1. Analytický přehled základů čerpací teorie, čerpací techniky a techniky pro řešení problémů tvorby a zvyšování tlaku ve vodovodních a rozvodných soustavách (WDS).

1.1. Pumpy. Klasifikace, základní parametry a pojmy. Technická úroveň moderní čerpací techniky.

1.1.1. Základní parametry a klasifikace čerpadel.

1.1.2. Čerpací zařízení pro zvýšení tlaku v zásobování vodou.,

1.1.3. Přehled inovací a vylepšení čerpadel z pohledu jejich aplikační praxe.

1.2. Technologie pro použití kompresorů v SPRV.

1.2.1. Čerpací stanice vodovodních systémů. Klasifikace.

1.2.2. Obecná schémata a způsoby ovládání provozu čerpadel se zvyšujícím se tlakem.

1.2.3. Optimalizace výkonu dmychadla: regulace rychlosti a synergie.

1.3. Problémy zajištění tlaku ve vnějších a vnitřních vodovodních sítích.

1.4. Závěry ale kapitola.

2. Zajištění požadovaného tlaku ve vnějších a vnitřních vodovodních sítích. Zvyšování složek SPRS na úrovni okresních, čtvrtletních a vnitřních sítí.

2.1. Obecné směry vývoje v praxi využití čerpací techniky ke zvýšení tlaku ve vodovodních sítích.

2.2. Problémy zajištění požadovaného tlaku ve vodovodních sítích.

2.2.1. Stručný popis SPRV (na příkladu Petrohradu).

2.2.2. Zkušenosti s řešením problémů rostoucího tlaku na úrovni okresních a čtvrtletních sítí.

2.2.3. Charakteristiky problémů rostoucího tlaku ve vnitřních sítích.

2.3. Prohlášení o problému optimalizace posilovacích komponent

SPRS na úrovni okresních, čtvrtletních a vnitřních sítí.

2.4. Závěry kapitoly.

3. Matematický model pro optimalizaci čerpacího zařízení na periferní úrovni SPRS.

3.1. Statická optimalizace parametrů čerpacích zařízení na úrovni okresních, čtvrtletních a vnitřních sítí.

3.1.1. Obecný popis struktury okresní vodovodní sítě při řešení problémů optimální syntézy.

3.1.2. Minimalizace nákladů na energii pro jeden režim spotřeby vody.

3.2. Optimalizace parametrů čerpacích zařízení na periferní úrovni vodovodu při změně režimu odběru vody.

3.2.1. Vícemódové modelování v problému minimalizace nákladů na energii (obecné přístupy).

3.2.2. Minimalizace nákladů na energii s možností regulace otáček (otáček kol) kompresoru.

3.2.3. Minimalizace nákladů na energii v případě kaskádově-frekvenční regulace (řízení).

3.3. Simulační model pro optimalizaci parametrů čerpacího zařízení na periferní úrovni PRS.

3.4. Závěry kapitoly.

4". Numerické metody řešení problémů optimalizace parametrů čerpacích zařízení.

4.1. Výchozí data pro řešení problémů optimální syntézy.

4.1.1. Studium režimu spotřeby vody metodami analýzy časových řad.

4.1.2. Stanovení pravidelnosti časové řady spotřeby vody.

4.1.3. Četnostní rozdělení nákladů a koeficienty nerovnoměrné spotřeby vody.

4.2. Analytické znázornění výkonu čerpací techniky.

4.2.1. Modelování výkonu jednotlivých dmychadel

4.2.2. Identifikace výkonnostních charakteristik dmychadel ve složení čerpací stanice.

4.3. Nalezení optimální objektivní funkce.

4.3.1. Optimální vyhledávání pomocí gradientních metod.

4.3.2. Upravený plán Holandska.

4.3.3. Implementace optimalizačního algoritmu na počítači.

4.4. Závěry kapitoly.

5. Srovnávací účinnost posilovacích komponent PDS na základě posouzení nákladů životního cyklu pomocí MIC pro měření parametrů).

5.1. Metodika hodnocení komparativní účinnosti posilovacích složek v okrajových oblastech SPWS.

5.1.1. Náklady na životní cyklus čerpacího zařízení.

5.1.2. Kritérium pro minimalizaci celkových diskontovaných nákladů pro hodnocení efektivnosti přírůstkových složek PDS.

5.1.3. Objektivní funkce expresního modelu pro optimalizaci parametrů čerpacích zařízení na periferní úrovni PDS.

5.2. Optimalizace náběhových prvků v okrajových částech vodovodu při rekonstrukci a modernizaci.

5.2.1. Systém řízení zásobování vodou pomocí mobilního měřícího komplexu MIK.

5.2.2. Odborná recenze výsledky měření parametrů čerpacích zařízení PNS pomocí MIC.

5.2.3. Simulační model nákladů životního cyklu čerpacího zařízení PNS na základě dat parametrického auditu.

5.3. Organizační otázky implementace optimalizačních řešení (závěrečná ustanovení).

5.4. Závěry kapitoly.

Doporučený seznam disertačních prací

• Energeticky úsporné metody volby parametrů a optimalizace řízení skupiny lamelových dmychadel v nestacionárních technologických procesech 2008, doktor technických věd Nikolaev, Valentin Georgievich

• Energeticky úsporné metody pro řízení provozních režimů čerpacích jednotek vodovodních a kanalizačních systémů 2010, doktor technických věd Nikolaev, Valentin Georgievich

• Zdokonalení metod výpočtu vodovodních a distribučních systémů v podmínkách vícerežimových a neúplných výchozích informací 2005, doktor technických věd Karambirov, Sergej Nikolajevič

• Automatické řízení materiálových toků v inženýrských systémech podpory života 1999, kandidát technických věd Abdulkhanov, Nail Nazymovich

• Vývoj funkčních a strukturálních diagnostických modelů pro optimalizaci vodovodních a distribučních systémů 2006, kandidát technických věd Selivanov, Andrey Sergeevich

Úvod k práci (část abstraktu) na téma "Optimalizace čerpacích stanic vodovodů na úrovni okresních, čtvrtletních a vnitropodnikových sítí"

Systém zásobování a distribuce vody (WDS) je hlavním odpovědným komplexem vodárenských zařízení, který zajišťuje dopravu vody na území zásobovaných zařízení, distribuci po celém území a dodávku na místa výběru spotřebitelů. Vstřikovací (přetlakové) čerpací stanice (NS, PNS), jako jedna z hlavních konstrukční prvky SPWS do značné míry určují provozní možnosti a technickou úroveň vodovodního systému jako celku a také významně určují ekonomickou výkonnost jeho práce.

K rozvoji tématu významně přispěli domácí vědci: N. N. Abramov, M. M. Andriyashev, A. G. Evdokimov, Yu. A. P. Merenkov, L. F. Moshnin, E. A. Preger, S. V. Sumarokov, A. D. Tevjašev, V. L. Khasilev, P. D. F. A. Shevelev a další

Problémy při zajišťování tlaku ve vodovodních sítích, kterým čelí ruské energetické společnosti, jsou zpravidla homogenní. Stav hlavních sítí vedl k nutnosti snížení tlaku, v důsledku čehož vyvstal úkol kompenzovat odpovídající tlakovou ztrátu na úrovni okresních a čtvrtletních sítí. Výběr čerpadel v rámci PNS byl často prováděn s ohledem na perspektivu vývoje, výkonové a tlakové parametry byly nadhodnoceny. Stalo se běžným uvádět čerpadla na požadované vlastnosti škrcení pomocí ventilů, což vede k nadměrné spotřebě elektrické energie. Čerpadla se nevyměňují včas, většina z nich pracuje s nízkou účinností. Opotřebení zařízení zvýšilo potřebu rekonstrukce PNS za účelem zvýšení účinnosti a spolehlivosti.

Na druhou stranu rozvoj měst a nárůst výšky zástavby, zejména u hutněných staveb, vyžaduje zajištění potřebného tlaku pro nové spotřebitele, a to i vybavením výškových budov (HPE) přeplňovači. Vytvoření tlaku potřebného pro různé spotřebitele v koncových částech vodovodní sítě může být jedním z nejrealističtějších způsobů, jak zlepšit účinnost vodovodního systému.

Kombinace těchto faktorů je základem pro stanovení úkolu určování optimální parametry PNS se stávajícími omezeními vstupních tlaků, v podmínkách nejistoty a nerovnoměrnosti skutečných průtoků. Při řešení problému vyvstávají otázky kombinace sekvenčního provozu skupin čerpadel a paralelního provozu čerpadel kombinovaných v rámci stejné skupiny, jakož i optimální kombinace provozu paralelně zapojených čerpadel s pohonem s proměnnou frekvencí (VFD). a v konečném důsledku výběr zařízení, které poskytuje požadované parametry konkrétního systému zásobování vodou. Je třeba vzít v úvahu významné změny v posledních letech v přístupech k výběru čerpacího zařízení - jak z hlediska odstranění nadbytečnosti, tak z hlediska technické úrovně dostupného zařízení.

Relevantnost problematiky řešené v dizertační práci je dána zvýšenou důležitostí, kterou v moderních podmínkách domácí ekonomické subjekty i společnost jako celek přikládají problému energetické účinnosti. Naléhavá potřeba řešení tohoto problému je zakotvena ve federálním zákoně Ruské federace ze dne 23. listopadu 2009 č. 261-FZ „O úsporách energie a o zvyšování energetické účinnosti ao změně některých právních předpisů Ruské federace“.

Provozní náklady SPRS tvoří hlavní část nákladů na dodávku vody, která se stále zvyšuje v důsledku růstu tarifů elektřiny. Pro snížení energetické náročnosti je kladen velký důraz na optimalizaci PRS. Podle směrodatných odhadů lze změnou čerpacího zařízení a kontrolních metod snížit od 30 % do 50 % energetických nákladů čerpacích systémů.

Proto se zdá být důležité zlepšit metodické přístupy, vyvinout modely a integrovaná podpora rozhodování, které umožňuje optimalizovat parametry vstřikovacího zařízení okrajových částí sítě, a to i při přípravě projektů. Rozdělení požadovaného tlaku mezi čerpací jednotky, stejně jako stanovení v rámci uzlů, optimální počet a typ čerpacích jednotek s přihlédnutím k vypočtenému průtoku poskytne analýzu možností pro periferní síť. Získané výsledky lze integrovat do problému optimalizace PDS jako celku.

Účelem práce je prostudovat a vyvinout optimální řešení při výběru pomocného čerpacího zařízení pro okrajové úseky vodovodu v procesu přípravy rekonstrukce a výstavby, včetně metodické, matematické a technické (diagnostické) podpory. Pro dosažení cíle byly v práci řešeny tyto úkoly: rozbor praxe v oblasti přečerpávacích systémů s přihlédnutím k možnostem moderních čerpadel a způsobů řízení, kombinace sekvenčního a paralelního provozu s VFD; stanovení metodického postupu (koncepce) pro optimalizaci pomocného čerpacího zařízení SPRV v podmínkách omezených zdrojů; vývoj matematických modelů, které formalizují problém výběru čerpacího zařízení pro okrajové části vodovodní sítě; analýza a vývoj algoritmů pro numerické metody pro studium matematických modelů navržených v disertační práci; vývoj a praktická implementace mechanismu pro sběr počátečních dat pro řešení problémů rekonstrukce a návrhu nových PNS; implementace simulační model tvorba nákladů životního cyklu uvažované varianty zařízení PNS.

Vědecká novinka. Koncept periferního modelování zásobování vodou je prezentován v kontextu snižování energetické náročnosti vodovodního systému a snižování nákladů na životní cyklus „periferního“ čerpacího zařízení.

Pro racionální volbu parametrů čerpacích stanic byly vyvinuty matematické modely s přihlédnutím ke konstrukčnímu vztahu a multimódovému charakteru fungování periferních prvků PRS.

Teoreticky podložený přístup k volbě počtu kompresorů v PNS (čerpací jednotky); byla provedena studie nákladové funkce životního cyklu PNS v závislosti na počtu kompresorů.

Pro studium optimálních konfigurací NS v periferních oblastech byly vyvinuty speciální algoritmy pro hledání extrémů funkcí mnoha proměnných založené na gradientových a náhodných metodách.

Byl vytvořen mobilní měřicí komplex (MIC) pro diagnostiku stávajících přečerpávacích systémů, patentovaný v užitném vzoru č. 81817 "Systém řízení zásobování vodou".

Metodika výběru optimální varianty čerpacího zařízení PNS je určena na základě simulačního modelování nákladů životního cyklu.

Praktický význam a realizace výsledků práce. Jsou uvedena doporučení pro volbu typu čerpadel pro posilovací stanice a PNS na základě aktualizované klasifikace moderních čerpacích zařízení pro zvyšování tlaku ve vodovodních systémech s přihlédnutím k taxonometrickému členění, provozním, konstrukčním a technologickým vlastnostem.

