Системы частотного регулирования водопроводных и канализационных насосных станций, артезианских насосов, станций оборотного водоснабжения.
Automation systems for water supply & water treatment.
Системы частотного регулирования насосов и насосных станций широко применяются в ЖКХ, в инженерных системах промышленных предприятий, в энергетике. В общем случае они могут быть низковольтными и высоковольтными, с разным количеством асинхронных и/или синхронных двигателей, с разным объёмом автоматизируемых функций.
Иногда в системы частотного регулирования интегрируются устройства плавного пуска на базе тиристорных регуляторов напряжения.
Технологическая нагрузка насосных агрегатов во многих случаях не является постоянной, что обуславливает использование различных способов регулирования их производительности. Традиционные методы регулирования с помощью задвижек и байпасирования приводят к нерациональному расходу электроэнергии.
Применение технологий частотного регулирования для управления гидравлическими параметрами позволяет снизить удельные потребление энергии на перекачку, уменьшить затраты на эксплуатацию насосного оборудования и обеспечить более надежное его функционирование.
Эффективность инвестиций в системы частотного регулирования на объектах Водоканала. (Скачать)
На базе систем частотного регулирования выполняем автоматизацию:
- насосных станций первого подъёма, береговых насосных станций ТЭЦ,
- повысительных насосных станций систем водоснабжения,
- насосных станций оборотного цикла,
- артезианских скважин,
- канализационных насосных станций, узлов регулирования стоков, ливневых насосных станций, станций дренажной перекачки,
- насосных станций спецтехнологий очистных сооружений и др.
Поставляемые Инженерным центром «АРТ» системы частотного регулирования насосными агрегатами в общем случае решают следующие задачи.
В установившемся режиме работы.
Автоматическое поддержание технологического параметра за счёт частотного регулирования производительности.
Выравнивание нагрузки между насосными агрегатами или её распределение в соответствии с установленной мощностью агрегатов.
Обеспечение работы группы насосных агрегатов в различном составе группы.
Контроль состояния насосных агрегатов и их приводов с регистрацией аварийных и предупредительных событий по каждому агрегату.
В переходных режимах работы.
Выбор приоритета и очерёдности включения насосных агрегатов при пуске системы и изменении технологической нагрузки.
Снижение колебаний давления при пуске и остановке дополнительных насосных агрегатов при существенном изменении нагрузки.
Выбор условий включения и отключения дополнительных насосных агрегатов.
Частотное регулирование производительности насосных агрегатов осуществляется, как правило, по одному из следующих параметров гидравлической сети:
- давлению в напорном или всасывающем трубопроводе насосного агрегата;
- расходу перекачиваемой жидкости;
- уровню в приёмном резервуаре и др.
Небольшие повысительные насосные станции (ПНС) являются «типовыми» объектами в сетях городского водоснабжения.
В состав ПНС обычно входят два-три насосных агрегата.
В зависимости от режима водопотребления, нагрузка на насосные агрегаты станции в течение суток изменяется в широком диапазоне. Регулирование производительности насосных агрегатов ПНС осуществляется обычно по давлению в напорном трубопроводе (за насосными агрегатами) с помощью напорных задвижек или выбором количества одновременно работающих насосных агрегатов.
За работой оборудования крупных ПНС следят операторы. Контроль функционирования небольших ПНС обычно осуществляется обходчиками или дистанционно, с диспетчерского пункта.
Применение частотного регулирования производительности насосных агрегатов ПНС, как правило, целесообразно с точки зрения снижения удельных затрат на перекачку воды, снижения затрат на эксплуатацию оборудования ПНС и с точки зрения обеспечения более надежного функционирования оборудования.
Задача автоматизации ПНС должна решаться комплексно, что подразумевает не только внедрение частотного регулирования производительности насосных агрегатов, но и автоматическое обеспечение бесперебойной и безопасной работы станции при возникновении аварийных и нештатных ситуаций. Для ПНС, работающих без постоянного присутствия персонала, система автоматизированного управления должна иметь в своём составе оборудование, обеспечивающее информационный обмен с диспетчерским пунктом.
Основные функции автоматизации ПНС в проектах Инженерного центра «АРТ»:
- плавное и экономичное регулирование производительности насосных агрегатов станции;
- автоматическое поддержание заданного давления в напорном трубопроводе;
- автоматическое повторное включение (АПВ) насосных агрегатов при исчезновении и последующем восстановлении напряжения в системе электроснабжения;
- автоматический ввод резервного агрегата (АВР) при отказе работающего насосного агрегата;
- формирование оптимальных переходных режимов пуска и остановки насосных агрегатов;
- защита электродвигателей от аварийных режимов работы;
- автоматическое переключение насосных агрегатов для равномерного расходования их ресурса;
- защита насосных агрегатов системы водоснабжения от работы при пониженном давлении воды на входе;
- предупредительная сигнализация о выходе технологических параметров за установленные пределы;
- отображение текущих значений параметров электропривода и состояния технологического процесса.
