СИСТЕМЫ АРТЕЗИАНСКОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ
Постоянный рост цен на энергоносители стимулирует разработку и внедрение энергосберегающих технологий, к которым относится и частотно-регулируемый электропривод. Он особенно эффективный в системах артезианского водоснабжения, где экономия электроэнергии достигает 25 – 40% в зависимости от режимов работы и условий, в которых эксплуатируются насосные станции. В некоторых источниках указывают экономию 60% и даже 80%, однако такой экономии достигают только в том случае, если одновременно с внедрением частотно-регулируемого электропривода проводят замену устаревшего насосного оборудования.
Если частотно-регулируемый электропривод такой эффективный, то почему он массово не внедряется? К одному из факторов, сдерживающих внедрение станций частотного управления насосными агрегатами, в частности и на водоканалах, можно отнести отсутствие достоверной информации об экономической эффективности и технической целесообразности их внедрения. В развитых странах уже прошли этап недоверия к этой технологии и, например, в США промышленный потенциал, в котором используется частотно-регулируемый электропривод, составляет 40%, в Германии 50%, а в независимой Украине – не более 10%.
В данной статье рассмотрим основные практические вопросы, связанные с эффективным применением частотно-регулируемого электропривода в системах артезианского водоснабжения, в которых каждая вторая водонапорная башня требует капитального ремонта, а каждая четвертая вообще не подлежит ремонту.
Артезианское водоснабжение очень актуально для Украины, потому что запасы пресной воды у нас самые малые в Европе, и каждый третий украинец потребляет артезианскую воду. Несмотря на это мы в среднем потребляем на 100 литров воды в день больше чем в странах Евросоюза и потери в системах водоснабжения у нас самые большие.
АРТЕЗИАНСКОЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ С ВОДОНАПОРНЫМИ БАШНЯМИ
Знакомая и понятная для всех нас система артезианского водоснабжения имеет водонапорную башню, с помощью которой автоматизируется технологический процесс водоснабжения. Алгоритм работы такой системы понятен для всех – при срабатывании датчика нижнего уровня воды в башне включается глубинный насос артезианской скважины, а при наполнении башни датчик верхнего уровня отключает насос.
Когда речь заходит об экономии электроэнергии в системе водоснабжения с водонапорной башней с помощью частотного привода, то многие недоумевают: насос включается и выключается автоматически, а, выключившись, вообще ничего не потребляет, так о какой экономии может идти речь? За счет чего получают экономию электроэнергии в таких системах, рассмотрим позже, а сейчас перечислим преимущества водонапорных башен.
1. При перебоях в электроснабжении в башне будет запас воды – это основное преимущество для тех, кому старые технологии всегда кажутся более надёжными и удобными. Одако это преимущество весьма сомнительно, ведь напряжение питания может быть отключено и в тот момент, когда в башне воды практически не будет (нижний уровень).
2. Если в артезианской воде есть сероводород, то, отстоявшись в водонапорной башне, вода будет поступать к потребителю уже без неприятного запаха.
3. Если водонапорная башня выйдет из строя, то ее можно сдать на металлолом.
К недостаткам водонапорной башни моно отнести:
1. Высокая стоимость самой башни и большие эксплуатационные расходы на обслуживание, и текущий ремонт (устранение течей, чистка, дезинфекция, покраска);
2. Необходимость в строительной площадке и проведении капитального строительства, связанного с установкой водонапорной башни;
3. Давление в водопроводе изменяется пропорционально высоте воды в водонапорной башне. Так как нижний уровень воды в башне должен обеспечивать нормальное водоснабжение всех потребителей, то наполнение башни водой выше этого уровня приводит к увеличению потерь воды из-за утечек (2 – 7% на одну атмосферу) и увеличения удельного потребления электроэнергии на подъем воды с артезианской скважины (насос должен преодолевать больший напор воды).
