Модернизация водопроводных сетей — с чего начинать?

Модернизация водопроводных сетей – с чего начинать?

, канд. химических наук.

Как мы уже отмечали в предыдущей статье [1], в настоящее же время многие водопроводные сети (ВПС) уже полностью выработали свой технический ресурс и поддерживаются только за счет регулярных ремонтов. Было показано также, насколько разорительной является эксплуатация старых изношенных сетей. С каждым годом степень износа инженерных систем увеличивается, а вместе этим увеличиваются и затраты на их эксплуатацию и текущий ремонт.

В связи с этим актуальной становится задача радикальной модернизации ВПС, используя трубы из самых современных материалов, а также привлекая самые эффективные методологии модернизации и проектирования сетей. В настоящей статье предлагается ряд первичных этапов, которые автор разработал на основании анализа состояния дел в ряде Водоканалов городов Сибири и России (данные из открытых источников), а также на основании литературного анализа и собственных модельных расчетов с помощью ПК SibStream [2].

В результате серии гидравлических расчетов [2] и анализа литературных данных [3] было установлено, что:

износ сетей на каждые 5% (в среднем через каждые 4 года) приводит к увеличению затрат на их эксплуатацию более чем на 50% относительно проектных значений! Спустя уже 3-5 лет после начала эксплуатации толщина отложений на стенках металлических труб составляет величину 10-15 % от диаметра, что сокращает пропускную способность магистралей в 1.5-2 раза. Через 10-15 лет гидравлическое сопротивление магистралей увеличивается в 3-5 раз. Это обстоятельство вынуждает повышать давление в главных магистралях больших диаметров и, соответственно, кратно увеличивать расходы электроэнергии на насосных станциях. трубы диаметром D≤300 мм. имеют общую протяженность примерно в 2-3 раза меньше суммарной протяженности всех водопроводных магистралей города. Однако предельный износ и зарастание именно этих труб является причиной массовых утечек и повышенного гидравлического сопротивления сетей в целом. Именно среди этой группы труб имеется много слабопроточных и тупиковых магистралей, подверженных сильному зарастанию. При этом, чем уже труба, тем сильнее относительное сужение внутреннего сечения при равной – по сравнению с широкими трубами – толщине отложения на стенках труб.

Исходя из всего вышесказанного, нами предлагается следующее (цифры относительно города на 500 тыс. жителей и в/п сети протяженностью 600-800 км.):

Районы водопроводной сети, где преобладают предельно изношенные трубы, желательно планировать заново. Это позволит построить действительно оптимальную схему сети района, составить ее точный план и гидравлическую модель и сократить общую протяженность трубопроводов района. Такой способ модернизации каждого района способен, в итоге, значительно сократить протяженность городских магистралей и, следовательно, удешевить процедуру их модернизации и дальнейшей эффективной эксплуатации.

Под гидравлической моделью здесь понимается следующий набор информационных данных, а также аппаратных и программных средств.

Точные координаты всех узлов (колодцев и водопотребителей) ВПС, индивидуальные или групповые графики потребления, а также нормативные свободные напоры в узлах. Расположение всех магистралей в других элементов сети с указанием их диаметров, даты укладки, эквивалентных шероховатостей труб, типа материалов труб и других технических характеристик. Подробное описание насосных станций с указанием всех насосов, их напорно-расходных характеристик (НРХ), порядка подключения насосов (последовательное, параллельное, комбинированное), а также индивидуальных графиков работы всех насосов. Совокупность всех измерительных приборов, постоянно или временно функционирующих в сети (манометры, расходомеры и т. п.). Структурированная совокупность всех данных о замерах, полученных в ходе эксплуатации и ремонта сетей. Например, суточные и многодневные графики водопотребления в узлах, графики колебания давлений и уровней воды в баках, графики энергопотребления и КПД всех насосов и т. п. К особой группе относятся данные о степени зарастания и корродирования труб разных районов, диаметров, материалов и сроков эксплуатации. Они получаются в ходе планового или аварийного ремонта на участках. Программные средства, способные выполнять гидравлические расчеты ВПС любого размера и сложности. В связи с общей изношенностью сетей России и стран СНГ, необходимое давление в сети поддерживается не всегда и не во всех участках. Поэтому расчетная схема, заложенная в программе, должна явно учитывать зависимость уровня потребления в каждом узле от свободного напора, а не только от времени (графики неравномерности водопотребления). Кроме того, программа должна располагать эффективными средствами оптимизации как всей ВПС в целом, так и отдельно по районам.

