Замена водонапорных башен на станции управления (Системы энергосбережения)

Автоматическое регулирование расхода и давления в гидросистеме за счет применения автоматизированной системы управления скважинным насосом — современное энергоэффективное и технологичное решение, при котором обеспечивается постоянное поддержание давления в системе водоснабжения.

Стоимость станции управления меньше затрат на реконструкцию старой и существенно меньше затрат на демонтаж

старой, строительство или покупку, транспортировку, монтаж и ввод в эксплуатацию новой водонапорной башни (Рожновского).

Эксплуатация станции управления не требует обслуживающего персонала и состоит из профилактических осмотров.

Недостатки эксплуатации водонапорных башен и замены вышедших из строя башен на новые:

1. Уменьшение водопотребления в зимнее время приводит к замерзанию воды в водонапорной башне.

2. Отказ автоматики водонапорной башни в зимнее время приводит к замерзанию переливающейся жидкости, что, в свою очередь, приводит к разрушению конструкции и падению водонапорной башни.

4. Конструкция водонапорной башни имеет большую парусность и её устойчивость зависит от напора ветра. Для ст анции управления, стоящей в контейнере, кирпичном здании или даже в деревянном сарае сила ветра не имеет значения.

5. Грунты для установки башни должны быть однородные непросадочные.

6. Применение водонапорной башни не дает возможности регулировать давление, которое непостоянно и ограниченно высотой башни.

7. Высокая стоимость и сложность обслуживания башни: периодической окраски, очистки и дезинфекции ( 1 раз в 2 года), ремонта и восстановления конструкции водонапорной башни. Емкость башни из-за коррозии рано или поздно теряет герметичность, что приводит к большим потерям воды и необходимости устранения протечек.

8. Появление ржавчины, попадающей в воду, сильно ухудшает ее качество.

9. Резервный запас воды в башне, как правило, не обеспечивает достаточное

10. Высокая стоимость демонтажа старой башни, покупки, транспортировки, монтажа и ввода в эксплуатацию башни Рожновского по-сравнению со станцией управления погружным насосом с применением частотного преобразователя. В среднем цена башни Рожновского с доставкой и установкой достигает 1 500 000 — 2 000 000 рублей. За эту стоимость можно установить в зависимости от мощности насосного агрегата 6-10 станций управления. количество воды для надежного тушения пожаров и бесперебойного аварийного водоснабжения.

В 1936 году инженер Рожновский А.А. предложил конструкцию, метод скоростного монтажа и схему автоматической работы цельнометаллической необогреваемой водонапорной башни для железнодорожного транспорта.

В дальнейшем они получили широкое распространение на транспорте в военные и послевоенные годы, когда условия времени требовали изготовление подобных сооружений в заводских условиях, монтажа на месте в течение нескольких суток и, самое главное, отказа от использования дефицитного в то время топлива на их обогрев.

Широкое внедрение в водоснабжении населенных пунктов водонапорных башен системы Рожновсого началось в 50-е годы 20 века. В 21 веке это решение устарело! Появились более эффективные технологии водоснабжения без применения башни Рожновского.

Безбашенное водоснабжение — современное решение в водоснабжении муниципальных образований и хозяйственных объектов.

Преимущества внедрения станции управления вместо водонапорной башни:

1. Быстрота монтажа и ввода в эксплуатацию , высокая надежность и большой ресурс станции управления. Запуск станции осуществляется в течении нескольких часов.

2. Низкая стоимость эксплуатации станции управления . Снижение капитальных, эксплуатационных и ремонт-

3. Стабильность создаваемого давления в системе за счет автоматического регулирования производительности погружного насоса в зависимости от расхода воды. Постоянно поддерживается установленное значение давления в системе водоснабжения.

4. Часто в системах водоснабжения муниципальных образований требуется снизить давление в системе, особенно при сильном износе старых трубопроводов. Снижение давления в магистрали позволяет уменьшить вероятность прорыва трубопровода и увеличить межремонтный интервал. При использовании башни Рожновского давление в системе зависит от высоты башни и не регулируется.