Matematické modely PNS periferních sekcí SPWS umožňují snižovat náklady životního cyklu identifikací „rezerv“, především z hlediska energetické náročnosti. Jsou navrženy numerické algoritmy, které umožňují dovést řešení optimalizačních úloh na konkrétní hodnoty.

Byl vyvinut speciální provozní nástroj pro sběr a vyhodnocování výchozích dat (MIC), který slouží k průzkumu stávajících vodovodů při přípravě na jejich rekonstrukci.

Byla zpracována doporučení k prověření stávajících systémů přečerpávání vody pomocí MIC a výběru zařízení pro PNS (výběr konstrukčního řešení) na bázi malých automatických čerpacích stanic (MANS).

Výsledky výzkumu a vývoje byly implementovány na řadě veřejných vodovodů, včetně PNS a MANS ve výškových budovách.

1: ANALYTICKÝ PŘEHLED ZÁKLADŮ TEORIE ČERPÁNÍ, VSTŘIKOVACÍHO ZAŘÍZENÍ A TECHNOLOGIE PRO ŘEŠENÍ PROBLÉMŮ VYTVÁŘENÍ A ZVYŠOVÁNÍ NÁDOBY V SYSTÉMECH ZÁVODU A ROZVODU VODY (WSS)

Nejsložitější a nejdražší součástí moderních vodovodních systémů je vodovodní systém, který se skládá z mnoha prvků, které jsou v hydraulické interakci. Je proto přirozené, že za poslední čtvrtstoletí došlo v této oblasti k významnému vývoji a došlo k významným změnám, a to jak v< плане конструктивного совершенствования насосной техники, так и в плане развития технологии создания и повышения напора.

Podobné teze v oboru "Zásobování vodou, kanalizace, stavební systémy na ochranu vodních zdrojů", 23.05.04 kód VAK

• Vývoj metod diagnostiky a provozního řízení vodovodních a distribučních soustav (WDS) v havarijních podmínkách 2002, kandidát technických věd Zaiko, Vasilij Alekseevič

• Experimentální a numerická simulace přechodných procesů v kruhových vodovodních sítích 2010, kandidát technických věd Likhanov, Dmitrij Michajlovič

• Analýza, technická diagnostika a rekonstrukce vodovodů a rozvodů vody na principech energetického ekvivalentu 2002, doktor technických věd Ščerbakov, Vladimir Ivanovič

• Zdokonalení metod hydraulických výpočtů vodovodů a rozvodů vody 1981, kandidát technických věd Karimov, Rauf Khafizovich

• Energeticky úsporná regulace provozního režimu hlavních odvodňovacích zařízení dolů a dolů pomocí elektrického pohonu 2010, kandidát technických věd Bočenkov, Dmitrij Alexandrovič

Závěr disertační práce na téma "Zásobování vodou, kanalizace, stavební systémy na ochranu vodních zdrojů", Steinmiller, Oleg Adolfovich

OBECNÉ ZÁVĚRY

1. Technické novinky v oblasti čerpací techniky vytvořily podmínky pro změny ovlivňující provozní postupy z hlediska spolehlivosti a úspor energie. Na druhé straně kombinace řady faktorů (stav sítí a vybavení, územní a výšková zástavba měst) vedla k potřebě nového přístupu k rekonstrukci a rozvoji vodovodů. Rozbory publikací a nashromážděné praktické zkušenosti se staly základem pro stanovení úkolu stanovení optimálních parametrů pomocných čerpacích zařízení.

2. Koncepce periferního modelování je navržena jako rozvinutí myšlenky přerozdělení zátěže mezi hlavní a distribuční část systému za účelem minimalizace nevýrobních ztrát a nákladů na energii. Stabilizací přetlaku na koncových úsecích vodovodní sítě dojde ke snížení energetické náročnosti vodovodu.

3. Jsou navrženy optimalizační modely pro racionální volbu pomocného čerpacího zařízení pro periferní úseky sítě se zapojením CHC. Vypracovaná metodika zohledňuje vícerežimový charakter provozu, způsoby řízení chodu dmychadel a jejich rozmístění ve skladbě NS, souhru jednotlivých prvků systému s přihlédnutím ke zpětné vazbě, jakož i a. různé cílové funkce, které odrážejí energetickou účinnost systému nebo jeho investiční atraktivitu.

4. Studium optimalizačních modelů a ověření výsledků simulace provozu přečerpávacích systémů umožnilo teoreticky zdůvodnit přístup k volbě počtu a parametrů přeplňovačů ve složení PNS (čerpacích jednotek) založený na principu minimalizace přeplňování. zlevněné náklady životního cyklu (LIC) čerpacího zařízení. Byla provedena studie závislosti funkce LCSI čerpacích jednotek na počtu dmychadel.

5. Pro řešení reálných problémů optimalizace čerpacích stanic v periferních oblastech byly vyvinuty speciální algoritmy pro hledání extrémů funkcí mnoha proměnných, které kombinují vlastnosti gradientního a stochastického přístupu ke studiu vyhledávacích prostorů. Algoritmus založený na modifikaci Hollandova reprodukčního plánu umožňuje řešit zvažované problémy bez zavádění zjednodušujících předpokladů a nahrazování diskrétní povahy prostoru možných řešení spojitým.

6. Pro diagnostiku stávajících pomocných čerpacích systémů byl vytvořen MIC, patentovaný v užitném vzoru (č. 81817), který poskytuje potřebnou úplnost a spolehlivost výchozích dat pro řešení problémů optimální syntézy prvků PRS. Byla vypracována doporučení pro inspekci stávajících systémů pomocného zásobování vodou pomocí MIC.

7. Byla vyvinuta technika pro výběr optimální varianty čerpacího zařízení pro PNS na základě simulace LCCB. Kombinace metodických, matematických a technických přístupů práce umožňuje hledat řešení a provádět srovnávací posouzení stávajících a nových kompresorů z hlediska jejich účinnosti, vypočítat dobu návratnosti investic.

Seznam odkazů pro výzkum disertační práce kandidát technických věd Steinmiller, Oleg Adolfovich, 2010

1. Abramov N. N. Výpočet vodovodních sítí / N. N. Abramov, M. M. Pospelová, M. A. Somov, V. N. Varapaev aj. - M.: Stroyizdat, 1983. - 278 s.

2. Abramov N. N. Teorie a metodika výpočtu vodovodních a distribučních soustav / N. N. Abramov. - M. : Stroyizdat, 1972. - 288 s.

3. Ayvazyan S. A. Aplikovaná statistika. Základy modelování a primární zpracování dat / S. A. Aivazyan, I. S. Enyukov, L. D. Meshalkin. - M. : Finance a statistika, 1983. - 471 s.

4. Alekseev M. I. Metodické zásady předpovídání spotřeby vody a spolehlivosti vodovodních a kanalizačních systémů / M. I. Alekseev, G. G. Krivosheev // Vestnik RAASN. - 1997. - Vydání. 2.

5. Alyptul A. D. Hydraulika a aerodynamika: učebnice. příspěvek na vysoké školy /

6. A. D. Alyptul a P. G. Kisilev. - Ed. 2. - M. : Stroyizdat, 1975. - 323 s.

7. Andriyashev M. M. Hydraulické výpočty zařízení vodovodního potrubí / M. M. Andriyashev. - M. : Stroyizdat, 1979. - 104 s.

8. Bazhenov V. I., Berezin S. E., Zubovskaya N. N. Ekonomická analýza čerpacích systémů na základě ukazatele - ■ náklady životního cyklu / VST. - 2006. - č. 3, část 2. - S. 31-35.

9. Bellman R. Dynamické programování / R. Bellman. - M. : IL, 1961. - 400 s.

10. Berezin S. E. Čerpací stanice s ponornými čerpadly: výpočet a návrh / S. E. Berezin. -M. : Stroyizdat, 2008. - 160 s.

11. Velký encyklopedický slovník / kap. vyd. A. M. Prochorov. - M. : Velká ruská encyklopedie, 2002. - 1456 s.

12. Zásobování vodou Petrohrad / pod celk. vyd. F. V. Karmazinová. - Petrohrad. : Nový časopis. - 2003. - 688 s.

13. Grimitlin A. M. Čerpadla, ventilátory, kompresory v inženýrských zařízeních budov: učebnice. příspěvek / A. M. Grimitlin, O. P. Ivanov,

14. V. A. Pukhkal. - Petrohrad. : ABOK Severozápad, 2006. - 214 s.

15. Grishin A. P. Zákon regulace frekvenčního měniče při napájení ponorného elektrického čerpadla / A. P. Grishin // Sanitární technika. - 2007. - č. 7. -1. C. 20-22.

16. Evdokimov A. Minimalizace funkcí a její aplikace na problémy automatizované ovládání inženýrské sítě / A. Evdokimov. - Charkov: Hledám školu, 1985 - 288 s.

17. Evdokimov A. G. Modelování a optimalizace distribuce proudění v inženýrských sítích / A. G. Evdokimov, A. D. Tevjašev. - M.: Stroyizdat, 1990. -368 s.

18. Evdokimov A. Optimální problémy na inženýrských sítích / A. Evdokimov. - Charkov: Vishcha school, 1976. - 153 s.

19. Zorkin E. M. Srovnávací analýza stability tlakově uzavřených vodovodních systémů s regulovatelnou čerpací jednotkou / E. M. Zorkin // Voda: technologie a ekologie. - 2008. - č. 3. - S. 32-39.

20. Ilyin Yu. A., Ignatchik S. Yu., Sarkisov S. V. et al. Metody výběru zařízení pro úsporu energie při rekonstrukci přečerpávacích stanic // Sborník 4 akademických čtení. - Petrohrad, 2009. - S. 53-58.

21. Ilyin Yu. A. Spolehlivost zařízení a vybavení zásobování vodou / Yu. A. Ilyin. - M. : Stroyizdat, 1985. - 240 s.

22. Ilyin Yu. A. O paralelním provozu čerpadel a potrubí / Yu. A. Ilyin, A. P. Avsyukevich // Meziuniverzitní tematická sbírka děl LISI. - SPb., 1991. -S. 13-19.

23. Ilyin Yu. A., Ignatchik V. S., Sarkisov S. V. Vlastnosti metody ověřovacích výpočtů při monitorování vodovodních sítí // Sborník 2 akademických čtení. - Petrohrad, 2004. - S. 30-32.

24. Ilyin Yu.A. Zlepšení spolehlivosti zásobování vodou pomocí paralelního sekvenčního zónového schématu pro zásobování vodou / Yu.A. Ilyin, VS Ignatchik, S. Yu.Ignatchik et al. // Sborník 4 akademických čtení. - Petrohrad, 2009. - S. 50-53.

25. Ilyin Yu A. Výpočet spolehlivosti zásobování vodou / Yu A. Ilyin. - M. : Stroyizdat, 1987. - 320 s.

26. Iljina T. N. Základy hydraulického výpočtu inženýrských sítí: učebnice. příspěvek / T. N. Ilyina. - M.: Asociace stavebních vysokých škol, 2007. - 192 s.

27. Inženýrské systémy budov. - M. : LLC "Grundfos", 2006. - 256 s.

28. Kazhdan A. A. Hydroaudit jako příležitost kompletní řešení problémy zásobování vodou a sanitace / A. A. Kazhdan // Voda: technologie a ekologie. - 2008. - č. 3. - S. 70-72.

29. Kanaev A. N., Polyakov A. I., Novikov M. G. K problematice měření průtoku vody v potrubí velkého průměru // Voda: technologie a ekologie. - 2008. - č. 3. - S. 40-47.

30. Karambirov S. N. Zlepšení metod výpočtu vodovodních a distribučních soustav za podmínek vícerežimových a neúplných výchozích informací: autor. dis. . Doktor technických věd / S. N. Karambirov. - M., 2005. - 48 s.

31. Karelin V. Ya. Čerpadla a čerpací stanice / V. Ya. Karelin, A. V. Minaev. - M. : Stroyizdat, 1986. - 320 s.

32. Karmazinov F. V. Inovativní přístupy k řešení problémů zásobování vodou a sanitace v Petrohradě / F. V. Karmazinov // VST. - 2008. -№8. -Z. 4-5.

33. Karttunen E. Zásobování vodou II: per. z finštiny / E. Karttunen; Asociace stavebních inženýrů Finska RIL g.u. - Petrohrad. : Nový časopis, 2005 - 688 s.

34. Kim A. N., Steinmiller O. A., Mironov A. S. Mobilní měřicí komplex a jeho využití pro hodnocení provozu čerpacích systémů // Zprávy 66. vědecké konference. - Petrohrad, 2009. - Část 2. - S. 66-70.

35. Kim A. N. Optimalizace čerpacích vodovodních systémů / A. N. Kim, O. A. Steinmiller // Zprávy 64. vědecké konference. - SPb., 2007. - Část 2. -S. 44-48.