Дополнительные функции автоматизации для ПНС, работающих без постоянного присутствия обслуживающего персонала, включённых в систему диспетчеризации:
- автоматическое переключение вводов сети электроснабжения при исчезновении напряжения (АВР);
- автоматический контроль состояния оборудования, аварийная сигнализация и запись в архив аварийных состояний;
- прием и архивирование информации со счетчиков электроэнергии;
- прием и архивирование информации со счетчика расхода воды;
- прием и архивирование информации от систем пожарной, охранной сигнализации и сигнализации затопления;
- контроль наличия напряжения на вводах питания насосной станции (есть или нет) и регистрация активного ввода (первый или второй);
- автоматическое переключение вводов сети электроснабжения при исчезновении напряжения (АВР);
- передача информации о работе станции по каналам связи в систему диспетчерского управления верхнего уровня;
- немедленная передача сообщений об аварийных событиях и срабатывании систем аварийной сигнализации;
- коррекция уставок технологических параметров по каналам связи от системы диспетчерского управления;
- автоматическое изменение уставок поддерживаемого давления в зависимости от времени суток.
Системы автоматизированного управления ПНС изготавливаются в виде низковольтных комплектных устройств. Сборка и комплектация шкафов производится на предприятии-изготовителе, а на месте их размещения - только монтаж и подключение к сети электроснабжения, электродвигателям и датчикам.
Автоматизация насосных станций на базе систем частотного регулирования. (Скачать)
Канализационные станции (КНС) предназначены как правило для откачки сточных вод. В состав КНС обычно входят несколько насосных агрегатов, включающихся и отключающихся автоматически в зависимости от уровня жидкости в приёмном резервуаре.
В зависимости от притока, нагрузка на насосную станцию изменяется в течение суток в широком диапазоне.
За работой оборудования крупных КНС следят операторы, а небольших КНС - обходчики. Режимами КНС могут управлять с удаленных диспетчерских пунктов.
Применение технологий частотного регулирования для управления КНС в ряде случаев целесообразно с точки зрения минимизации затрат электроэнергии на единицу объема перекачиваемой жидкости, а также для обеспечения оптимального управления ресурсом насосных агрегатов (минимизация пусков – остановок агрегатов). Эффект от применения частотного регулирования на КНС в большой степени зависит от графика притока и длины напорных водоводов (до канализационного коллектора).
При малых притоках в системах автоматизации КНС предпочтительно использование устройств плавного пуска.
Основные функции автоматизации КНС в проектах Инженерного центра «АРТ»:
- откачивание жидкости из приемного резервуара с поддержанием заданного уровня при средних и больших притоках;
- периодическое откачивание жидкости из приемного резервуара с поддержанием экономичной скорости работы основного насосного агрегата при малых притоках;
- остановка насосных агрегатов при снижении уровня в приемном резервуаре ниже заданного;
- выбор количества и состава работающих насосных агрегатов;
- автоматический ввод резерва насосных агрегатов;
- автоматическое повторное включение насосных агрегатов после пропадания и восстановления напряжения;
- учет количества отработанного времени каждым насосным агрегатом;
- защита электродвигателей насосных агрегатов от аварийных режимов при обрыве цепей датчика уровня, аварийном увеличении или уменьшении нагрузки работающих насосных агрегатов, отказах коммутационной аппаратуры и коротких замыканиях;
- выдача сигналов "Авария" или "Предупреждение" в случаях выхода технологических параметров за установленные пределы или частичном отказе оборудования.
Системы автоматизированного управления КНС изготавливаются в виде комплектных шкафов управления. Сборка и комплектация шкафов производится на предприятии-изготовителе, а на месте их размещения - только монтаж и подключение к сети электроснабжения, электродвигателям и датчикам.
Автоматизация насосов артезианских скважин.
Насосные станции на артезианских скважинах предназначены для подъёма воды из водоносных горизонтов и заполнения резервуаров чистой воды. При разборе воды из резервуаров насосные агрегаты периодически включаются и отключаются, что приводит к повышенному износу электродвигателей. Для обеспечения требуемого уровня в резервуарах, заполняемых водой из нескольких скважин, используется несколько одновременно работающих насосных агрегатов.
Применение частотного регулирования для поддержания заданного уровня воды в резервуарах чистой воды позволяет сократить частоту включения и отключения насосов.
Основные функции систем частотного регулирования насосов артезианских скважин в проектах Инженерного центра «АРТ»:
- поддержание заданного уровня воды в резервуаре за счет изменения частоты вращения электродвигателя, подключенного к ПЧ;
- формирование оптимальных переходных режимов пуска и остановки частотно-регулируемых насосных агрегатов;
- изменение величины задания технологического параметра (уровня) с операторской панели;
- автоматическое повторное включение насосного агрегата;
- автоматическое включение резервного насоса при аварии частотно-регулируемого или неисправности цепей его подключения;
- защита электродвигателей частотно-регулируемых насосных агрегатов в объеме функций защит ПЧ;
- защита технологического процесса от обрыва датчиков уровня;
- сигнализация и отображение параметров двигателя и преобразователя частоты на панели поста оператора;
- подготовка информации для передачи в АСУ верхнего уровня.
В реализованных проектах предусмотрен также прямой пуск насосных агрегатов вручную с постов управления с регулированием их подачи по существующему технологическому алгоритму.
Предложения Инженерного центра «АРТ» по автоматизации насосных установок объектов водоснабжения и водоотведения.
Полный комплекс работ по созданию систем частотного регулирования насосных станций, в том числе:
- обследование объектов и разработка ТЭО инвестиций;
- разработка и согласование проектно-сметной документации;
- комплектная поставка оборудования (в том числе технологического);
- разработка прикладного программного обеспечения СЧР и АСУ ТП;
- монтаж и/или шеф-монтаж оборудования;
- индивидуальные испытания и комплексное опробование;
- интеграция систем частотного регулирования в АСДУ объекта;
- обучение персонала Заказчика;
- гарантийное и послегарантийное обслуживание.
