Курс на экономичность
Муниципальное предприятие «Водоканал» г. Абакана, отметившее в 2013 г. 40 лет со дня основания, сейчас обслуживает три водозаборных комплекса, 287 км водопроводных и 291 км канализационных сетей, а также 86 повысительных и 37 канализационных насосных станций. С 2009 года специалисты коммунальной службы проводят последовательную реконструкцию объектов городского водоснабжения и водоотведения.
В первую очередь были модернизированы семь ПНС, на которых заменили насосы и внедрили системы частотного регулирования. «Новое оборудование позволяет круглосуточно поддерживать в городских сетях необходимое давление. Отсюда сразу три выгоды: экономичность, так как установка системы позволила уменьшить энергопотребление до 30%, безаварийность работы, то есть возможность избежать гидравлических ударов в сети водоснабжения города, и увеличение ресурса работы насосов – они будут меньше изнашиваться», – утверждает Владимир Шафорост, первый заместитель Госкомтарифэнерго Хакасии.
Второй этап модернизации объектов абаканского водоканала начался с принятия инвестиционной «Программы энергосбережения и повышения эффективности в Республике Хакасия на 2010-2015 гг.». На 15 городских КНС установили интеллектуальные системы управления насосами на базе контроллеров последнего поколения, которые автоматически определяют текущие параметры и корректируют работу оборудования в соответствии с ними. По словам Николая Фокина, заместителя главного инженера МП «Водоканал», такое решение позволяет сократить трудозатраты персонала на обслуживание станции. Кроме того, как показала практика, на КНС, где установлены такие шкафы, сократились затраты на электричество.
К 2014 году экономический эффект от проведённых МП «Водоканал» мероприятий выражался в сотнях сбережённых МВт?ч электроэнергии. На третьем, завершающем этапе модернизации, новые технологии были внедрены на самую крупную городскую канализационную насосную станцию – КНС-6.
Реконструкция стратегического объекта
Среди всех канализационных насосных станций, находящихся в ведении МП «Водоканал» г. Абакана, КНС-6 занимает особое место, так как обеспечивает перекачку 90% городских сточных вод, что составляет не менее 30 тыс. куб. м в сутки. На обновление канализационного сооружения выделили 13 млн. рублей.
Сначала был проведён энергоаудит, который включал в себя несколько мероприятий:
- Анализ режимов работы и потребления электроэнергии существующей системой;
- Проведение измерений на объекте;
- Подбор оборудования с учётом рабочих характеристик и условий эксплуатации.
«Ранее на КНС-6 было установлено три канализационных насоса, типа СМ мощностью 160 кВт, которые потребляли 118, 150 и 152 кВт·ч. По рекомендации наших инженеров были поставлены насосы серии S2, которые при той же производительности потребляют всего 85 кВт·ч. Для управления оборудованием, а также для ещё большей экономии электроэнергии установлена интеллектуальная система управления Control DC-E на базе контроллера CU362. После модернизации КНС-6 финансовые затраты на электричество сократилось примерно на 50%», – рассказывает Алексей Пономарёв, главный специалист по аудиту насосных систем, ГРУНДФОС, Россия.
Экономии электроэнергии удалось достичь благодаря новейшей интеллектуальной системе управления насосами Dedicated Controls, которая непрерывно изучает и корректирует режимы работы канализационных насосов на КНС-6. Контроллер получает данные от преобразователя частоты и расходомера и в соответствии с ними изменяет скорость вращения двигателя насоса так, чтобы достичь минимально возможного удельного энергопотребления.
«Решение, реализованное на КНС-6, отвечает и ещё одной цели МП «Водоканал» г. Абакана – снижению трудозатрат на обслуживание станции, – отмечает Михаил Борисов, руководитель направления систем автоматизации и управления компании ГРУНДФОС. – Система управления Control DC-E подключена к SCADA-системе для обеспечения удалённого контроля работы насосов. Диспетчер дистанционно управляет оборудованием, меняет его настройки, а также получает доступ к данным по аварийным событиям и режимам эксплуатации. Обладая такой информацией, специалист экономит время на сбор данных и ведение отчётности, планирует инспекцию станций для проведения технического обслуживания».