5. При увеличении этажности застроек, станция управления позволяет легко увеличить давление в системе. Тем са мым обеспечивается подача воды на верхние этажи потребителям. Подачу воды аналогичным образом невозможно осуществить используя старую башню Рожновского — только за счёт увеличения её высоты, требуются существенные затраты на ее реконструкцию или замену.

6. Компактность размещения станции управления : все необходимое оборудование может быть смонтировано в обычном помещении, контейнере, сарае.

7. Повышенная надежность оборудования, в том числе в зимний период вне зависимости от расхода воды. Практика работы станций управления в различных регионах России доказала, что оборудование, используемое в станции очень надёжное.

8. Повышение ресурса погружного насоса в 2-3 раза за счет исключения пусковых токов, снижения нагрузки на его опорные подшипники, исключения гидравлических ударов, плавного регулирования, плавного пуска и останова.

Для любого насосного агрегата прямой пуск на сеть связан с электрическими и механическими перегрузками.

При работе от станции управления электродвигатель насоса разгоняется плавно до рабочей скорости и не испыты вает перегрузок. Это позволяет уменьшить дорогостоящие и трудоёмкие затраты, связанные с заменой или ремонтом погружных насосов.

9. Современная и надежная система защит насосного агрегата . Станция управления контролирует параметры электрической сети и защищает электродвигатель насоса от обрыва, перекоса фаз, межфазного замыкания и замыкания фазы на землю.

Та к же осуществляется защита насосного агрегата от работы с перегрузкой или завышенными токами. Это также позволяет уменьшить дорогостоящие и трудоёмкие затраты, связанные с заменой насосных агрегатов.

10. Экономия электроэнергии до 30-40% , учет различных суточных и сезонных режимов работы. При прямом пуске от сети двигатель испытывает 7-10 кратные перегрузки по току. Этот процесс хоть и длится недолго, но при частом включении и выключении насосного агрегата через автоматику водонапорной башни расходы электроэнергии значительно увеличиваются. Экономия доказана при использовании станции управления на объектах водоканалов и муниципальных образований.

При работе от преобразователя частоты электродвигатель разгоняется плавно от нулевой скорости до необходимой рабочей, которая, как правило, меньше номинальной. Потребление мощности при этом существенно меньше номинальной мощности электродвигателя и практически равно нулю при отсутствии водоразбора.

11. Снижение потерь питьевой воды в башне и трубопроводе до 30 %. При работе насоса от преобразователя частоты происходит плавный разгон электродвигателя. Это исключает гидроудар, что ведёт в свою очередь к увеличению срока службы трубопроводов. Большинство потерь воды связано с отказом автоматики башни — переливом, износом башни и трубопроводов — протечками. В данном случае увеличивается срок эксплуатации трубопроводов и уменьшаются затраты на устранение аварий.

12. Возможность интеграции систем учета по расходуемой воде и потребляемой электроэнергии.

13. Возможность интеграции с АСДКУ, АСУ верхнего уровня.

14. Возможность дистанционного управления работой насоса, получения информации по радиоканалу или сотовой с

15. Для обеспечения бесперебойной работы возможна работа от дизель-генератора с автоматическим вводом в работу. вязи.

Стоимость новой башни системы Рожновского высотой 15 м и объемом 25 м составляет в среднем 450 тыс. руб. В случае нового строительства следует также учитывать стоимость разработки проекта и всех других подготовительных работ (плюс в среднем 200 тыс. руб.).

Итого, затраты на установку данной башни составят в среднем от 650 тыс. руб. до 1 млн. руб.

В цену базового комплекта оборудования при отсутствии башни входит стоимость:

частотного преобразователя (7,5 кВт): 30 тыс. руб.;

датчика давления: 5 тыс. руб.;

материалов: 20 тыс. руб.