36. Kim A. N. Problémy v systémech zásobování domácností a pitnou vodou budov. Zařízení zvyšující tlak / A. N. Kim, P. N. Goryachev,

37. O. A. Shteinmiller // Sborník příspěvků ze 7. mezinárodního fóra HEAT&WEYT. - M., 2005. - S. 54-59.

38. Kim, A.N., Steinmiller, O.A., and Mironov, A.S., Vývoj mobilního měřicího komplexu (MIC) pro hodnocení výkonu čerpacích systémů, Sborník 4 akademických čtení. - Petrohrad, 2009. - S. 46-50.

39. Kim A. N. Zlepšení zařízení na úpravu tlakové vody: abstrakt. dis. . doc. tech. Vědy / A. N. Kim. - Petrohrad. : GASU, 1998. - 48 s.

40. Kinebas A. K., Ipatko M. N., Ruksin Yu. V. a kol. Optimalizace zásobování vodou v zóně vlivu čerpací stanice Uritskaya v Petrohradu // VST. - 2009. - č. 10, část 2. - S. 12-16.

41. Kinebas A. K., Ipatko M. N., Ilyin Yu. A. Rekonstrukce vodovodního systému na jižní vodárně Petrohradu //VST. -2009. -Ne. Yu, část 2. -S. 17-22.

42. Zařazení dlouhodobého majetku do odpisových skupin: schváleno. Rozlišení Vláda Ruské federace ze dne 01.01.2002 č. 1. - M .: Daňové informace, 2007. - 88 s.

43. Kozhinov I. V. Eliminace ztrát vody při provozu vodovodních systémů / I. V. Kozhinov, R. G. Dobrovolsky. - M. : Stroyizdat, 1988. - 348 s.

44. Kopytin A. N. Moderní přístupy ke stanovení účinnosti čerpacích jednotek / A. N. Kopytin, O. Yu. Carinnik // Sanitární technika, vytápění, klimatizace. - 2007. -№8. - S. 14-16.

45. Korn G. Handbook of mathematics (pro vědce a inženýry: přeloženo z angličtiny: / G. Korn, T. Korn; za generální redakce I. G. Aramanoviče. - M.: Nauka, 1973. - 832 With.

46. ​​​​Kostin V. I. Regulace výkonu kompresorů ve smíšeném schématu společné práce / V. I. Kostin // Izvestiya vuzov. Konstrukce. - Novosibirsk, 2006. - č. 6. - S. 61-64.

47. Krasilnikov A. Aplikace automatizovaných čerpacích jednotek s kaskádovým řízením v systémech zásobování vodou Elektronický zdroj. /

48. A. Krasilnikov // Stavební inženýrství. - Elektron, ano. - M., 20052006. - Režim přístupu: http://www.archive-online.ru/read/stroing/330.

49. Kurganov A. M. Hydraulické výpočty vodovodních a kanalizačních systémů: referenční kniha / A. M. Kurganov, N. V. Fedorov. - L.: Stroyizdat, 1986. -440 s.

50. Kurganov A. M. Příručka hydraulických výpočtů vodovodních a kanalizačních systémů / A. M. Kurganov, N. F. Fedorov. - L.: Stroyizdat, 1973. -408 s.

51. M. P. Lapchik, Numerické metody: učebnice. příspěvek / M. P. Lapchik, M. I. Ragulina, E. K. Khenner; vyd. M. P. Lapchik. - M. : Informační centrum "Akademie", 2007 - 384 s.

52. Leznov B. S. Energeticky úsporný a nastavitelný pohon v instalacích čerpadel a dmychadel / B. S. Leznov. - M. : Energoatomizdat, 2006. - 360 s.

53. Ležnov B.S. Moderní problémy použití regulovatelného elektrického pohonu v čerpacích zařízeních / B. S. Leznov // VST. - 2006. - č. 11, část 2. - S. 2-5.

54. Lenský V. A. Vodovod a kanalizace / V. A. Lenský,

55. V. I. Pavlov. - M.: Vyšší škola, 1964. - 387 s.

56. Merenkov A. P. Teorie hydraulických obvodů / A. P. Merenkov, V. Ya. Khasilev. - M. : Nauka, 1985. - 294 s.

57. Metodika stanovení nezaúčtovaných výdajů a ztrát vody ve veřejných vodovodech: schválena. Nařízením Ministerstva průmyslu a energetiky Ruské federace ze dne 20. prosince 2004 č. 172. - M .: Rosstroy of Russia, 2005. - 57 s.

58. Morozov K. E. Matematické modelování ve vědeckém poznání / K. E. Morozov. - M.: Myšlenka, 1969. -212 s.

59. Moshnin L. F. Metody technických a ekonomických výpočtů vodovodních sítí / L. F. Moshnin. - M.: Stroyizdat, 1950. - 144 s.

60. Nikolaev V. Analýza energetické účinnosti různých způsobů řízení čerpacích jednotek s proměnným pohonem / V. Nikolaev // V ST. - 2006. - č. 11, část 2. - S. 6-16.

61. Nikolaev V. Potenciál úspory energie při proměnném zatížení lopatkových kompresorů / V. Nikolaev // Sanitární technika. - 2007. - č. 6. - S. 68-73; 2008. -№ 1. -S. 72-79.

62. Ovodov V.S. Příklady výpočtů pro zemědělské zásobování vodou a sanitaci: učebnice. příspěvek / V. S. Ovodov, V. G. Iljin. - M.: Státní nakladatelství zemědělské literatury, 1955. - 304 s.

63. Patent 2230938 Ruská Federace, IPC 7 B 04 D 15/00. Metoda pro úpravu chodu systému lopatkových dmychadel při proměnném zatížení / V. Nikolaev.

64. Patent užitného vzoru č. 61736, IPC Е03В 11/16. Řídicí systém čerpací jednotky / F. V. Karmazinov, Yu, A. Ilyin, V. S. Ignatchik et al.; publ. 2007 Bull. č. 7.

65. Patent užitného vzoru č. 65906, IPC EOZV 7/04. Vícezónový systém zásobování vodou / F. V. Karmazinov, Yu. A. Ilyin, V. S. Ignatchik et al.; publ. 2007 Bull. č. 7.

66. Patent užitného vzoru č. 81817, IPC v05V 15/00. Systém řízení zásobování vodou / A. N. Kim, O. A. Steinmiller. ; publ. 2008 Bull. č. 9.

67. Pravidla technického provozu soustav a staveb veřejných vodovodů a kanalizací: schválena. Řád Gosstroy Ruska ze dne 30. prosince 1999. - M. : Gosstroy of Russia, 2000. - 123 s.

68. Preger E. A. Analytická metoda pro studium společného provozu čerpadel a potrubí kanalizačních čerpacích stanic: učebnice. příspěvek / E. A. Preger. - L.: LISI, 1974. - 61 s.

69. Preger E. A. Analytické stanovení produktivity odstředivých čerpadel pracujících paralelně v síti za konstrukčních podmínek / E. A. Preger // Vědecké práce LISI. - L., 1952. - Vydání. 12. - S. 137-149.

70. Průmyslová čerpací zařízení. - M. : LLC "Grundfos", 2006. - 176 s.

71. Promenergo. Malé automatické čerpací stanice CJSC "Promenergo". - Ed. 3., přidat. - Petrohrad, 2008. - 125 s.

72. Pfleiderer K. Odstředivá a vrtulová čerpadla: per. z 2. německého vydání / K. Pfleiderer. - M.; L. : ONTI, 1937. - 495 s.

73. Raizberg B.A. Disertační práce a akademický titul: průvodce pro uchazeče / B. A. Raizberg. - 3. vyd. - M. : INFRA-M, 2003. - 411 s.

75. Rutkovskaya D. Neuronové sítě, genetické algoritmy a fuzzy systémy / D. Rutkovskaya, M. Pilinsky, L. Rutkovsky. - M. : Horká linka - Telecom, 2004. - 452 s.

76. Selivanov A. S. Vývoj modelů funkční a strukturální diagnostiky při optimalizaci vodovodních a distribučních soustav: autor. dis. . cand. tech. Vědy / A. S. Selivanov. - Petrohrad, 2007. - 27 s.

77. SNiP 2.04.01-85*. Vnitřní vodoinstalace a kanalizace budov. - M.: GPTsPP, 1996.

78. SNiP 2.04.02-84*. Zdroj vody. Externí sítě a struktury. - M.: GPTsPP, 1996.

79. SNiP 2.04.03-85. Kanalizace. Externí sítě a struktury. - M.: GP TsPP, 1996.

80. SNiP 3.05.04-85*. Vnější sítě a zařízení pro vodovod a kanalizaci. - M.: GP TsPP, 1996.

81. Sumarokov S. V. Matematické modelování vodovodních systémů / S. V. Sumarokov. - Novosibirsk: Nauka, 1983. - 167 s.

82. Turk V. I. Čerpadla a čerpací stanice / V. I. Turk. - M. : Stroyizdat, 1976. -304 s.

83. Faddeev D. K., V. N. Faddeeva Výpočtové metody lineární algebry. - M. : Lan, 2002. - 736 s.

84. Feofanov Yu.A. Zvyšování spolehlivosti městských vodovodních systémů (na příkladu Petrohradu) / Yu.A. Feofanov // Ruská architektonická a stavební encyklopedie. - M., 2000. - T. 6. - S. 90-91.

85. Feofanov Yu.A., Machnev P.P., Khyamyalyainen M.M., Yudin M. Yu., Metodika pro stanovení nezaúčtovaných nákladů a ztrát ve vodovodních systémech Petrohradu, VST. - 2006. - č. 9, část 1. - S. 33-36.

86. Forsythe J. Strojové metody matematických výpočtů / J. Forsythe, M. Malcolm, K. Moler. - M.: Mir, 1980. - 177 s.

87. Khasilev V. Ya. Prvky teorie hydraulických obvodů: autor. dis. . doc. tech. Vědy. / V. Ya. Khasilev. - Novosibirsk, 1966. - 98 s.

88. Khorunzhiy P. D. Výpočet hydraulické interakce vodního díla / P. D. Khorunzhiy. - Lvov: Vishcha school, 1983. - 152 s.

89. Khyamyalyaynen M. M. Komplex hydraulické výpočty Vodárenské systémy Petrohradu / M. M. Khyamyalyaynen, S. V. Smirnova, M. Yu. Yudin // VST. - 2006. - č. 9, část 1. - S. 22-24.

90. Chugaev R. R. Hydraulika / R. R. Chugaev. - L.: Energoizdat, 1982. - 670 s.

91. Shevelev F. A. Zásobování vodou velkých měst cizích zemí / F. A. Shevelev, G. A. Orlov. - M. : Stroyizdat, 1987. - 347 s.

92. Shevelev F. A. Tabulky pro hydraulický výpočet vodovodního potrubí / F. A. Shevelev, A. F. Shevelev. -M. : Stroyizdat, 1984. - 352 s.

93. Steinmiller O. A. Problém optimální syntézy posilovacích systémů pro zásobování a distribuci vody (SPWS) mikrodistriktu / O. A. Steinmiller, A. N. Kim // Vestnik grazhdanskikh inzhenerov. - 2009. - č. 1 (18). - S. 80-84.

94. Steinmiller O. A. Kolektivní vodovodní systémy / O. A. Steinmiller // Eurostroy, Příloha "Dům". - Petrohrad, 2003. - S. 5457.

95. Steinmiller O. A. Systémy hromadného zásobování vodou / O. A. Steinmiller // Inženýrské systémy ABOK Severozápad. - Petrohrad, 2005. - č. 4 (20). - S. 22-24.

96. Steinmiller O. A. Problémy v systémech zásobování budov domácí a pitnou vodou. Zařízení na zvyšování tlaku / O. A. Steinmiller // Engineering Systems ABOK Severozápad. - Petrohrad, 2004. - č. 2 (14). - S. 26-28.

97. Steinmiller O. A. Přívody studniční vody / O. A. Steinmiller // Sbírka abstraktů zpráv vědeckou a praktickou konferenci. Série "Vzestup domácího průmyslu - vzestup Ruska" / ed. A. M. Grimitlin. - Petrohrad, 2005. - S. 47-51.

98. Steinmiller O. A. Statická a vícerežimová optimalizace parametrů čerpacího zařízení systému "okresní čerpací stanice - účastnická síť" / O. A. Steinmiller, A. N. Kim // Vestnik grazhdanskikh inzhenerov. - 2009. - č. 2 (19). - S. 41-45.

99. Steinmiller O. A. Numerické metody řešení problému optimální syntézy pomocných systémů pro zásobování a distribuci vody v mikrodistriktu / O. A. Steinmiller // Vestnik grazhdanskikh inzhenerov. - 2009. - č. 4 (21) .1. s. 81-87.

