155М 1810-0198. Вестник ТГ`У, т.18, вып.5, 2013 УДК 621.6.052 ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ © Д.В. Сотников Ключевые слова: насосные станции; энергоэффективность; частотное регулирование. Тема работы — повышение энергетической эффективности насосных станций. Основной проблемой в данной области является отсутствие достоверной, согласованной и понятной методики определения энергетической эффективности насосных станций. Цель работы — проведя исследование основных видов регулирования и структуры затрат на водоснабжение, выявить свойства насосных станций, определяющие их эффективность и зависимость, которую можно использовать как основу при разработке методики расчета эффективности насос- ных станций. В статье приведены решения поставленных целей, а также зависимость и свойства насосных станций, определяющие их эффективность. Насосные станции — неотъемлемая часть техноло- гического оборудования в промышленности и ЖКХ. На них приходится около 20 % от общего объема по- требляемой электроэнергии. Вопросы, связанные с экономией электроэнергии при управлении насосами, рассматриваются достаточно давно. Большинство предлагаемых решений сводится к применению час- тотно-регулируемых приводов (ЧРП). При этом заяв- ляется экономия электроэнергии до 60 %, перекачи- ваемой воды — до 25 %. Однако реальные показатели экономии энергоресурсов после применения ЧРП, как правило, значительно отличаются от заявленных. Заявляемые показатели предназначены для мотиви- рования приобретения дорогостоящего оборудования, после чего они, как правило, уже не оспариваются. На сегодняшний момент отсутствует достоверная, согла- сованная и понятная методика определения энергети- ческой эффективности насосных станций. Оценивать эффективность насосных станций толь- ко с точки зрения экономии электроэнергии и перека- чиваемой воды некорректно. Основные задачи, решаемые с помощью насосных станций, — это, прежде всего, бесперебойное и устой- чивое обеспечение потребителей водой с требуемыми гидравлическими параметрами и минимально возмож- ными затратами. Таким образом, экономия электроэнергии является сопутствующим фактором при выполнении основной задачи — бесперебойного и устойчивого снабжения водой требуемых гидравлических параметров и тре- буемого качества. Выделим основные виды затрат при решении задач водоснабжения: — — стоимость оборудования; — — стоимость работ по монтажу и пуско-наладке; — потребляемая электроэнергия, определяемая удельным расходом электроэнергии на перекачку од- ной единицы воды: _ Р, кВт . (1) О, м’/ч 1 2954 — — потери воды из-за избыточных напоров; — — техническое обслуживание и ремонт; — — простой при ремонте; — замена и ремонт трубопроводов из-за последст- вий гидроударов; — — обучение персонала; — — организация системы диспетчеризации. Рассмотрим показатели экономии электроэнергии при работе насосных агрегатов и способы повышения энергоэффективности насосных станций. Сосредото- чимся, прежде всего, на повысительных насосных стан- циях с ЧРП, позволяющих получить максимальную экономию электроэнергии. Для повышения эффективности работы насосной станции необходимо решить следующие задачи: — правильно выбрать насосы. Их характеристики должны согласовываться с характеристиками сети; — определить необходимое количество насосов, основываясь на режимах водопотребления, а также необходимости наличия резерва; — определить структуру системы регулирования исходя из требований. Решение для первых двух задач приведено в про- ектной и технической документации на объекты водо- потребления и насосное оборудование. Отметим, что, не решив первые две задачи, приступать к решению третьей бессмысленно. Завышенная мощность насосов, несоответствие их характеристик характеристикам сети приводит к завышению стоимости насосов и систем управления, хотя при этом «кажущаяся» экономия мо- жет быть достаточно высокой. Выделим два основных вида систем с частотным регулированием: 1) с одним ЧРП на группу насосов; 2) с несколькими ЧРП на группу насосов. Оценим экономию электроэнергии для различных схем работы оборудования в системах с одним ЧРП на группу насосов. 1. Работа одного регулируемого насоса. При правильном выборе насоса частота вращения электромагнитного поля питающего напряжения регу- лируемого насоса /;редн СОСТавляет 40...42 Гц и может