Содержание

Анализ режимов работы системы водоснабжения и водоотведения.
Анализ режимов работы системы водоснабжения и водоотведения
Анализ режимов работы системы водоснабжения

Анализ режимов работы системы водоснабжения и водоотведения.

На промышленных предприятиях снабжение водой осуществляется либо от системы водоснабжения ближайшего населенного пункта, либо от собственного водозаборного узла. Сброс сточных вод производится либо в городскую канализационную сеть, либо на собственные очистные сооружения. Себестоимость питьевой воды для предприятия, складывается из стоимости энергии, затрачиваемой в системе водозабора, затрат на обслуживание системы и амортизационных отчислений. Плата за использование недр составляет

10% стоимости затрат предприятия на водоснабжение.

Возможные причины потерь энергии в системах водоснабжения:

· высота подъема скважинного насоса не соответствует глубине динамического уровня воды в скважине. DЭ=rgQDHt_р./1000h_на кВт ч, где: DЭ — потери электрической энергии в электронасосном агрегате следствие несогласования высоты подъема с характеристикой насосного агрегата, r — плотность воды, кг/м 3 , g -ускорение свободного падения 9,81 м/сек 2; Q — производительность скважинного насоса, м 3 /ч ; DН — разность высоты напора насоса и высоты подъема с учетом гидродинамических потерь в линии, м; h_на— КПД электронасосного агрегата; t_р — время работы насосного агрегата, час.

· Напор, создаваемый насосами второго подъема, превышает необходимый по технологическим условиям. Потери рассчитываются аналогично;

· Производительность насосного агрегата должна соответствовать потребностям предприятия. Мощность, потребляемая насосным агрегатом в холостом режиме, достигает 60% мощности от номинального режима. Поэтому целесообразно, при снижении водопотребления до 30% от номинальной величины агрегата, переключаться на агрегат меньшей производительности;

· Наличие в системе потребителя с небольшим водопотреблением и большим напором, отличающимся по напору от других потребителей. Потери энергии определяются тем, что во всей системе необходимо поддерживать диктуемое этим потребителем давление. Величина потерь рассчитывается по формуле

где: Q_i— водопотребление i-го потребителя (м 3 /сек), DH_i — разность между напором, создаваемым системой, и напором, необходимым для данного i-го потребителя, м; t_рi — продолжительность работы i-го агрегата, час.

Необходимо провести технико-экономический анализ создания насосной станции третьего подъема, рассчитанной на обеспечение потребителя с сильно отличающейся величиной требуемого напора и незначительным, по отношению к общему расходу, удельным водопотреблением;

· Отсутствие оборотного водоснабжения. Это увеличивает водопотребление и нагрузку на очистные сооружения. В системе оборотного водоснабжения, при использовании в ней жесткой воды, возможно зарастание обратной линии камнем и возникновение ненормальных режимов эксплуатации циркуляционного насоса (увеличение гидравлических потерь в системе и увеличении подачи воды на подпитку системы); Необходимо отметить возрастающую роль нарушений в системах водопользования на финансовые потери предприятий.

· Утечки в системе. Потери равны величине утечек, умноженных на удельные энергозатраты подачи воды в систему.

В системе водоотведения потери энергии могут быть связаны с:

Неправильным выбором насосного оборудования.

· Недостаточным повторным использованием воды в системах оборотного водоснабжения, что приводит к дополнительной нагрузке на очистные сооружения и на насосное оборудование.

· Утечками и с неконтролируемыми технологическими расходами.

· Передачей источников водоснабжения другим обслуживающим предприятиям.

Насосы

Насосы входят в состав большинства нагревательных или охладительных систем, а также систем водоснабжения, транспортировки различных жидкостей и взвесей. Если управление насосами организовано неправильно, то они могут серьезно увеличить потребление энергии. Если насосы работают долго вхолостую, то они также существенно воздействуют на общее потребление энергии.

Организационные мероприятия:

· Заменяйте малопроизводительные насосы более высокопроизводительными с высоким КПД в рабочем диапазоне расходов жидкости.