101. GRUNDFOS. Katalogy produktů. Prospekt Elektronický zdroj. / GRUNDFOS // Technická dokumentace 2007. - Electron, Dan. - M. : LLC "Grundfos", 2007. - 1 elektron, opt. disk (CD-ROM).

102. Hydraulika ve stavebním a environmentálním inženýrství: Manuál řešení. - Taylor & Francis, 2004. - 680 s.

103.ITT. Vogel Pumpen. Lowara. Obecný katalog (č. položky 771820390 ze dne 2/2008 anglicky). - 2008. - 15 s.

104. Mohammad Karamouz. Analýza systémů vodních zdrojů / Mohammad Karamouz, Ferenc Szidarovszky, Banafsheh Zahraie. - Lewis Publishers/CRC, 2003. - 608p.

105. Náklady životního cyklu čerpadla: Průvodce analýzou LCC pro čerpací systémy. Shrnutí / Hydraulic Institute, Europump, U.S. Úřad průmyslových technologií Ministerstva energetiky (OIT) - 2000. - 16 s.

106. Ráma Prasad. Perspektivy výzkumu v hydraulice a inženýrství vodních zdrojů / Rama Prasad, S. Vedula. - World Scientific Publishing Company, 2002,368 s.

107. Thomas M. Walski. Pokročilé modelování a řízení distribuce vody / Thomas M. Walski, Donald V. Chase, Dragan A. Savic. - Bentley Institute Press, 2004. - 800p.

Vezměte prosím na vědomí, že výše uvedené vědecké texty jsou zasílány ke kontrole a získávány prostřednictvím rozpoznávání textu původní disertační práce (OCR). V této souvislosti mohou obsahovat chyby související s nedokonalostí rozpoznávacích algoritmů. V souborech PDF disertačních prací a abstraktů, které dodáváme, takové chyby nejsou.

Vysvětlivka

Tento pracovní učební plán byl zpracován v souladu se Státním standardem povinného vzdělávání Republiky Kazachstán ve specializaci 2006002 „Výstavba a provoz plynovodů a ropovodů a zásobníků plynu a ropy“, a proto je určen k implementaci státních požadavků na stupeň přípravy specialistů v předmětu „čerpací a kompresorové stanice“ a je v případě potřeby hlavní pro sestavení pracovního plánu.

Program předmětu "Čerpací a kompresorové stanice hlavních plynovodů a ropovodů" zajišťuje studium způsobů provozu, oprav a údržby zařízení, různých typů čerpacích a kompresorových stanic. Zvláštní pozornost je věnována kompresorovnám s plynovou turbínou, plynovým motorem a elektrickými zařízeními pro studium techniky provozu a oprav. Technické vybavení. Při studiu předmětu je nutné využívat úspěchy a pokroky v domácí i zahraniční praxi. Informace různých sérií o technologii čerpání ropy a plynu, jakož i plynového kondenzátu a ropných produktů, při provádění výpočtů je nutné dodržovat GOST a ESKD.

Při realizaci tohoto pracovního programu je nutné využívat didaktické a názorné pomůcky, schémata, lekce na kompresorových a čerpacích stanicích.

Tento pracovní program zajišťuje praktická cvičení, která přispívají k úspěšnému osvojení vzdělávacího materiálu, získání dovedností při řešení praktických problémů souvisejících s provozem kompresorových a čerpacích stanic, je nutné provádět exkurze do stávajících stanic.

Tematický plán

	Názvy sekcí a témat	Počet vyučovacích hodin
		Celkový počet hodin	počítaje v to
			teoretický	praktický
	Čerpací jednotky používané na ropných čerpacích stanicích hlavních ropovodů
	Provoz čerpacích stanic nafty
	Hlavní plán PS
	Tankové farmy čerpacích stanic ropy
	Základní informace o hlavním plynovodu
	Klasifikace kompresorových stanic Účel Skladba staveb a územních plánů kompresorových stanic
	Potrubní armatury používané na čerpacích a kompresorových stanicích
	Vodárenské stanice
	Stanice odpadních vod
	Zásobování stanic teplem
	Větrání stanice
	Napájení stanic

Téma 1. Čerpací jednotky používané na ropných čerpacích stanicích hlavních ropovodů

Technologická schémata a hlavní zařízení, kompresorové stanice a čerpací stanice, jakož i pomocná zařízení čerpacích jednotek. Hlavní uzly a bloky na ČS a čerpacích stanicích.

Charakteristika čerpadel, provoz čerpadel v síti. Výběr čerpadla dle daných parametrů. Paralelní a sériové zapojení čerpadel. Způsoby regulace provozního režimu čerpadel. Nestabilní provoz čerpadel: Ráz a kavitace.

Téma 2. Provoz čerpacích stanic nafty

Komprese plynu na kompresorové stanici, hlavní parametry řízeny na kompresorové stanici. Rozdělení COP podle technologického principu. Operace prováděné na COP. Hlavní skupiny ČS. Hlavní úkoly personálu zapojeného do provozu, údržby a oprav zařízení, systémů a výstavby kompresorové stanice. Klasifikace PS a charakteristika hlavních objektů. Generální plán NPS.

Téma 3. Hlavní plán PS

Jednotka čerpadla. Pomocné systémy. Hlavní a pomocná zařízení kompresorových stanic.

Téma 4. Tankové farmy čerpacích stanic ropy

Pístová čerpadla. Odstředivá čerpadla. vírová čerpadla. posilovací čerpadla. Jejich hlavní vlastnosti. směny. Hlava. Napájení. účinnost. kavitační rezerva.

Téma 5. Základní informace o hlavním plynovodu

Turboblok. Spalovací komora. Startovací turbo rozbuška. Turbo expandér. Soustružnická zařízení. Prvky olejového systému. Řídící systémy. Základní úpravy plynových čerpacích jednotek. Kompresory vyráběné Nevsky Zavod JSC (St. Petersburg), Kazan Compressor Plant JSC (Kazaň), SMNPO pojmenované po M. V. Frunze JSC (Sumy).

Téma 6 Klasifikace kompresorových stanic Účel Skladba staveb a územních plánů kompresorových stanic

Charakteristika provozu PGPU. Vlastnosti PGPA. Rozsah jejich aplikace. Jmenování pístových GPU.

Téma7. Potrubní armatury používané na čerpacích a kompresorových stanicích

Kombinace kompresoroven. Blokové struktury PGPA. Hlavní funkce bloků. Složení jednotky plynového kompresoru GPU.

Téma 8. Zásobování stanic vodou.

Přístroj. Vysokotlaké turbíny a tryskové aparáty, turbínové zařízení nízký tlak a budovy GTU.

Téma 9

Realizace zařízení s plynovou turbínou. Požadavky na těleso instalací plynových turbín. Provozní charakteristiky.

Téma 10 Zásobování stanic teplem

Typy pomocných systémů. Funkce těchto systémů.

agregační funkce

funkce stanice

Pomocné systémy čerpacích jednotek plynu.

Téma 11. Větrání stanice

Základní informace o vodovodech. Zdroje zásobování vodou a zařízení pro odběr vody. Typy drenážních sítí. Zařízení odvodňovací sítě.

Téma 12. Systém napájení

Všeobecné dílenské a agregátní systémy zásobování olejem. Nouzové vypouštění oleje. Činnost mazacího systému. Systém chlazení oleje založený na vzduchových chladičích.

Seznam použité literatury

1. Surinovič V.K. Inženýr technologických kompresorů 1986

2. Řezvín B.S. Plynové turbíny a plynové kompresorové jednotky 1986

3. Bronstein L.S. Oprava elektrárny s plynovou turbínou 1987

4. Gromov V.V. Provozovatel hlavních plynovodů.

5. Zařízení ropných polí E.I.Bucharenko. Nedra, 1990

6. Ropné stroje a mechanismy. A.G. Molchanov. Nedra, 1993

Velikost: px

Začít zobrazení ze stránky:

přepis

1 SCHVÁLENO prorektorem pro studijní záležitosti S.A. Boldyrev 0 rok.

2 OBSAH 1. Cíle a cíle studia oboru Účel výuky oboru Úkoly studia oboru Mezipředmětová komunikace Požadavky na výsledky zvládnutí disciplíny Objem oboru a druhy výchovné práce Obsah oboru Sekce oboru a typy hodin v hodinách (tematický plán hodin) Obsah sekcí a témat přednáškového kurzu Praktické hodiny Laboratorní studium Samostatná práce Výukové a metodické materiály k oboru Základní a doplňková literatura, informační zdroje Seznam obrazových a jiných pomůcek, pokynů a materiálů pro technické učební pomůcky Testovací a měřící materiály... 11

3 1.1. Účel výuky disciplíny 1. Cíle a cíle studia disciplíny tváření znalosti o hlavních typech čerpadel, kompresorů, procesních zařízení; vytváření dovedností v oblasti projektování, výstavby a provozu čerpacích a dmychadel, vodovodních a sanitárních systémů. 1.. Úkoly studia oboru příprava bakalářů pro projekční, výrobní, technologickou, vědeckou činnost a provoz čerpacích a foukacích stanic vodovodních a kanalizačních systémů Mezioborová komunikace Disciplína "Čerpadla a čerpací stanice" se vztahuje k variabilní části odborné cyklus. Profil "Zásobování vodou a sanitace", hlavní část. Disciplína „Čerpací a dmychací stanice“ vychází z poznatků získaných při rozvoji oborů: „Matematika“, „Fyzika“, „Hydraulika“, „Teoretická mechanika“, „Architektura“, „Kreslení“, „Síla materiálů“ , "Stavební materiály", "Inženýrská geodézie", "Elektrotechnika". Požadavky na vstupní znalosti, dovednosti a kompetence studentů. Student musí: Znát: hlavní historické události, základy právního řádu, normativní a technické dokumenty z oblasti odborné činnosti; základní zákony vyšší matematiky, chemie, fyziky, hydrauliky, elektrotechniky, teoretické mechaniky, pevnosti materiálů; Být schopen: samostatně získat další znalosti v naučné a referenční literatuře; uplatnit znalosti získané studiem předchozích oborů; používat osobní počítač; Vlastní: dovednosti řešit matematické problémy; graficko-analytické výzkumné metody; metody zadávání a řešení inženýrských problémů. Disciplíny, pro které je disciplína „Čerpadla a čerpací stanice“ předchozí: profilové disciplíny: „Vodovodní sítě“, „Odvodňovací sítě“, „Zařízení na úpravu a odběr vody“, „Odvádění a čištění odpadních vod“, „Instalatérská zařízení budov a zařízení“, „Zásobování teplem a plynem se základy tepelné techniky“, „Základy průmyslového vodovodu a kanalizace“, „Základy průmyslové kanalizace“, „Provoz staveb vodovodů a kanalizací“, „Rekonstrukce staveb vodovodních a kanalizačních systémů“.

4 1.4. Požadavky na výsledky zvládnutí disciplíny Proces studia disciplíny "Vytápění" je zaměřen na formování následujících kompetencí: vlastnictví kultury myšlení, schopnost zobecňovat, analyzovat, vnímat informace, stanovit si cíl a volit způsoby k jeho dosažení (OK-1); schopnost logicky správně, rozumně a jasně budovat ústní a psaný jazyk(OK-); schopnost používat při své činnosti regulační právní dokumenty (OK-5); využívat základní zákony přírodních věd v odborné činnosti, aplikovat metody matematické analýzy a modelování, teoretického a experimentálního výzkumu (PC-1); schopnost identifikovat přírodovědnou podstatu problémů, které vznikají v průběhu odborné činnosti, zapojit je do řešení příslušného fyzikálního a matematického aparátu (PC-); vlastnictví hlavních metod, metod a prostředků získávání, ukládání, zpracování informací, dovednosti práce s počítačem jako prostředkem správy informací (PC-5); znalost regulačního rámce v oblasti inženýrských průzkumů, zásad projektování budov, konstrukcí, inženýrských systémů a zařízení, plánování a rozvoje osídlených oblastí (PC-9); vlastnictví metod pro provádění inženýrských průzkumů, technologie pro navrhování dílů a konstrukcí v souladu se zadáním pomocí standardních aplikovaných výpočtových a grafických softwarových balíků (PC-10); schopnost provést předběžnou studii proveditelnosti konstrukčních výpočtů, vypracovat projektovou a pracovní technickou dokumentaci, vypracovat dokončené projekční práce, sledovat soulad vypracovaných projektů a technické dokumentace se zadáním, normami, specifikacemi a dalšími regulačními dokumenty (PC-11) ; zvládnutí techniky, metod dolaďování a rozvoje technologických postupů stavební průmysl, Výroba stavební materiál, výrobky a konstrukce, stroje a zařízení (PC-1); schopnost zpracovávat dokumentaci o řízení jakosti a standardních metodách řízení kvality technologických procesů na výrobních místech, organizaci pracovišť, jejich technické vybavení, umístění technologických zařízení, sledovat dodržování technologické kázně a ekologickou bezpečnost (PC-13); znalost vědeckých a technických informací, domácích a zahraniční zkušenosti podle profilu aktivity (PC-17); vlastnictví matematického modelování založeného na standardních balíčcích automatizace navrhování a výzkumu, metod nastavování a provádění experimentů podle specifikovaných metod (PC-18); schopnost vypracovávat zprávy o provedené práci, podílet se na realizaci výsledků výzkumu a praktického vývoje (PC-19); znalost pravidel a technologie instalace, seřizování, zkoušení a uvádění do provozu konstrukcí, inženýrských systémů a zařízení stavenišť, vzorky výrobků vyráběných podnikem (PK-0); vlastnictví metod pro experimentální testování zařízení a technologické podpory (PC-1). V důsledku zvládnutí disciplíny student musí: Znát: typy a provedení hlavních zařízení čerpacích a dmychadel; typy a provedení konstrukcí čerpacích a dmychadel;

5 základů návrhu a konstrukce čerpacích a dmychadel. Umět: je rozumné přijímat konstrukční rozhodnutí o skladbě technologického vybavení čerpacích a dmychadel jako prvků systému, pro který jsou stanoveny požadavky spotřebitelů na spolehlivost a podmínky přívodu vody, vzduchu a provozní režimy. Mít: dovednosti instalace, konstrukce a obsluhy hlavních technologických zařízení a zařízení čerpacích a dmychadel.

