|
Водоснабжение населённых пунктов, как правило, осуществляется из централизованных водозаборов с помощью каскада перекачных станций, осуществляющих доставку воды в водопроводные сети.
Отдельные городские микрорайоны и небольшие населённые пункты получают воду из артезианских скважин, не входящих в централизованные водопроводные сети. Основным сооружением таких локальных сетей водоснабжения является водонапорная башня "Рожновского" достаточной высоты и ёмкости. Основными недостатками таких водонапорных башен являются ограниченный срок службы из-за коррозии металлической ёмкости и проблемы, связанные с её обмерзанием и условиями эксплуатации в зимний период.
Значительная часть локальных систем водоснабжения, в настоящее время, находится в аварийном состоянии, вызванном предельным износом технологического оборудования (водонапорных башен, трубопроводов, регулирующей арматуры и т.п.). Установить водонапорную башню для отдельного объекта сельского водоснабжения или городского микрорайона не только дорого, но и не всегда возможно из условий её безопасной эксплуатации.
Результаты сравнительных исследований различных вариантов и схем водоснабжения показали преимущества работы артезианской скважины в автоматическом регулируемом режиме по сравнению с работой, как напрямую в сеть, в режиме регулирования давления задвижкой, так и по сравнению с работой скважины в сеть через водонапорную башню, а также позволили разработать и сформулировать основные технические требования и особенности, которым должна удовлетворять аппаратура автоматизации.
Аппаратура автоматизации систем городского и сельского водоснабжения должна быть предназначена для эксплуатации в автономном режиме, в неотапливаемых помещениях, в диапазоне рабочих температур от -35 до +45…50 °С.
Аппаратура управления и автоматизации артезианских скважин должна обеспечивать:
- управление погружными насосами мощностью 2,2…100 кВт без перенастройки электрической схемы;
- оперативную настройку и корректировку режимов работы артезианских скважин без перемонтажа электрической схемы, программированием технологического контроллера непосредственно на объекте с помощью встроенной клавиатуры управления и (или) заменой заранее запрограммированного модуля памяти;
- автоматический перезапуск ("подхват") электронасоса после кратковременного выключения или "просадки" питающего напряжения (до 1 с);
- автоматический перезапуск электронасоса с заданной выдержкой времени (минуты, часы) после длительного выключения питающего напряжения или срабатывания защиты от обрыва фазы;
- однократный (или многократный в случае необходимости) автоматический перезапуск электронасоса через заданный промежуток времени после срабатывания токовой защиты, защиты от обрыва фазы и др. (определение ложного срабатывания защит);
- контроль работы скважины по напряжению, току, давлению или по другим технологическим параметрам;
- световую индикацию на объекте о состоянии скважины (например, "Скважина работает", "Отсутствует напряжение сети", "Авария", "Скважина в режиме перезапуска" и т.п.) и возможность сигнализации о состоянии скважины и аварийных состояниях на пульт дежурного диспетчера;
- переход из автоматического режима работы скважины в ручной режим и обратно без остановки насоса и перемонтажа электрической схемы;
- защиту электродвигателя насоса от перегрузок, от обрыва любой из фаз, тепловую;
- контроль порядка чередования фаз (направления вращения двигателя насоса);
- контроль "сухого хода" электронасоса (контроль заданного времени выхода системы на номинальное значение давления или тока двигателя насоса);
- защиту двигателя электронасоса от перегрузки, от обрыва любой из фаз и контроль порядка чередования фаз (направления вращения двигателя насоса) даже в случае выхода из строя или обесточивания управляющего контроллера.
Возникновение неисправностей, ремонт или отключение аппаратуры автоматизации при работающем насосе, не должно приводить к его отключению. Всегда должна сохраняться возможность ручного включения или выключения скважины.
При необходимости организации непрерывного контроля текущих технологических параметров, обеспечения специальных управляющих функций, изменения уставок или программируемых параметров с пульта оператора, обеспечения других технологических требований к объекту автоматизации, должна быть предусмотрена возможность интеграции аппаратуры автоматизации в распределённую систему управления, контроля и сбора данных, в т.ч. и по беспроводному каналу связи.
Предлагаемый комплект аппаратуры автоматизации локальных систем городского и сельского водоснабжения представляет собой законченное изделие наружной установки, не требующее подготовки специального капитального помещения, монтируемое на объектах ЖКХ в минимальные сроки практически без нарушения режима водоснабжения. Аппаратура автоматизации имеет микропроцессорное управление, работает в автономном необслуживаемом режиме. В системе водоснабжения не требуется возведение водонапорной башни и установка дополнительной регулирующей и запорной арматуры.
Комплект аппаратуры управления и автоматизации артезианских скважин соответствует требованиям "Межотраслевых правил по охране труда (Правил безопасности) при эксплуатации электроустановок" и "Правилам устройства электроустановок".
 |
| Шкаф управления насосом настенного исполнения |
Конструктивно комплект аппаратуры управления и автоматизации состоит из шкафа управления одностороннего обслуживания и датчика обратной связи (как правило, преобразователя давления). В корпусе шкафа управления насосом размещена монтажная панель, с установленными на ней электроаппаратами. На двери шкафа управления установлены органы управления и индикации режимов работы скважины, приборы контроля нагрузки привода электронасоса и давления в системе водоснабжения.
Шкаф управления насосом имеет два исполнения:
- настенное, для установки внутри помещений;
- на специальном основании для наружной установки вне производственных помещений.
Степень защиты от воздействия внешней среды - IP54.
Основные технико-экономические преимущества автоматизированного электропривода артезианских скважин:
- уменьшение в 4-5 раз капитальных затрат при восстановлении и реконструкции систем локального городского и сельского водоснабжения;
- повышение в 1,5-2 раза ресурса и надёжности технологического оборудования;
- снижение на 40…60% расхода электроэнергии и на 10…20% расхода воды;
- значительное снижение текущих эксплуатационных затрат;
Отдельные конструктивные решения и алгоритмы управления отработаны на лабораторных и заводских стендах, а также при эксплуатации одиночных артезианских скважин городского и сельского водоснабжения, работающих непосредственно в сеть, и скважин городских водозаборов водоканалов НМУП "НКС" г. Новомосковска, Тульской обл. и МУП "Скопинжилсервис" г. Скопин, Рязанской обл.
Срок окупаемости дополнительных затрат на модернизацию не превысит 1,5 - 2,5 года, в зависимости от режима эксплуатации системы водоснабжения и организации технологического процесса.
|
