управления комплексом разработана информационная компьютерная система, включающая базу данных с использованием Microsoft SQL Server 2008 Express, службу опроса точек с помощью сервисного приложения Windows, интерфейс диспетчера. В настоящее время система стабильно функционирует в режиме регулярного автоматического опроса. Разработанный комплекс может обеспечить сбор данных с 200–300 объектов наблюдения.
Ключевые слова
водоснабжение , мониторинг , давление , трубопровод , диспетчеризация , температура
|
|