6. Objem oboru a typy studijních prací Druh studijní práce Celkem kreditů (hod.) Celková pracnost oboru 68 Třídní hodiny: 40 přednášek 0 praktických cvičení (PT) 0 seminářů (SZ) - laboratorní práce (LR) - ostatní typy studia v učebně - střední kontrolní testování Samostatná práce: 8 studium teoretického kurzu (TO) - projekt předmětu - vypořádací a grafické práce (RGR) - abstrakt 8 úloh - jiné typy zadání samostatná práce- Typ průběžného kontrolního (test, zkouška) testu

7 3. Obsah disciplíny 3.1. Úseky disciplíny a typy hodin v hodinách (tematický plán výuky) p / p Moduly a sekce disciplíny Čerpadla Účel, princip činnosti a rozsah čerpadel různých typů Pracovní postup lamelových čerpadel Charakteristika činnosti lamelových čerpadel, společný provoz čerpadel a sítí 4. Návrhy čerpadel pro zásobování vodou a kanalizaci Čerpací stanice Typy čerpacích stanic pro vodovodní a kanalizační systémy Vodárenské čerpací stanice Čerpací stanice pro systémy odpadních vod Přednášky, kredity (hod.) PZ nebo SZ, zápočet jednotky (hodiny) LR, kreditní jednotky (hodiny) Samo. práce, kredity (hod.) Realizované kompetence PC-1, PC-5, PC-9, PC-10, PC-11, PC-1 PC-13, PC-17, PC-18, PC-19, PC- 0, PC PC-1, PC-5, PC-9, PC-10, PC-11, PC PC-13, PC-17, PC-18, PC-19, PC-0, PC-1 Celkový obsah sekce a témata přednášky témata přednáškové části Obsah přednášky Počet hodin (kreditních jednotek) Samostatná práce Základní parametry a klasifikace Studium teoretických čerpadel. Výhody a nevýhody kurzu. Studie abstraktu 1 čerpadel různých typů. Osnovy přednášek. Práce s přístrojem a princip činnosti odborné literatury. lamelová čerpadla, třecí čerpadla, Příprava pro současná objemová čerpadla. certifikace (CSR). Tlak a dopravní výška vyvinutá 1 odstředivým čerpadlem. Výkon a účinnost čerpadla. Stejný

8 Kinematika pohybu tekutin v pracovních tělesech odstředivé čerpadlo. Základní rovnice odstředivého čerpadla. Podobnost 1 lodiček. Převodní vzorce a stejný rychlostní faktor. Výška sání čerpadla. Kavitace v čerpadlech. Přípustné sací výšky. 4 Charakteristika odstředivých čerpadel. Způsoby, jak získat 1 charakteristiku. Spoj Stejná charakteristika provozu čerpadla a potrubí. Testování čerpadla. 5 Paralelní a sériový provoz čerpadel. Konstrukce čerpadel: odstředivá, axiální, diagonální, vrtná, vírová. Objemová a šroubová čerpadla. Totéž 6 Klasifikace a typy čerpacích stanic Realizace psacích stanic. Složení zařízení a kontrolní práce prostory pro čerpání a dmychadla (abstrakt). stanic. 7 Specifika vodních čerpacích stanic. Studium teoretického kurzu. Zpracování abstraktu Hlavní konstruktivní řešení přednášek. Práce z budov čerpacích stanic. Jmenování podle odborné literatury .. a konstrukční vlastnosti čerpacích stanic -1. a -tý výtah. Příprava na současnou certifikaci (CSR Klasifikace čerpacích stanic kanalizací. Schémata zařízení, účel. Konstrukční vlastnosti čerpacích stanic kanalizačních systémů. Stanovení kapacity přijímacích nádrží. Umístění čerpacích jednotek. Vlastnosti konstrukce přečerpávání stanic kanalizací Provoz dmychadel a čerpacích stanic Technické a ekonomické ukazatele čerpacích stanic Celkem: 0 Písemný test (abstrakt) Totéž Stejné

9 3.3. Praktická cvičení p / n oborové sekce Název praktických hodin Objem v hodinách Jmenování a Specifikacečerpadla Klasifikace a charakteristiky čerpadel. Pracovní část 1 1 charakteristika čerpadel. Stabilní a nestabilní charakteristiky čerpadel. Jemné, normální, strmě klesající vlastnosti. Stanovení strmosti charakteristiky. Společný provoz čerpadel a potrubí Vybudování společné charakteristiky provozu čerpadel a 1 potrubí. Grafická charakteristika Q-H potrubí. Konstrukce redukované Q-H charakteristiky odstředivého čerpadla. Stanovení pracovního bodu čerpadla v potrubním systému. Změny energetických charakteristik odstředivého 3 1 čerpadla se změnou průměru a otáček oběžného kola čerpadla Pracovní pole charakteristik Q-H čerpadla. Výpočtové vzorce. 4 1 Stanovení geometrické sací výšky čerpadla (část 1) Stanovení geometrické sací výšky čerpadla při instalaci čerpadla nad hladinou kapaliny v jímací nádrži, pod hladinou kapaliny v jímací nádrži (čerpadlo je instalováno pod náplní), v případě, kdy je kapalina v přijímací nádrži pod přetlakem. 5 1 Stanovení geometrické sací výšky čerpadla (h) Stanovení geometrické sací výšky čerpadla s přihlédnutím ke geodetické značce instalace čerpadla a s přihlédnutím k teplotě čerpané vody. Výběr hlavního vybavení čerpacích stanic vody 67 Výpočet napájení čerpací stanice t. výtahu podle stupňovité a integrální křivky spotřeby vody. Vliv kapacity 4 tlakových regulačních nádrží na režim provozu čerpací stanice. Stanovení výpočtového tlaku čerpací stanice a počtu pracovních a záložních čerpadel. 7 Provozní režim čerpací stanice odpadních vod Výpočet průtoku a tlaku čerpací stanice a kapacity jímací nádrže. Volba pracovních a záložních jednotek. Sestavení grafu hodinového přítoku a odčerpávání, výpočet četnosti spínání čerpadel v závislosti na kapacitě jímací nádrže. Určení značky osy čerpadla za podmínky jeho 8 nekavitačního provozu Stanovení značky osy čerpadla. Kontrola kavitační rezervy. 9 Studijní cesta k čerpacím stanicím Celkem: 0

10 3.4. Laboratorní studium p / n oborové sekce Název laboratorní práce Objem v hodinách 3.5. Samostatná práce Aby studenti získali praktické dovednosti při volbě speciálních hydromechanických zařízení a navrhování konstrukcí pro čerpání vody, je plánováno dokončení projektu kurzu. Výsledkem samostatné práce je napsání abstraktu. Tento typ práce je 8 hodin. Organizace samostatné práce se uskutečňuje v souladu s harmonogramem výchovně vzdělávacího procesu a samostatné práce žáků.

11 4. Vzdělávací a metodické materiály k disciplíně 4.1. Základní a doplňková literatura, informační zdroje a) Základní literatura 1. Karelin V.Ya., Minaev A.V. Čerpadla a čerpací stanice. M.: LLC "Bastet", Shevelev F.A., Shevelev A.F. Tabulky pro hydraulický výpočet vodovodního potrubí. M.: Bastet LLC, Lukinykh A.A., Lukinykh N.A. Tabulky pro hydraulický výpočet stokových sítí a sifonů podle vzorce akad. N.N. Pavlovský. M .: LLC "Bastet", Projektování kanalizační čerpací stanice: učebnice / b.m. Grishin, M.V. Bikunova, Sarantsev V.A., Titov E.A., Kochergin A.S. Penza: PGUAS, 01. b) doplňková literatura 1. Somov M.A., Zhurba M.G. Zdroj vody. Moskva: Stroyizdat, Voronov Yu.V., Yakovlev S.Ya. Likvidace vody a čištění odpadních vod. Moskva: Nakladatelství DIA, Builder's Handbook. Instalace externích vodovodů a kanalizací. / ed. A.K. Pereshivkina/. Moskva: Stroyizdat, Zásobování vodou a kanalizace. Externí sítě a struktury. Ed. Repina B.N. M.: Izd-vo ASV, 013. c) software 1. balíček elektronických testů 170 otázek;. elektronický kurz přednášek "Čerpací a dmychací stanice"; 3. Program AUTOCAD, RAUCAD, MAGICAD; d) databáze, informační a referenční a vyhledávací systémy 4. elektronické katalogy čerpadel; 5. ukázky typových projektů čerpacích stanic; 6. vyhledávače: YANDEX, MAIL, GOOGLE atd. 7. Internetové stránky: atd. 4.. Seznam názorných a jiných pomůcek, návodů a materiálů pro technické učební pomůcky díla vybavená potřebnou přístrojovou technikou, zařízením a čerpacími agregáty. počítačová třída pro laboratorní práci na simulátorech Kontrolní a měřicí materiály Kontrolní a měřicí materiály: seznam otázek ke zkoušce a lístky na zkoušky. Příklad typických testovacích úloh pro disciplínu „Čerpadla a čerpací stanice“: 1. Co zohledňuje faktor účinnosti? a) stupeň spolehlivosti čerpadla; b) všechny druhy ztrát spojených s přeměnou mechanické energie motoru na energii pohybující se kapaliny čerpadlem; c) ztráty v důsledku přetečení vody mezerami mezi skříní a oběžným kolem. Správná odpověď je b.. Jaká je hlava čerpadla? a) práce vykonaná čerpadlem za jednotku času; b) zvýšení měrné energie kapaliny v oblasti od vstupu do čerpadla po výstup z něj; c) měrná energie kapaliny na výstupu z čerpadla.

12 Správná odpověď b. 3. Dopravní výška čerpadla se měří a) v metrech sloupce kapaliny čerpané čerpadlem, m; b) v m3/s; c) v m 3. Správná odpověď je a. 4. Jaký je objemový průtok čerpadla? a) objem kapaliny dodávané čerpadlem za jednotku času; b) množství kapaliny čerpané čerpadlem za jednotku času; c) hmotnost čerpané kapaliny za jednotku času. Správná odpověď a. 5. Která čerpadla patří do dynamické skupiny? a) odstředivá čerpadla; b) pístová čerpadla; c) plunžrová čerpadla. Správná odpověď a. 6. Která čerpadla patří do objemové skupiny? a) odstředivé; b) vír; c) píst. Správná odpověď c. 7. Činnost kterých čerpadel je založena na obecném principu silové interakce lopatek oběžného kola s prouděním čerpané kapaliny, která je obtéká? a) brániční; b) píst; c) odstředivé, axiální, diagonální. Správná odpověď c. 8. Hlavní pracovní těleso odstředivého čerpadla? a) oběžné kolo b) hřídel; c) těleso čerpadla. Správná odpověď a. 9. Vlivem jaké síly je kapalina vytlačována z oběžného kola odstředivého čerpadla? a) pod vlivem gravitace; b) působením odstředivé síly; c) pod vlivem Cariolisovy síly. Správná odpověď b. 10. Podle uspořádání čerpacího agregátu (umístění šachty) se odstředivá čerpadla dělí na a) jednostupňová a vícestupňová; b) s jednostranným napájením a oboustranným napájením; c) horizontální a vertikální. Správná odpověď c.