Создание точной гидравлической модели для сильно изношенных водопроводных сетей является очень сложной проблемой, которая требует проведения многочисленных исследований и измерений в сетях, а также использования высокоэффективного программного обеспечения. Такая задача может быть решена лишь усилиями коллектива специалистов по гидравлическим расчетам и мониторингу водопроводных сетей совместно со специалистами Водоканала. Разработанная таким способом адекватная гидравлическая модель водопроводных сетей может уже непосредственно использоваться в процессе их модернизации. Только с помощью такой модели можно вначале оптимизировать и удешевить процесс модернизации сетей, а затем осуществлять эффективный мониторинг с целью постоянного поддержания их работоспособности на достаточно высоком уровне. Очевидно, что гидравлическая модель должна постоянно обновляться и пополняться в соответствии с проведенными изменениями в сетях. Экономический эффект от разработки и успешного применения гидравлической модели многократно превысит все затраты на ее создание и поддержку.

X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2018

МОДЕРНИЗАЦИЯ СИСТЕМ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И ВОДООТВЕДЕНИЯ ГОРОДОВ

Зависимость экономики страны и условий развития общества от водных ресурсов со временем существенно возрастает, так как увеличивается потребность в воде, и повышаются требования к ее качеству. Это происходит потому, что очень остро стоит вопрос загрязнения и истощения водных ресурсов [2]. Решение проблемы предполагает совершенствование учета водных ресурсов, определение водного баланса отдельных районов, развитие методов расчетов и прогнозов элементов гидрологического режима для наиболее рационального использования вод.

Огромное значение вода имеет в промышленном и сельскохозяйственном производстве, для многих живых существ служит средой обитания. Она необходима и для хозяйственно-бытовых потребностей человека, всех растений и животных.

Экономика водных ресурсов изучает наличие, количество и качество вод по их видам, а также обеспечивает контроль над вводом в действие сооружений по очистке сточных вод и систем водоснабжения, эффективностью их очистки и сбросов в водоёмы и почву.

Согласно федеральной целевой программе «Чистая вода» на 2011-2017 годы одной из важных ее целей является необходимость создания предпосылок для устойчивого развития систем водоснабжения и водоотведения регионов независимо от объемов дотационных средств из федерального бюджета [1].

Важно понимать, что обе системы (как водоснабжение, так и водоотведение) играют особую роль в современном городском хозяйстве. Нарушения в их работе могут привести к ухудшению санитарно-эпидемиологической ситуации в городской среде.

Одной из особенностей гидрологии городов является организация поверхностного стока. Для этого необходимо строительство ливневой канализации, устройства гидротехнических сооружений, обслуживание и ремонт которых требуют серьезных затрат.

Организацию поверхностного стока в городе необходимо решать с учетом особенностей ландшафта территории. Широкое распространение склонов различной длины и крутизны определяет необходимость отведения под зеленые насаждения больше земель, если сравнивать с городами, в которых рельеф слабо выражен [2]. Зеленые насаждения следует размещать так, чтобы они способствовали очистке вод поверхностного стока, выполняли эстетические, рекреационные и другие функции.

Очистка сточных вод представляет собой комплекс мероприятий по удалению загрязнений в сточных водах, обеспечивающих соответствие воды установленным нормам качества. Процесс очистки сточных вод состоит из трех этапов:

1) механическая очистка сточных вод – простое механическое отделение очищенной воды и твердых или осаждаемых веществ в сточных водах без биологических воздействий;

2) биологическая очистка сточных вод – очистка отфильтрованных сточных вод искусственно регулированными биологическими процессами с помощью живых организмов, обычно микроорганизмов;

3) химическая очистка сточных вод – использование специальных методов для повышения эффективности биологической очистки с целью удаления питательных или минеральных веществ [6].

Для правильного выбора системы водоснабжения необходимо иметь данные о водопотреблении, знать требования, предъявляемые к качеству воды, располагать сведениями о напоре, под которым она должна подаваться потребителю, знать характеристику имеющихся природных водоисточников в районе проектирования и т.д [5].