Износа и аварий не будет
Канализационным насосам на КНС-6 приходится перекачивать жидкость с разнообразными включениями, наличие которых приводит к абразивному износу рабочего колеса и, как следствие, падению КПД агрегатов на 3-5% в год. «Чтобы обеспечить стабильные характеристики работы оборудования, специалистам водоканала приходится периодически регулировать зазор рабочего колеса. С обычными насосами этот процесс требует много времени и трудозатрат, поскольку нужно отсоединить оборудование от трубопровода и почти полностью его разобрать, – поясняет Лидия Арато, инженер Департамента по реализации проектов компании ГРУНДФОС. – В оборудовании серии S используется система SmartTrim, которая позволяет вернуть заводскую установку щелевого зазора рабочего колеса и восстановить КПД насоса без трудоёмкого демонтажа, так как регулировочные винты расположены непосредственно на корпусе. Таким образом, обслуживание насосной станции становится гораздо менее трудоёмким, а время простоев сокращается до минимума».
Конструкция насосов, установленных на КНС-6, позволяет свести к минимуму вероятность блокировки оборудования. Обычно на рабочем колесе и неподвижных частях насоса накапливаются нерастворимые отложения, что рано или поздно приводит к засорению и заклиниванию агрегата. Такая ситуация требует отключения насосов, их демонтажа и долгого ремонта. Для главной канализационной станции города недопустимы даже минимальные простои, поэтому на ней установлены насосы с двухканальными рабочими колёсами особой конфигурации, не допускающей засорения и заиливания даже при перекачке жидкостей с волокнистыми включениями. Дополнительные лопатки препятствуют накоплению твёрдой массы и защищают оборудование от заклинивания. Дополнительно защиту системы обеспечивает функция «промывки и обратного хода» шкафа управления. Она срабатывает во всех нештатных ситуациях, вызывающих останов насоса, тем самым предохраняя его от блокировки и, как следствие, предотвращая дорогостоящий ремонт.
Опыт модернизации канализационных систем в других городах
Абаканский водоканал пошёл по пути, ранее опробованному коммунальными службами многих городов России. В частности, насосы GRUNDFOS серии S уже давно и успешно эксплуатируются в Санкт-Петербурге на КНС «Дунайская», «Киевская» и «Красная слобода».
В 2008 году в Ярославле была модернизирована КНС-19 «Пятовская», в ходе которой пять устаревших отечественных насосов типа Д мощностью по 800 кВт каждый заменили оборудованием серии S2 мощностью 350 кВт. Насосы также были подключены к интеллектуальным системам управления серии Control DC, оснащённым преобразователями частоты. Данное оборудование позволяет оптимизировать энергопотребление за счёт разбивки насосов на две группы, автоматически изменять уровни пуска для снижения нароста на стенках резервуара, рассчитывать расход без использования расходомера и многое другое. Энергоаудит, проведённый на КНС «Пятовская», показал, что новое оборудование потребляет электроэнергии почти вдвое меньше, чем старые агрегаты. Благодаря экономии электричества и сокращению затрат на обслуживающий персонал оборудование окупилось всего за 2,5 года.
Мероприятия по энергосбережению, проведённые абаканским водоканалом на станциях водозабора, ПНС и КНС, уже позволили сэкономить 870 МВт·ч электроэнергии. Более того, реконструкция КНС-6 гарантирует стабильную работу городской канализации в течение длительного времени – даже с учётом подключения новых пользователей. Повышение производительности существующей станции позволило отложить строительство дополнительной КНС проектной стоимостью более 450 млн. руб. Эти средства власти могут направить на решение коммунальных проблем в других городах Хакасии.