Směr přípravy PRACOVNÍ PROGRAM disciplíny B3.V.DV.3. "Čerpadla a čerpací stanice" (index a název oboru v souladu s federálním státním vzdělávacím standardem pro vyšší odborné vzdělávání a učebním plánem) 08.03.01 Stavebnictví (kód a název

SCHVÁLENÝ prorektor pro studijní záležitosti S.A. Boldyrev 0 let PRACOVNÍ PROGRAM oboru Zásobování vodou a kanalizací (název oboru v souladu s učebním plánem) Rekvalifikační program

SCHVÁLENÝ prorektor pro studijní záležitosti S.A. Boldyrev 20 PRACOVNÍ PROGRAM oboru Rekonstrukce vodovodních a kanalizačních sítí (název oboru v souladu s učebními osnovami) Program

SCHVÁLENÝ prorektor pro studijní záležitosti S.A. Boldyrev 20 PRACOVNÍ PROGRAM oboru Provoz vodovodních a kanalizačních sítí (název oboru v souladu s učebními osnovami) Program

SCHVÁLENÝ prorektor pro studijní záležitosti S.A. Boldyrev 0 PRACOVNÍ PROGRAM oboru Sanitární zařízení budov (název oboru v souladu s učebním plánem) Rekvalifikační program

PŘÍKLAD PROGRAMU MODULOVÉ INŽENÝRSKÉ SYSTÉMY BUDOV A STAVEB (TGV, VIV, VŠEOBECNÁ ELEKTROTECHNIKA A NAPÁJENÍ A VERTIKÁLNÍ DOPRAVA) Doporučeno pro směr přípravy speciality 270800

SCHVÁLENÝ prorektor pro studijní záležitosti S.A. Boldyrev 20 PRACOVNÍ PROGRAM disciplíny Čerpadla, ventilátory a kompresory v systémy TGV(název oboru v souladu s učebním plánem) Program

PRACOVNÍ PROGRAM oboru B3.V.DV.1.2 "Základy zásobování vodou a sanitace sídel" (index a název oboru v souladu s federálním státním vzdělávacím standardem vyššího odborného vzdělávání a učebním plánem) Směr přípravy 08.03.01

SCHVÁLENÝ prorektor pro studijní záležitosti S.A. Boldyrev 0 let PRACOVNÍ PROGRAM oboru Metrologie, normalizace a certifikace (název oboru v souladu s učebními osnovami) Rekvalifikační program

SCHVÁLENÝ prorektor pro studijní záležitosti S.A. Boldyrev 20 PRACOVNÍ PROGRAM oboru Zásobování teplem a plynem a větrání (název oboru v souladu s učebním plánem) Rekvalifikační program

SCHVÁLENÝ prorektor pro studijní záležitosti S.A. Boldyrev 20 PRACOVNÍ PROGRAM oboru Bezpečnost staveb a konstrukcí ve ztížených přírodních a přírodně-technogenních podmínkách (název oboru v souladu

OBSAH 1. Cíle a záměry studia oboru ... 3 1.1 Účel výuky oboru ... 3 1.2 Úkoly studia oboru ... 3 1.3 Mezioborová komunikace ... 4 2. Objem a druhy oboru výchovné práce...

SCHVÁLENÝ prorektor pro studijní záležitosti S.A. Boldyrev 20 PRACOVNÍ PROGRAM oboru Dálkové vytápění (název oboru v souladu s učebním plánem) Rekvalifikační program

SCHVÁLENÝ prorektor pro studijní záležitosti S.A. Boldyrev 20 PRACOVNÍ PROGRAM oboru Organizace, plánování a řízení výstavby (název oboru v souladu s učebním plánem) Program

MINISTERSTVO ŠKOLSTVÍ A VĚDY DONĚCKÉ LIDOVÉ REPUBLIKY Státní vzdělávací instituce vyššího odborného vzdělávání "DONBAS NÁRODNÍ AKADEMIE STAVEBNÍ A ARCHITEKTURY"

1. Účel druhé stáže: - seznámení studentů 3. ročníku se specializací "Zásobování vodou a hygiena" v objektech, kde jsou provozovány sítě, systémy a zařízení vodovodů a

PRACOVNÍ PROGRAM oboru B3.V.DV.2.2 „Provoz vodovodních a kanalizačních systémů a zařízení“ (index a název oboru v souladu s federálním státním vzdělávacím standardem vyššího odborného vzdělávání a učebním plánem) Směr školení

2 Schválení RAP k provedení v příštím akademickém roce

MINISTERSTVO ZEMĚDĚLSTVÍ RUSKÉ FEDERACE Federální státní rozpočtová vzdělávací instituce vyššího odborného vzdělávání "KUBÁNSKÁ STÁTNÍ AGRÁRNÍ UNIVERZITA"

PRACOVNÍ PROGRAM oboru M2.V.DV.2.1 "Design business" (index a název oboru v souladu s federálním státním vzdělávacím standardem pro vyšší odborné vzdělávání a osnovami) Směr školení 08.04.01 "Stavebnictví" (kód a jméno

Anotace UMKD UMKD je soubor normativních a metodických dokumentů a učební materiály které zajišťují implementaci BEP do vzdělávacího procesu a přispívají k efektivitě

Ministerstvo školství a vědy Astrachaňské oblasti A O U A O V P O A S trachaň S t r a k h a n i n g e n i n e r n i o n i n s t o r i t e l n s t i t u t » PRACOVNÍ

Směr přípravy PRACOVNÍ PROGRAM oboru B3.V.DV.15.2 "Vodovodní sítě" (index a název oboru v souladu s federálním státním vzdělávacím standardem pro vyšší odborné vzdělávání a osnovami) 08.03.01 Stavebnictví (kód a název

Cíle zvládnutí disciplíny V důsledku zvládnutí této disciplíny získává bakalář znalosti, dovednosti a schopnosti zajišťující dosažení cílů C, C2, C4, C5 hlavního vzdělávacího programu „Tepelná energetika“.

SCHVÁLENÝ prorektor pro studijní záležitosti S.A. Boldyrev 20 PRACOVNÍ PROGRAM oboru Stavební informatika (název oboru v souladu s učebním plánem) Rekvalifikační program Ústav/fakulta

Anotace disciplíny „Základy hydrauliky a tepelné techniky“ 1. Účel disciplíny Disciplína „Základy hydrauliky a tepelné techniky“ poskytuje funkční propojení se základními disciplínami a má za cíl získat

2 1. CÍLE ZVLÁDNUTÍ DISCIPLÍNY

PRACOVNÍ PROGRAM oboru M2.V.OD.4 "Projektování moderních ventilačních systémů" (index a název oboru v souladu s federálním státním vzdělávacím standardem pro vyšší odborné vzdělávání a osnovami) Směr školení 08.04.01 "Stavebnictví "

SCHVÁLENÝ prorektor pro studijní záležitosti S.A. Boldyrev 0 let PRACOVNÍ PROGRAM oboru Klimatizace a chlazení (název oboru v souladu s učebními osnovami) Rekvalifikační program

PRACOVNÍ PROGRAM oboru B2.V.DV.2.1 "Aplikované problémy teoretické mechaniky" (index a název oboru v souladu s federálním státním vzdělávacím standardem pro vyšší odborné vzdělávání a učebním plánem) Směr přípravy 08.03.01 Stavebnictví

PRACOVNÍ PROGRAM oboru B3.V.DV.4.1 "Dynamický výpočet a zajištění stability budov a konstrukcí při výstavbě a provozu" (index a název oboru v souladu s Federálním státním vzdělávacím standardem vyššího odborného vzdělávání

Federální státní autonomní vzdělávací instituce vyššího odborného vzdělávání „Sibiřská federální univerzita“ Inženýrství a stavebnictví (název institutu) Inženýrské systémy

Federální státní rozpočtová vzdělávací instituce vyššího odborného vzdělávání SCHVALUJI děkana Fakulty stavební V.A. Pimenov..20 Pracovní program oboru AUTOMAT

2 1. CÍLE ZVLÁDNUTÍ DISCIPLÍNY Účelem oboru „Mechanika kapalin a plynů“ je rozvíjet a upevňovat schopnost studentů samostatně provádět aerodynamické a hydrotechnické výpočty.

SCHVÁLENÝ prorektor pro studijní záležitosti S.A. Boldyrev 20 PRACOVNÍ PROGRAM oboru Inženýrská geodézie (název oboru v souladu s učebním plánem) Rekvalifikační program Ústav/fakulta

2 1. CÍLE ZVLÁDNUTÍ DISCIPLÍNY Cíle zvládnutí disciplíny Bezpečnost práce jsou: získání znalostí studentů v oblasti průmyslové bezpečnosti nebezpečných výrobních zařízení. 2. MÍSTO DISCIPLÍNY VE STRUKTUŘE

Nestátní vzdělávací instituce vyššího odborného vzdělávání "Ústav humanitárních a strojírenských technologií Kama" Fakulta "Nafta a plyn" Katedra "Inženýrských a technických oborů"

Přednáška 3 Charakteristika čerpadla. Změna charakteristik čerpadel. .osm. Charakteristika čerpadla Charakteristika čerpadla je graficky vyjádřená závislost hlavních energetických ukazatelů na dodávce

PRACOVNÍ PROGRAM oboru M2.B.3 "Metody řešení vědeckých a technických problémů ve stavebnictví" (index a název oboru v souladu s Federálním státním vzdělávacím standardem vyššího odborného vzdělávání a učebním plánem) Směr přípravy 08.04.01

UKÁZKOVÝ PROGRAM ODBORU INŽENÝRSKÁ GRAFIKA Doporučený pro směr přípravy oboru 70800 "STAVEBNÍ" Kvalifikace (stupeň) absolventa bakalářského studia Moskva 010 1. Cíle a cíle oboru:

PRACOVNÍ PROGRAM oboru M1.V.DV.1.1 "Plánování a zpracování výsledků experimentu" (index a název oboru v souladu s Federálním státním vzdělávacím standardem vyššího odborného vzdělávání a učebním plánem) Směr přípravy 08.04. 01

"SCHVÁLENO" Vedoucí oddělení T&O OMD S.V. Samusev 2016 ANOTACE DISCIPLÍNY 1. NÁZEV ODBORU: "PRAXE" 2. SMĚR PŘÍPRAVY 15.03.02 "TECHNOLOGICKÉ STROJE A ZAŘÍZENÍ"

2 1. CÍLE ZVLÁDNUTÍ DISCIPLÍNY 1. Cíle a cíle disciplíny. Účelem zvládnutí disciplíny „Základy průmyslové výroby“ je získání znalostí studentů o nejdůležitějších moderních průmyslových technologiích.

Anotace pracovního programu oboru VZDĚLÁVACÍ GEODETICKÁ PRAXE Místo disciplíny v učivu B5 Docent

SCHVÁLENÝ prorektor pro studijní záležitosti S.A. Boldyrev 0 let PRACOVNÍ PROGRAM oboru Plánování a organizace experimentálního výzkumu (název oboru v souladu s učebními osnovami)

B1 Disciplíny (moduly) B1.B.1 Historie 59 OK-2 OK-6 OK-7 B1.B.2 Filozofie 59 OK-1 OK-6 B1.B.3 Cizí jazyk 50 OK-5 OK-6 GPC- 9 B1.B.4 Právní věda (základy legislativy c) B1.B.5 Ekonomie 17 OK-3

PRVNÍ VYSOKÉ TECHNICKÉ VZDĚLÁVACÍ INSTITUCE RUSKA MINISTERSTVO ŠKOLSTVÍ A VĚDY RUSKÉ FEDERACE federální státní rozpočtová vzdělávací instituce vyššího odborného vzdělávání

1. CÍLE ZVLÁDNUTÍ DISCIPLÍNY „ČERPADLA A FOUKACÍ STANICE“

1 Obecná ustanovení Popis vzdělávacího programu 1.1 Cíl vzdělávacího programu akademického bakaláře

SCHVÁLENÝ prorektor pro studijní záležitosti S.A. Boldyrev 0 PRACOVNÍ PROGRAM oboru Moderní konstrukční systémy (název oboru v souladu s učebním plánem) Program pro pokročilé

Federální státní rozpočtová vzdělávací instituce vysokého školství „Saratov stát Technická univerzita pojmenované po Yu.A. Gagarin“ Katedra "Dopravní stavby" ABSTRAKT

Programy vzdělávacích a výrobních postupů Při realizaci tohoto BRI jsou zajištěny následující typy cvičení: Geodetické Geologické Seznámení Výroba Stavební stroje Technologický

Směr školení PRACOVNÍ PROGRAM oboru B3.V.OD.6 "Stavební mechanika" (index a název oboru v souladu s federálním státním vzdělávacím standardem pro vyšší odborné vzdělávání a učebním plánem) 08.03.01 Stavebnictví (kód a název