монтажных и пуско-наладочных работ: 20 тыс. руб. (в среднем);

Итого, стоимость решения проблемы подачи воды для насоса мощностью 7,5 кВт без водонапорной башни составляет 75 тыс. руб.

Годовое потребление электроэнергии с водонапорной башней:

7,5 кВт∙ч ×24 ч. × 365 дней = 65700 кВт∙ч

Стоимость электроэнергии при тарифе на электроэнергию 4,5 руб.:

65700 кВт∙ч ×4,5 руб. = 295650 руб.⁄год

Экономия электроэнергии с применением преобразователя частоты в среднем составляет 30%:

65700 кВт∙ч ×30% = 19710 кВт∙ч

Сумма годовой экономии только за счет потребляемой электроэнергии:

19710 кВт∙ч ×4,5 руб. = 88695 руб.⁄год

Окупаемость оборудования без водонапорной башни составляет 10 месяцев!

Водонапорная башня: устройство, типы, принцип действия

Каждый элемент схемы взаимосвязан и обязан работать «как часы», чтобы нужное количество технической или пищевой жидкости поступало в пункты «выдачи». К ним относятся частные домовладения, поселки дачного типа, объекты промышленности или в другие постройки различного назначения. Роль водонапорной башни в данной системе — создание необходимого давления для воды, поступающей из накопительной тары в трубопровод.

Функции гидротехнического оборудования

Водонапорная башня необходима для создания автономной системы подачи воды. Она выступает в роли насоса, создающего нужное давление жидкости для ее подачи в трубы или накопительные резервуары, смонтированные на определенной высоте от мест распределения (потребления). Мощность водонапора зависит от высоты расположения контейнеров.

Максимально допустимая высота резервуара — 35 м. И выполняет она три основные функции:

1. Обеспечение поступления жидкости в систему труб под необходимым давлением. Оно определяется высотой расположения контейнера.
2. Равномерное распределение подачи технической или пищевой жидкости при высоком показателе одновременного расхода воды.
3. Обеспечение резервного запаса воды при возникновении аварийных ситуаций на основной станции водоснабжения. А также при экстренном отключении электроэнергии в системе постоянного обеспечения воды.

Насосные станции с водонапорными башнями устанавливают вблизи источника воды. В его роли выступает скважина или водохранилище. Поступление жидкости в емкость обеспечивает специальное оборудование, работающее от электросети.

Устройство и особенности сооружений

Башни могут быть каменными, деревянными или металлическими. При этом любая конструкция включает ряд обязательных элементов:

• фундаментальная опора, выполненная из монолита или железобетона;
• опорный колонны;
• контейнер для хранения воды;
• подводящая труба для заполнения контейнера жидкостью с помощью насосной установки;
• система труб для подачи воды с необходимыми кранами и запорной арматурой;
• блок управления подачи жидкости в резервуар (механическое или автоматическое управление).

Дополнительно в конструкцию добавляют внутренние датчики давления. Они показывают максимально и минимально допустимый уровень жидкости. А также включают и выключают автоматически насосное оборудование по показателям.

Внешне башни защищаются от осадков. Своеобразный шатер закрывает верх от попадания мусора, дождя, снега или птиц внутрь башни. А стенки выполняют роль защиты от промерзания в зимний период.

Обязательно предусматривается смотровая площадка и люк сверху водонапорной вышки, чтобы проводить осмотр технического состояния постройки, а также чистку изнутри при необходимости.

Как работают башни?

Принцип работы любого типа водонапорной башни одинаков. Он состоит из нескольких этапов:

1. Вода выкачивается насосными агрегатами из глубинных скважин или других источников водоснабжения. Жидкость передается по подающей трубе в контейнер.
2. Из накопительного резервуара жидкость под нужным напором, регулируемым высотой установки башни, идет в трубы системы подачи воды конечному потребителю.
3. При низком уровне использования воды. К примеру, в ночное время в дачном поселке, резервуар постепенно заполняется. Когда жидкость доходит до максимально допустимого уровня, насос по команде от датчика останавливает подачу воды.
4. Наполненная жидкость в период водопотребления постепенно заканчивается. Когда вода доходит до минимально допустимого уровня, датчик отдает команду насосу на заполнение емкости.
5. При аварийной остановке подачи электричества, когда насос перестает работать, потребители получают «резервную» воду. Она распределяется по трубам благодаря внутреннему давлению.