4. Трудности использования в зимний период, особенно возрастающие при уменьшении водопотребления. Замерзание переливающей воды может привести к разрушению конструкции и падению башни;
5. Ржавчина, появляющаяся на стенках башни, ухудшает качество воды;
6. В водонапорной башне вода контактирует с окружающим воздухом, что приводит к образованию органических соединений, которые вынуждены уничтожать хлорированием воды. В результате химической реакции хлора и органики образуются хлорорганические соединения, которые, по заключению американских ученых, увеличивают риск онкологических заболеваний.
БЕЗБАШЕННОЕ АРТЕЗИАНСКОЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ С ПОЖАРНЫМИ РЕЗЕРВУАРАМИ
Одновременно со строительством водонапорных башен, как правило, строились и пожарные резервуары, которые сохранились намного лучше водонапорных башен, и могут быть использованы в системах безбашенного водоснабжения. Пожарный резервуар, так само, как и водонапорную башню заполняют водой с помощью глубинного насоса артезианской скважины. Для подачи воды с пожарного резервуара в систему водоснабжения используют насос второго подъема, при этом давление в водопроводе поддерживают либо с помощью задвижки (дедовский метод), либо регулятором «после себя» (бай пасс), а лучше всего – с помощью энергосберегающего частотно-регулируемого электропривода.
Такая безбашенная система артезианского водоснабжения, с нашей точки зрения, будет самой оптимальной, как по стоимости, так и по функциональным возможностям. В такой системе будет не только санитарный, но и пожарный запас воды, а строительство пожарного резервуара и его облуживание намного дешевле варианта с водонапорной башней. Очень хорошие результаты получают при использовании пластмассовых резервуаров, выпуск которых освоен в Украине (смотри фото).
БЕЗБАШЕННОЕ АРТЕЗИАНСКОЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ С МЕМБРАННЫМИ БАКАМИ
В последнее время находят все более широкое применение безбашенные насосные станции с гидроаккумуляторами на базе мембранных баков. Такие баки имеют резиновую «грушу» (мембрану), которая при наполнении водой сжимает воздух в гидроаккумуляторе. При достижении заданного давления срабатывает контактный манометр (реле давления) и отключает насос. Сжатый воздух выдавливает воду с гидроаккумулятора в систему до тех пор, пока давление не уменшится до минимального значения, при котором сработает контактный манометр и включит насос.
В таких системах вода не имеет контакта с воздухом и необходимость в хлорировании отпадает. Однако в процессе работы наблюдается образование осадка в резиновой груше, состоящего с механических примесей песка, глины, мела, ржавчины и т.д., что снижает качество воды и вынуждает проводить санитарную профилактическую промывку гидроаккумулятора.
К недостаткам таких систем можно отнести относительно невысокий срок службы резиновых мембран и постоянно изменяющееся давление в водопроводе, которое приводит к увеличению потерь воды и к увеличению потребления электроэнергии.
ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ СИСТЕМЫ АРТЕЗИАНСКОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ
Энергосберегающие станции управления глубинными насосами артезианских скважин (СУГНА) на базе частотно-регулируемого электропривода, которые выпускает научно-промышленное предприятие ТЕХНОСЕРВИСПРИВОД, позволяет, кроме экономии электроэнергии, автоматизировать технологический процесс водоснабжения и поддерживать постоянное давление в системе независимо от расхода воды.
Энергосберегающие станции СУГНА могут обеспечивать артезианское водоснабжение как автономно, т.е. без водонапорных башен, пожарных резервуаров и мембранных баков, так и вместе с ними. При использовании СУГНА в любых системах артезианского водоснабжения они дают экономический эффект и значительно улучшают технико-эксплуатационные характеристики.
Следует отметить, что станции управления глубинными насосами артезианских скважин СУГНА кроме экономии 25 – 40% электроэнергии дают возможность автоматизировать и оптимизировать технологический процесс артезианского водоснабжения, что значительно повышают надежность и долговечность насосного оборудования, водопроводов, запорной и регулирующей арматуры и т.д., и уменьшают затраты на обслуживание и ремонт системы артезианского водоснабжения. Более подробно в статье ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ НАСОСНЫЕ СТАНЦИИ СУГНА.