PROGRAM Název oboru: "Zásobování teplem a plynem a větrání" Doporučeno pro přípravu směru (oboru) 08.03.01 "Stavebnictví" Kvalifikace (stupeň) absolventa v souladu s

Anotace k pracovní program obor "Organizace, plánování a řízení ve výstavbě" směr přípravy bakalářů 08.03.01 "Stavebnictví" (profil "Průmyslové a občanské stavby")

nasazeno akademický plán bakalářský stupeň ve směru 7000. "Stavebnictví" profil "Silnice" (prezenční vzdělávání) p/p Název oborů (včetně praxí) Kreditní jednotky Náročnost práce

OBECNÁ CHARAKTERISTIKA ZÁKLADNÍHO ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ (OPVP) Kód a název směru 08.03.01 Stavebnictví Kvalifikace přidělená absolventům Bakalářský Profil nebo magisterské studium

2 Obsah 1. Kompetenční model absolventa... 4 1.1 Charakteristika a druhy odborné činnosti absolventa... 4 1.1.1 Obor odborné činnosti absolventa... 4 1.1.2 Objekty

1. Cíle a cíle disciplíny: Účel disciplíny: Získání znalostí, dovedností a schopností stavět a číst projekční výkresy a výkresy stavebních objektů, které splňují požadavky normalizace a unifikace;

MINISTERSTVO ŠKOLSTVÍ A VĚDY RUSKÉ FEDERACE Státní vzdělávací instituce vyššího odborného vzdělávání „Novosibirská státní univerzita architektury a stavitelství

Optimalizace pomocných čerpacích zařízení ve vodovodních systémech

O. A. Steinmiller, Ph.D., generální ředitel ZAO Promenergo

Problémy při zajišťování tlaku ve vodovodních sítích ruských měst jsou zpravidla homogenní. Stav hlavních sítí vedl k nutnosti snížení tlaku, v důsledku čehož vyvstal úkol kompenzovat pokles tlaku na úrovni okresních, čtvrtletních a vnitropodnikových sítí. Rozvoj měst a nárůst výšky domů, zejména u hutněných budov, vyžaduje zajištění potřebného tlaku pro nové spotřebitele, a to i vybavením výškových budov (EPE) posilovacími čerpacími jednotkami (PPU). Výběr čerpadel jako součásti přečerpávacích stanic (PSS) byl proveden s ohledem na perspektivu rozvoje, parametry průtoku a dopravní výšky byly nadhodnoceny. Je běžné uvádět čerpadla na požadované vlastnosti škrticími ventily, což vede k nadměrné spotřebě elektrické energie. Čerpadla se nevyměňují včas, většina z nich pracuje s nízkou účinností. Opotřebení zařízení zvýšilo potřebu rekonstrukce PNS za účelem zvýšení účinnosti a spolehlivosti.

Kombinace těchto faktorů vede k potřebě stanovení optimálních parametrů PNS při stávajících omezeních vstupních tlaků, za podmínek nejistoty a nerovnoměrných skutečných průtoků. Při řešení takového problému vyvstávají otázky kombinace sekvenčního provozu skupin čerpadel a paralelního provozu čerpadel kombinovaných v rámci skupiny, jakož i kombinace provozu paralelně zapojených čerpadel s pohonem s proměnnou frekvencí (VFD) a v konečném důsledku , výběr zařízení, které poskytuje požadované parametry konkrétního systému. Je třeba vzít v úvahu významné změny v posledních letech v přístupech k výběru čerpací techniky - jak z hlediska odstranění nadbytečnosti, tak z hlediska technické úrovně dostupného zařízení.

Zvláštní závažnost těchto otázek je dána zvýšeným významem řešení problémů energetické účinnosti, což bylo potvrzeno v r federální zákon RF ze dne 23. listopadu 2009 č. 261-FZ „O úsporách energie a zvyšování energetické účinnosti ao změně některých právních předpisů Ruské federace“.

Vstup tohoto zákona v platnost se stal katalyzátorem širokého nadšení pro standardní řešení pro snížení spotřeby energie, aniž by se posuzovala jejich účinnost a proveditelnost v konkrétním místě implementace. Jedním z takových řešení pro energetické společnosti bylo vybavit stávající čerpací zařízení ve vodovodech a rozvodech VFD, které je často morálně i fyzicky opotřebované, má nadměrné vlastnosti a je provozováno bez zohlednění skutečných režimů.

Analýza technicko-ekonomických výsledků každé plánované modernizace (rekonstrukce) vyžaduje čas a kvalifikaci personálu. Bohužel vedení většiny městských vodáren pociťuje nedostatek obojího, když v podmínkách neustálého extrémního podfinancování musí rychle zvládnout zázračně získané prostředky určené na technické „dovybavení“.

Proto, když si autor uvědomil rozsah orgií bezmyšlenkovitého zavádění VFD na čerpadlech systémů pomocného zásobování vodou, rozhodl se předložit toto téma k širší diskusi odborníkům zabývajícím se problematikou zásobování vodou.

Hlavní parametry čerpadel (dmychadel), které určují rozsah změny provozních režimů čerpacích stanic (PS) a PPU, složení zařízení, konstrukční vlastnosti a ekonomické ukazatele, jsou tlak, průtok, výkon a faktor účinnosti (COP). ). Pro úkoly zvyšování tlaku ve vodovodu je důležité propojit funkční parametry dmychadel (průtok, tlak) s výkonovými:

kde p je hustota kapaliny, kg/m3; d - zrychlení volného pádu, m/s2;

O - průtok čerpadla, m3/s; H - hlava čerpadla, m; Р - tlak čerpadla, Pa; N1, N - užitečný výkon a výkon čerpadla (přicházející k čerpadlu přes převod z motoru), W; Nb N2 - vstupní (spotřebovaný) a výstupní (vydaný pro převodovku) výkon motoru.

Účinnost čerpadla n h zohledňuje všechny druhy ztrát (hydraulické, objemové a mechanické) spojené s přeměnou mechanické energie motoru na energii pohybující se kapaliny čerpadlem. Pro hodnocení sestavy čerpadla s motorem je uvažována účinnost agregátu na, která určuje proveditelnost provozu při změně provozních parametrů (tlak, průtok, výkon). Hodnota účinnosti a povaha její změny jsou v podstatě určeny účelem čerpadla a konstrukčními prvky.

Designová rozmanitost čerpadel je skvělá. Na základě úplné a logické klasifikace přijaté v Rusku, založené na rozdílech v principu činnosti, ve skupině dynamických čerpadel vyčleňujeme lamelová čerpadla používaná ve vodovodních a kanalizačních zařízeních. Lamelová čerpadla poskytují plynulý a plynulý průtok s vysokou účinností, mají dostatečnou spolehlivost a životnost. Činnost lamelových čerpadel je založena na silové interakci lopatek oběžného kola s prouděním kolem čerpané kapaliny, rozdíly v mechanismu vzájemného působení vlivem konstrukce vedou k rozdílu ve výkonu lamelových čerpadel, která jsou rozdělena ve směru proudění na odstředivé (radiální), diagonální a axiální (axiální).

S ohledem na povahu uvažovaných úloh jsou největší zájem o odstředivá čerpadla, u kterých při otáčení oběžného kola bude každá část kapaliny o hmotnosti m umístěná v mezilopatkovém kanálu ve vzdálenosti r od osy hřídele. ovlivněná odstředivou silou Fu:

kde w- úhlová rychlostšachta, rad./s.

Způsoby regulace provozních parametrů čerpadla

stůl 1

čím větší jsou otáčky n a průměr oběžného kola D.

Hlavní parametry čerpadel - průtok Q, dopravní výška R, výkon N, účinnost I] a otáčky p - jsou v určitém vztahu, který se odráží v charakteristických křivkách. Charakteristika (energetická charakteristika) čerpadla je graficky vyjádřená závislost hlavních energetických ukazatelů na dodávce (při konstantních otáčkách oběžného kola, viskozitě a hustotě média na vstupu čerpadla), viz obr. Obr. jeden.

Hlavní charakteristická křivka čerpadla (provozní charakteristika, provozní křivka) je graf závislosti dopravní výšky vyvinuté čerpadlem na průtoku H \u003d f (Q) při konstantní rychlosti n \u003d konst. Maximální hodnota účinnosti qmBX odpovídá průtoku Qp a tlaku Hp v bodě optimálního režimu P charakteristiky Q-H (obr. 1-1).

Pokud má hlavní charakteristika vzestupnou větev (obr. 1-2) - interval od Q \u003d 0 až 2b, pak se nazývá vzestupná a interval je oblast nestabilního provozu s náhlými změnami v krmivu , doprovázený silným hlukem a vodním rázem. Charakteristiky, které nemají rostoucí větev, se nazývají stabilní (obr. 1-1), režim činnosti je stabilní ve všech bodech křivky. "Stabilní křivka je potřebná, když je třeba používat dvě nebo více čerpadel současně", což dává ekonomický smysl v čerpacích aplikacích. Tvar hlavní charakteristiky závisí na rychlostním faktoru čerpadla ns - čím je větší, tím je křivka strmější.

Při stabilní ploché charakteristice se hlava čerpadla při změně průtoku mírně mění. Čerpadla s plochou charakteristikou jsou potřebná v soustavách, kde je při konstantním tlaku požadována široká regulace dodávky, což odpovídá úkolu zvýšit tlak v koncových úsecích vodovodní sítě.

Na čtvrtletní PNS, stejně jako v PNU místních swapů. Pro pracovní část charakteristiky Q-H je společná závislost:

kde a, b jsou zvolené konstantní koeficienty (a>>0, b>>0) pro dané čerpadlo v rámci Q-H charakteristiky, která má kvadratickou formu.

Čerpadla jsou zapojena sériově a paralelně. Při sériové instalaci je celková dopravní výška (tlak) větší, než vyvine každé z čerpadel. Paralelní instalace poskytuje větší průtok než každé čerpadlo samostatně. Obecná charakteristika a základní vztahy pro každou metodu jsou uvedeny na Obr. 2.

Když čerpadlo s charakteristikou Q-H pracuje na potrubním systému (sousední potrubí a další síť), je nutný tlak k překonání hydraulického odporu systému - součet odporů jednotlivých prvků, které odolávají průtoku, což nakonec ovlivňuje tlak ztráty. Obecně lze říci:

kde ∆H - tlaková ztráta na jednom prvku (sekci) systému, m; Q - průtok tekutiny procházející tímto prvkem (sekcí), m3/s; k - koeficient tlakové ztráty v závislosti na typu prvku (sekce) systému, C2 / M5

Charakteristikou systému je závislost hydraulického odporu na průtoku. Společný provoz čerpadla a sítě je charakterizován bodem materiálové a energetické bilance (průsečík charakteristik systému a čerpadla) - pracovním (režimovým) bodem se souřadnicemi (Q, i / i) , odpovídající aktuálnímu průtoku a tlaku při provozu čerpadla v systému (obr. 3) .

Existují dva typy systémů: uzavřené a otevřené. V uzavřené systémy(topení, klimatizace atd.) objem kapaliny je konstantní, čerpadlo je nutné k překonání hydraulického odporu komponentů (potrubí, zařízení) při technologicky nutném pohybu nosiče v systému.

Charakteristikou systému je parabola s vrcholem (Q, H) = (0, 0).

V zásobování vodou jsou zajímavé otevřené systémy, dopravující kapalinu z jednoho místa do druhého, ve kterém čerpadlo poskytuje požadovaný tlak v bodech analýzy a překonává ztráty třením v systému. Z charakteristiky systému je zřejmé, že čím nižší je průtok, tím nižší jsou ztráty třením ANT a tím i spotřeba energie.

Existují dva typy otevřených systémů: s čerpadlem pod bodem analýzy a nad bodem analýzy. Uvažujme otevřený systém 1. typu (obr. 3). Pro napájení z nádrže č. 1 na nulové značce (spodní nádrž) do horní nádrže č. 2 (horní nádrž) musí čerpadlo zajistit geometrickou výšku zdvihu H a kompenzovat třecí ztráty AHT závislé na průtoku.

Charakteristika systému

Parabola se souřadnicemi (0; ∆Н,).

V otevřeném systému 2. typu (obr. 4)

voda pod vlivem výškového rozdílu (H1) je dodávána spotřebiteli bez čerpadla. Výškový rozdíl mezi aktuální hladinou kapaliny v nádrži a bodem analýzy (H1) poskytuje určitý průtok Qr. Tlak způsobený výškovým rozdílem je nedostatečný k zajištění požadovaného průtoku (Q). K úplnému překonání ztráty třením ∆H1 proto musí čerpadlo přidat dopravní výšku H1.Charakteristikou systému je parabola se začátkem (0; -H1). Průtok závisí na výšce hladiny v nádrži - při jejím poklesu se výška H zmenšuje, charakteristika systému se posouvá nahoru a průtok klesá. Systém reflektuje problém nedostatečného vstupního tlaku v síti (vzdálená voda ekvivalentní Rg) pro zajištění dodávky požadované množství vody všem spotřebitelům s požadovaným tlakem.

potřeby systému se v čase mění (mění se charakteristika systému), vyvstává otázka regulace parametrů čerpadla tak, aby vyhovovalo aktuálním požadavkům. Přehled metod pro změnu parametrů čerpadla je uveden v tabulce. jeden.