Система водоснабжения включает в себя холодный и горячий водопроводы. Параметры водопроводных сооружений систем водоснабжения городов и населенных мест рассчитывают на определенный расчетный период, который может включать несколько очередей строительства, учитывающих перспективу развития города и повышение уровня благоустройства потребителей воды [4]. Одним из основных показателей надежности работы системы служит безотказное функционирование в течение рассматриваемого периода времени.

В целях повышения качества систем водоснабжения и водоотведения необходимо:

— улучшение качества питьевой воды путем внедрения новых технологий на действующих сооружениях;

— противокоррозионная обработка теплоносителя и защита его от вторичного насыщения коррозионно-активными газами;

— улучшение качества очистки стоков на действующих городских очистных сооружениях канализации.

Основными подходами модернизации систем водоснабжения, водоотведения и очистки сточных вод согласно федеральной целевой программе «Чистая вода» на 2011-2017 годы являются:

1. Осуществление капитальных вложений.

2. Реформирование сложившихся в отрасли отношений посредством реализации мероприятий региональных программ развития водоснабжения, водоотведения и очистки сточных вод [1].

Выбор водопроводных и водоотводящих систем для населенных мест и промышленных предприятий следует осуществлять с учетом санитарных, технических, экологических, социальных и экономических требований.

Рациональное и успешное решение этих задач возможно при условии знания закономерностей природных явлений и разумного их использования.

1. Российская Федерация. Правительство. О федеральной целевой программе «Чистая вода» на 2011-2017 годы [Электронный ресурс] : постановление Правительства Рос. Федерации от 22.12.2010 № 1092 : [ред. от 25.05.2016]. – Режим доступа : КонсультантПлюс. Законодательство. Версия Проф.

2. Битюкова, В. Р. Социально-экологические проблемы развития городов России / В. Р. Битюкова. – Москва : Либроком, 2009 – 448 с.

3. Павлов, К. В. Ядро экономических систем и эффективная хозяйственная политика / К. В. Павлов. – Москва : Магистр, 2009. – 196 с.

Модернизация системы водоснабжения это

АО “ЭнергосбыТ Плюс” предлагает своим Клиентам -предприятиям среднего и малого бизнеса, а также муниципальным и бюджетным учреждениям, уникальную услугу по обновлению системы водоснабжения. Модернизация позволит:

1. Увеличить пропускную способность водопроводных труб;
2. Увеличить напор воды;
3. Увеличить срок действия насосного оборудования, благодаря плавному запуску и работе в щадящем режиме;
4. Сократить финансовые затраты на обслуживание оборудования.

Современные системы управления системами водоснабжения позволяют уйти от таких неэффективных технологий, как водонапорная башня, которые еще недавно были единственным решением по обеспечению водой большинства объектов. Сегодня на станциях управления погружными насосами используются частотные преобразователи, что приводит к гораздо более эффективной и надежной работе всей системы водоснабжения.

Современные технические решения позволили разработать совершенно иной подход к водоснабжению. Это системы управления водоснабжением с использованием станций управления погружными насосами на основе управления частотными преобразователями. Данный подход имеет ряд преимуществ, а именно:

• Полностью отказаться от водонапорной башни как регулирующего звена;
• Энергоэфективность: позволяет экономить электроэнергию;
• Полная автоматизация процесса, не требующая в дальнейшем вмешательства человека;
• Стабильное давление в магистрали, независимо от интенсивности водозабора;
• Увеличение ресурса службы насоса вследствие его плавного запуска и работы в щадящем режиме;
• Визуальный контроль всех параметров насоса: напряжения, тока, частоты вращения, неисправностей;
• Защита от превышения по току;
• Защита от превышения или понижения напряжения;
• Защита от пропадания одной из фаз;
• Защита от сухого хода;
• Автоматический запуск после пропадания/возобновления электропитания;
• Полная остановка до устранения неисправности с высвечиванием кода ошибки.

Наши специалисты проведут все необходимые работы по модернизации системы водоснабжения «под ключ» и в сжатые сроки. Заявку можно оставить онлайн, либо связаться с нашими менеджерами.

На все работы мы даем гарантию — два года. На оборудование распространяется гарантия завода-изготовителя.