· Максимально загружайте насосы. Наименьший удельный расход электроэнергии наблюдается при максимальной подаче насоса.

· Замените насос, если характеристика трубопровода не соответствует его паспортным данным.

· Повышайте КПД насосов до их паспортных значений установкой новых уплотнений и тщательной балансировкой рабочих колес.

· КПД передачи намного выше, если рабочее колесо находится непосредственно на валу мотора.

Анализ режимов работы системы водоснабжения и водоотведения

С 2011 г. в Перми действуют тарифы на услуги водоснабжения и водоотведения: Для потребителей 1-й группы(население): на услуги водоснабжения: 20,95 руб./м 3 на услуги водоотведения и очистки сточных вод — 12,82 руб./м 3 . Для потребителей 2-й и 3-й группы (бюджетные и коммерческие организации): на услуги водоснабжения питьевой — 28,20 руб./м 3 на услуги водоотведения и очистки сточных вод — 19,57 руб./м 3

Себестоимость питьевой воды для предприятия складывается из стоимости энергии, затрачиваемой в системе водозабора, затрат на обслуживание системы и амортизационных отчислений. Плата за использование недр составляет

10% стоимости затрат предприятия на водоснабжение.

Возможные причины потерь энергии в системах водоснабжения:

Высота подъема скважинного насоса не соответствует глубине динамического уровня воды в скважине.

кВт,

где: — потери элктрической энергии в электронасосном агрегате следствие несогласования высоты подъема с характеристикой насосного агрегата,

-плотность воды, кг/м 3 , — ускорение свободного падения 9,81 м/сек 2 ,

Q -производительность скважинного насоса, м 3 /ч; — разность высоты напора насоса и высоты подъема с учетом гидродинамических потерь в линии, м, — КПД электронасосного агрегата; — время работы насосного агрегата, час.

Напор, создаваемый насосами второго подъема, превышает необходимый по технологическим условиям. Потери рассчитываются аналогично;

Производительность насосного агрегата должна соответствовать потребностям предприятия. Мощность, потребляемая насосным агрегатом в холостом режиме, достигает 60% мощности от номинального режима. Поэтому целесообразно, при снижении водопотребления до 30% от номинальной величины агрегата, переключаться на агрегат меньшей производительности;

Наличие в системе потребителя с небольшим водопотреблением и большим напором, отличающимся по напору от других потребителей. Потери энергии определяются тем, что во всей системе необходимо поддерживать диктуемое этим потребителем давление. Величина потерь рассчитывается по формуле

кВт час,

где: — водопотребление i-го потребителя (м 3 /сек), — разность между

напором, создаваемым системой, и напором, необходимым для данного i-го

потребителя, м 3 ; — продолжительность работы i-го агрегата, час.

Необходимо провести технико-экономический анализ создания насосной станции

третьего подъема, рассчитанной на обеспечение потребителя с сильно отличающейся

величиной требуемого напора и незначительным, по отношению к общему расходу.

Рис.4 Энергозатраты сети, обеспечивающей водоснабжение двух потребителей с различным требуемым напором

Отсутствие оборотного водоснабжения увеличивает водопотребление и нагрузку на очистные сооружения. В системе оборотного водоснабжения, при использовании в ней жесткой воды, возможно зарастание обратной линии камнем и возникновение ненормальных режимов эксплуатации циркуляционного насоса (увеличение гидравлических потерь в системе и увеличении подачи воды на подпитку системы); Необходимо отметить возрастающую роль нарушений в системах водопользования на финансовые потери предприятий.

Утечки в системе. Потери равны величине утечек, умноженных на удельные энергозатраты подачи воды в систему.

Таблица 4 Влияние давления в системе и диаметра отверстия на величину утечек воды и пара.

Давление в системе (ата)	Утечки воды через отверстие площадью 1 мм 2 (л/час)	Утечки пара через отверстие площадью 1 мм 2 (кг/час)
0,73
1,1
1,35
1,7
2,1
2,4
2,75
3,0
3,4

Стоимость водопотребления предприятий соизмерима со стоимостью тепловой и электрической энергии. Необходимо составить водный баланс предприятия и определить нерациональные расходы.