Работоспособность гидротехнического сооружения должна проверять ответственная организация, имеющая доступ на починку или установку водонапорных башен. Собственноручный ремонт противоречит техники безопасности эксплуатации гидротехнического оборудования.

Основные виды водонапорных башен для водоснабжения различных объектов

Водонапорные башни существуют с конца 19 века. Конструкции и особенности строений менялись и модернизировались с годами. Но принцип работы сохранялся. Сейчас встречаются следующие типы водонапорных резервуаров:

1. Каменная (кирпичная) водонапорная башня. Новых конструкций такого типа уже не строят. Последний раз конструкцию возводили в 1885 году. Но сами резервуары сохранились и даже работают.
2. Железобетонные башни возводили в период СССР. Объем одной емкости доходил до 150 м³. Хранилась техническая вода для различных бытовых нужд.
3. Металлические водонапорные башни — самый распространенный вид резервуаров. Они различны по объему, имеют разные опоры и способны хранить не только техническую жидкость, но и питьевую воду.

Деревянные водонапорные башни не производят. Древесина быстро вступает в реакцию с водой. На поверхности таких резервуаров образуются грибки и плесень, заражающие воду.

Подтипы металлических водонапорных башен

Водонапорные конструкции из металла вмещают до 25-30 м³ жидкости. Они обладают высокой скоростью возведения, а также универсальностью и прочностью. Всего выделяют 4 подтипа металлических башен:

1. Призматическая модель состоит из нескольких вертикальных ферм. Они используются для создания высокой конструкции. Конечная высота башни зависит от количества установленных резервуаров (ферм).
2. Пирамидальный вариант используется при высоте основания от 25 до 40 м. А также при малых размерах самого бака. Ширина верхнего основания конструкции соответствует диаметру резервуара. Габариты опоры и количество стоек рассчитывает конструкторский отдел. Они должны обеспечивать максимальную устойчивость всей конструкции.
3. Башни системы Шухова появились в конце 19 века. Их опора состоит из сетчатой металлической конструкции. К достоинствам такой модели относят ее легкость. Но проводить монтаж башни Шухова намного сложнее, чем призматической или пирамидальной.
4. Башни-бочки. Самые распространенные модели, соединяющие в себе саму башню и цилиндрический металлический резервуар. Сам цилиндр выполняется из листовой стали, он же устанавливается на фундамент при помощи опор и служит накопительной емкостью.

Если требуется работа водонапорной станции в холодное время года, ее дополнительно оснащают системой обогрева. При этом источник воды не должен замерзать (к примеру, глубинные скважины). Трубопровод для зимнего варианта прокладывают под землей и утепляют.

Сферы применения

По статистике, классические металлические водонапорные башни используют в следующих сферах:

1. Сельское хозяйство. Установка резервуаров проводится для обеспечения воды животным и полива сельских угодий.
2. В сфере жилищного хозяйства. Водонапорные башни обеспечивают холодной водой небольшие жилые поселки и дачные участки.
3. Промышленность. Установки снабжают предприятия и отдельные цеха технической и питьевой водой в необходимом количестве.

Нередко водонапорные башни малого объема устанавливают физические лица и ИП для получения постоянного доступа к воде вне зависимости от центральной системы водоснабжения.

В нашей компании «Акрукс-Про» вы можете заказать различные инженерные системы, включая стальные водонапорные башни. Осуществляем поставку, монтаж и подключение по всему Санкт-Петербургу и области.

Для получения подробной консультации звоните по номеру, указанному на сайте. Подробно ответим на все ваши вопросы.