Модернизация системы водоснабжения

Модернизация системы водоснабжения – комплекс мероприятий по модернизации водопроводных систем в целях снижения потерь и повышения надёжности сетей, результатом которого является снижение экономических затрат и установка оптимальных режимов работы системы.

Если Вы хотите сократить свои расходы на энергоресурсы и повысить эффективность своего предприятия, то наше предложение для Вас!

Увеличение напора и пропускной способности труб за счет замены износившегося оборудования

Сокращение расходов на энергетические ресурсы и эксплуатационные затраты

Увеличение ресурса насосного оборудования вследствие плавного запуска и работы в щадящем режиме

Полная автоматизация процесса, не требующая в дальнейшем вмешательства человека

Модернизация систем водоснабжения путем внедрения энергосберегающих технологий:

1. Система управления водоснабжением. Долгое время единственным решением по обеспечению водоснабжения малых населенных пунктов, аграрных и промышленных предприятий было использование водонапорной башни. Однако эксплуатация выявила ряд принципиальных недостатков, хорошо известных работникам ЖКХ: невозможность регулирования давления, протекания, переливы и промерзания в зимний период, частые выходы из строя погружного насоса из-за жестких условий работы. Всё это, а также частые включения и резкий запуск со 100% нагрузкой и резким скачком тока, ведёт к резкому уменьшению ресурса насоса, большей степени изношенности и большему расходу электроэнергии.

Современные технические решения позволили разработать совершенно иной подход к водоснабжению. Это системы управления водоснабжением с использованием станций управления погружными насосами на основе управления частотными преобразователями. Данный подход имеет ряд преимуществ, а именно:

• Полностью отказаться от водонапорной башни как регулирующего звена;
• Энергоэфективность: позволяет экономить электроэнергию;
• Полная автоматизация процесса, не требующая в дальнейшем вмешательства человека;
• Стабильное давление в магистрали, независимо от интенсивности водозабора;
• Увеличение ресурса службы насоса вследствие его плавного запуска и работы в щадящем режиме;
• Визуальный контроль всех параметров насоса: напряжения, тока, частоты вращения, неисправностей;
• Защита от превышения по току;
• Защита от превышения или понижения напряжения;
• Защита от пропадания одной из фаз;
• Защита от сухого хода;
• Автоматический запуск после пропадания/возобновления электропитания;
• Полная остановка до устранения неисправности с высвечиванием кода ошибки.

Станция управления погружным насосом оснащена преобразователем частоты, который регулирует скорость вращения двигателя насоса в соответствии с заданным уровнем давления. Другими словами, если все жители населенного пункта одновременно откроют краны, то система отреагирует на это увеличением числа оборотов двигателя насоса. В результате чего произойдет увеличение объема перекачиваемой жидкости и стабилизация давления. В период снижения потребления воды станция автоматически уменьшит количество оборотов двигателя вплоть до полной его остановки, если разбора полностью не будет, например, в ночное время. Следует особо отметить, что разгон и замедление вращения двигателя будет происходить плавно в течение заданного времени, что, несомненно, благоприятно отразится на увеличении срока его службы, приведет к снижению расходов на ремонты погружного насоса и значительную экономию электроэнергии.

1. Станции управления повышением давления. Многоэтажные дома используют насосные станции повышения давления, которые позволяют обеспечить подачу воды на верхние этажи здания и гарантировать хороший напор в кране или душе. Эти параметры контролирует станция управления повышением давления на основе частотного преобразователя. В результате ее работы насосы плавно запускаются и останавливаются, имеют стабильное заданное давление на выходе, защиту по току, напряжению и перекосу фаз. Моторесурс насосов увеличивается, что способствует значительной экономии электроэнергии, так как при малом разборе насосы работают с пониженной частотой, а в ночное время при отсутствии разбора воды полностью останавливаются. При установке данной станции необходимость в операторе отпадает.

Оптимизация системы водоснабжения целесообразна для всех организаций, желающих в полном объеме контролировать объем потребленного ресурса, повысить эффективность перекачивающего оборудования, снизить потери в сетях, тем самым снизив затраты.

Оптимизация систем водоснабжения позволяет снизить расходы на энергетические ресурсы и эксплуатационные затраты, оптимизировать режимы работы оборудования, провести автоматизацию и диспетчеризацию объектов.