В системе водоотведения потери энергии могут быть связаны с:

Неправильным выбором насосного оборудования;
Недостаточным повторным использованием воды в системах оборотного
водоснабжения, что приводит к дополнительной нагрузке на очистные
сооружения и на насосное оборудование;
Утечками и с неконтролируемыми технологическими расходами;
Передачей источников водоснабжения другим обслуживающим
предприятиям.

Насосы.

Рекомендуется заменить малопроизводительные насос более высокопроизводительными с высоким КПД в рабочем диапазоне расходов жидкости;
Следует максимально загружать насосы. Наименьший удельный расход электроэнергии наблюдается при максимальной подаче насоса;
Необходимо заменить насос, если характеристика трубопровода не соответствует его паспортным данным;
Можно повысить КПД насосов до их паспортных значений путем установки новых уплотнений и тщательной балансировкой рабочих колес;
КПД передачи намного выше, если рабочее колесо находится непосредственно на валу мотора;
Если мощность электродвигателя выше мощности, потребляемой насосом, в 1,2-1,25 раза, то он работает в режиме с максимальным КПД.

Анализ режимов работы системы водоснабжения

Водоснабжение населенных пунктов производится от водозаборных скважин, водозабора из открытых водоемов и рек через систему водозаборных узлов с системой водоочистки.

Вода забирается насосами первого подъема, при необходимости проходит систему водоочистки, и накапливается в резервуарах второго подъема. Насосы второго подъема подают воду в городскую систему водоснабжения. Каждый водозаборный узел обычно имеет не менее двух скважин (водозаборных насосов первого подъема). Производительность насосов первого подъема больше среднего значения подачи воды от водозаборного узла. Буферные емкости второго подъема сглаживают график подачи насосов первого подъема. Насосы первого подъема работают в постоянном режиме по подаче воды. Объем подаваемой воды регулируется продолжительностью их работы. Насосы второго подъема работают в соответствии с режимом водопотребления, который в течение суток и дней недели сильно меняется.

Возможные резервы для экономии энергии и затрат:

Насосы первого подъема не согласованы по высоте подъема, либо работают на хвостовой части характеристики Q-H , либо задросселированы задвижкой для устранения перегрузки двигателя. Технические приемы по снижения потерь аналогичны приемам для промышленных насосов. Они широко известны в технической литературе и приведены выше;

Насосы первого подъема работают в часы пика электропотребления, не используются льготы по двух тарифным ставкам системы учета электропотребления (при наличии емкостей второго подъема, достаточных для накопления в ночное время необходимых запасов воды).

Насосы второго подъема работают по сильно меняющемуся графику водопотребления, минимум которого приходится на ночной период. На городскую сеть водоснабжения работает несколько водозаборных узлов. Мощность электропотребления насосами второго подъема на холостом ходу (по характеристикам электронасосных агрегатов) составляет 40-60 % номинальной мощности. Необходимо в период значительного снижения водопотребления автоматически переключать систему подачи воды на менее мощные по производительности насосы, либо отключать часть водозаборных узлов при развитой кольцевой системе водораспределения. Необходимо оценить КПД системы водозаборных узлов, выявить из них наиболее экономичные и учитывать это в выборе режимов эксплуатации системы. Необходима автоматизированная система управления водозаборными узлами с датчиками давления, расположенными в критических, по давлению, точках системы водораспределения.

Возможны утечки в системе водораспределения, что является ненормальным явлением. Они должны быстро выявляться и ликвидироваться.

Большой перерасход воды населением, экономически не заинтересованном в экономии воды. Необходимо на первых порах оснастить крупных потребителей, в том числе отдельные дома, узлами учета расхода воды. Введение ежемесячной оплаты за воду по фактическому расходу воды с разбросом оплаты пропорционально численности жильцов в квартирах является первым этапам включения населения в компанию за экономию. Оснащение каждого потребителя узлами учета расхода воды будет способствовать большей заинтересованности населения в энергосбережении.