Při regulaci škrticí klapky a regulaci bypassu může dojít jak ke snížení, tak ke zvýšení spotřeby energie (v závislosti na výkonové charakteristice odstředivého čerpadla a poloze pracovních bodů před a po regulační akci). V obou případech se výrazně snižuje výsledná účinnost, roste relativní spotřeba energie na jednotku dodávky do systému a dochází k neproduktivním ztrátám energie. Metoda korekce průměru oběžného kola má řadu výhod pro systémy se stabilní charakteristikou, zatímco řezání (nebo výměna) oběžného kola umožňuje uvést čerpadlo do optimálního provozního režimu bez výrazných počátečních nákladů a účinnost mírně klesá. Metoda však není použitelná rychle, když se podmínky spotřeby a tím i dodávky během provozu neustále a výrazně mění. Například když "instalace čerpací vody dodává vodu přímo do sítě (čerpací stanice 2., 3. výtahu, čerpací stanice atd.)" a kdy je vhodné frekvenčně ovládat elektrický pohon pomocí frekvenčního měniče (FCT) , který zajišťuje změnu rychlosti oběžného kola (otáčky čerpadla).

Na základě zákona úměrnosti (převodní vzorec) je možné z jedné charakteristiky Q-H sestavit řadu charakteristik čerpadla v rozsahu změny otáček (obr. 5-1). Přepočet souřadnic (QA1, HA) určitého bodu A charakteristiky Q-H, který probíhá při jmenovité rychlosti n, pro frekvence n1

n2.... ni, povede k bodům A1, A2.... Ai patřící k odpovídajícím charakteristikám Q-H1 Q-H2...., Q-Hi

(Obrázek 5-1). A1, A2, Ai -, tvoří tzv. parabolu podobných vidů s vrcholem v počátku, popsanou rovnicí:

Parabola podobných režimů je místo bodů, které při různých rychlostech (rychlostech) určují režimy provozu čerpadla, podobně jako režim v bodě A. Přepočet bodu B charakteristiky Q-H při rychlosti otáčení n na frekvence n1 n2 ni, dá body B1, B2, Bi definování odpovídající paraboly podobných režimů (0B1 B) (obr. 5-1).

Na základě výchozí pozice (při odvození tzv. přepočtových vzorců) na rovnosti přirozené a modelové účinnosti se předpokládá, že každá z parabol takových módů je přímkou ​​konstantní účinnosti. Toto ustanovení je základem pro použití VFD v čerpacích systémech, které je mnohými představováno jako téměř jediný způsob optimalizace provozních režimů čerpacích stanic. Ve skutečnosti s VFD čerpadlo neudržuje konstantní účinnost ani na parabolách takových režimů, protože se zvýšením rychlosti otáčení n se zvyšuje průtok a úměrně kvadrátům rychlostí hydraulické ztráty v průtokové dráze čerpadla. Na druhou stranu jsou mechanické ztráty výraznější při nízkých otáčkách, kdy je nízký výkon čerpadla. Účinnost dosahuje maxima při vypočtené hodnotě otáček n0. S ostatními n, menší nebo větší n0, účinnost čerpadla se bude s narůstající odchylkou snižovat n z n0. Vezmeme-li v úvahu povahu změny účinnosti se změnou rychlosti, vyznačením na charakteristikách Q-H1, Q-H2, Q-Hi body se stejnými hodnotami účinnosti a jejich spojením s křivkami, získáme tzv. tzv. univerzální charakteristika (obr. 5-2), která určuje provoz čerpadla při proměnných otáčkách, účinnosti a výkonu čerpadla pro libovolný pracovní bod.

Kromě snížení účinnosti čerpadla je třeba vzít v úvahu snížení účinnosti motoru v důsledku provozu měniče, který má dvě složky: za prvé vnitřní ztráty frekvenčního měniče a za druhé ztráty na harmonických v regulovaném elektromotoru (v důsledku nedokonalosti sinusové proudové vlny při VFD). Účinnost moderního střídače při jmenovité frekvenci střídavého proudu je 95-98 %, s funkčním poklesem frekvence výstupního proudu účinnost střídače klesá (obr. 5-3).

Ztráty v motorech způsobené harmonickými produkovanými VFD (v rozmezí 5 až 10 %) vedou k zahřívání motoru a odpovídajícímu zhoršení výkonu, v důsledku čehož účinnost motoru klesne o dalších 0,5-1 %.

Zobecněný obrázek „konstruktivních“ ztrát účinnosti čerpací jednotky při VFD, vedoucích ke zvýšení měrné spotřeby energie (na příkladu čerpadla TPE 40-300/2-S), je na obr. 6 - snížení rychlosti na 60 % jmenovité rychlosti snižuje la o 11 % vzhledem k optimální (v pracovních bodech na parabole podobných režimů s maximální účinností). Zároveň se snížila spotřeba elektrické energie z 3,16 na 0,73 kW, tzn. o 77 % (označení P1, [(“Grundfos”) odpovídá N1, v (1)]. Účinnost se snížením rychlosti je zajištěna snížením užitečného a v souladu s tím spotřebovaného výkonu.

Závěr. Pokles účinnosti jednotky v důsledku „konstruktivních“ ztrát vede ke zvýšení měrné spotřeby energie i při provozu v blízkosti bodů s maximální účinností.

V ještě větší míře závisí relativní spotřeba energie a účinnost regulace otáček na provozních podmínkách (typ systému a parametry jeho charakteristik, poloha pracovních bodů na čerpacích křivkách vzhledem k maximální účinnosti), jakož i na kritéria a podmínky regulace. V uzavřených systémech se charakteristika systému může blížit parabole podobných režimů, procházejících body maximální účinnosti pro různé rychlosti, protože obě křivky mají jedinečně vrchol v počátku. V otevřené systémy zásobování vodou charakteristika systému má řadu funkcí, které vedou k výraznému rozdílu v jeho možnostech.

Za prvé, vrchol charakteristiky se zpravidla neshoduje s počátkem souřadnic kvůli odlišné složce statické hlavy (obr. 7-1). Statická výška je častěji kladná (obr. 7-1, křivka 1) a je nutná ke zvednutí vody do geometrické výšky v systému typu 1 (obr. 3), ale může být i negativní (obr. 7-1 , křivka 3) - když zpětná voda na vstupu do systému typu 2 překročí požadovanou geometrickou výšku (obr. 4). I když nulová statická výška (obr. 7-1, křivka 2) je také možná (např. pokud se protitlak rovná požadované geometrické výšce).

Za druhé, vlastnosti většiny systémů zásobování vodou se v průběhu času neustále mění.. To se týká posunů vrcholu charakteristiky systému podél osy tlaku, což je vysvětleno změnami velikosti zpětného toku nebo velikosti požadovaného geometrického tlaku. U řady vodovodů se v důsledku neustálé změny počtu a umístění skutečných odběrných míst v prostoru sítě mění poloha diktujícího bodu v terénu, což znamená nový stav soustavy, který je popsán novou charakteristikou s jiným zakřivením paraboly.

V důsledku toho je zřejmé, že v, jehož provoz zajišťuje zpravidla jedno čerpadlo, je obtížné regulovat otáčky čerpadla jednoznačně v souladu s aktuální spotřebou vody (tj. jednoznačně podle aktuální charakteristiky systému), při zachování polohy pracovních bodů čerpadla (při takové změně rychlosti) na pevné parabole podobných režimů procházejících body s maximální účinností.

Zvláště výrazný pokles účinnosti při VFD v souladu s charakteristikou systému se projevuje v případě výrazné složky statického tlaku (obr. 7-1, křivka 1). Protože charakteristika systému se neshoduje s parabolou takových režimů, pak při snížení rychlosti (snížením frekvence proudu z 50 na 35 Hz) se průsečík charakteristik systému a čerpadla znatelně posunut doleva. Odpovídající posun v křivkách účinnosti povede k zóně nižších hodnot (obr. 7-2, "malinové" body).

Potenciál úspor energie pro VFD v systémech zásobování vodou se tedy výrazně liší. Orientační je posouzení účinnosti VFD z hlediska měrné energie na čerpání

1 m3 (obr. 7-3). Ve srovnání s diskrétním řízením typu D má regulace otáček smysl v systému typu C - s relativně malou geometrickou hlavou a výraznou dynamickou složkou (ztráta třením). V systému typu B jsou geometrické a dynamické složky významné, regulace rychlosti je účinná v určitém intervalu posuvu. V systému typu A s velká výška zdvih a malá dynamická složka (méně než 30 % požadované výšky), je použití VFD z hlediska nákladů na energii neúčelné. V zásadě je problém zvyšování tlaku na koncových úsecích vodovodní sítě řešen u systémů smíšeného typu (typ B), což vyžaduje věcné zdůvodnění pro použití VFD ke zlepšení energetické účinnosti.

Regulace otáček v zásadě umožňuje rozšířit rozsah provozních parametrů čerpadla směrem nahoru od jmenovité charakteristiky Q-H. Někteří autoři proto navrhují zvolit čerpadlo vybavené frekvenčním měničem tak, aby byla zajištěna maximální doba jeho provozu při jmenovité charakteristice (s maximální účinností). V souladu s tím, s pomocí VFD, s poklesem průtoku, rychlost čerpadla klesá relativně k nominální a se zvýšením se zvyšuje (při aktuální frekvenci nad nominální). Kromě nutnosti zohlednit výkon elektromotoru však podotýkáme, že výrobci čerpadel mlčky přecházejí otázku praktické aplikace dlouhodobého provozu motorů čerpadel s proudovou frekvencí, která je výrazně vyšší než ten nominální.

Myšlenka řízení podle charakteristik systému, která snižuje přetlak a odpovídající nadměrnou spotřebu energie, je velmi atraktivní. Je však obtížné určit požadovaný tlak z aktuální hodnoty měnícího se průtoku vzhledem k rozmanitosti možných poloh diktujícího bodu v aktuálním stavu systému (když počet a umístění odběrných míst v síti, např. stejně jako průtok v nich) a vrchol charakteristiky systému na tlakové ose (obr. 8-1). Před hromadným uplatněním instrumentace a přenosu dat je možné pouze „přiblížení“ řízení charakteristikou na základě síťově specifických předpokladů, které specifikují množinu diktujících bodů nebo omezují charakteristiku systému shora v závislosti na průtoku. Příkladem takového přístupu je 2-polohová regulace (den/noc) výstupního tlaku v PNS a PNU.

Vezmeme-li v úvahu značnou variabilitu v umístění vrcholu charakteristiky soustavy a v aktuální poloze v poli diktujícího bodu, jakož i její neurčitost v síťovém diagramu, musíme konstatovat, že dnes většina prostorových vodovodů použijte řízení konstantního tlaku (obr. 8 -2, 8-3). Je důležité, aby při poklesu průtoku Q byly částečně zachovány přetlaky, které jsou tím větší, čím více vlevo od pracovního bodu, a pokles účinnosti s poklesem otáček oběžného kola zpravidla , se zvýší (pokud maximální účinnost odpovídá průsečíku charakteristiky čerpadla při jmenovité frekvenci a konstantním tlaku nastaveném v potrubí).

Vzhledem k potenciálu snížení spotřeby energie a čistého výkonu při řízení rychlosti, aby lépe vyhovovaly potřebám systému, je nutné určit skutečnou účinnost VFD pro konkrétní systém porovnáním nebo kombinací této metody s jinými. efektivní metody snížení nákladů na energii a především s odpovídajícím snížením průtoku a/nebo tlakových jmenovitých hodnot na čerpadlo se zvýšením jejich počtu.

Názorný příklad okruhu paralelně a sériově zapojených čerpadel (obr. 9), poskytující značné množství pracovních bodů v širokém rozsahu tlaků a průtoků.

S nárůstem tlaku v úsecích vodovodních sítí v blízkosti spotřebitelů vyvstávají otázky o kombinaci sekvenčního provozu skupin čerpadel a paralelního provozu čerpadel kombinovaných v rámci jedné skupiny. Použití VFD také vyvolalo otázky optimální kombinace provozu řady paralelně zapojených čerpadel s frekvenčním řízením

V kombinaci je zajištěn vysoký komfort pro spotřebitele díky pozvolnému rozběhu / zastavení a stabilnímu tlaku, stejně jako snížení instalovaného výkonu - často se nemění počet záložních čerpadel a snižuje se jmenovitá hodnota spotřeby energie na čerpadlo. Sníží se také výkon PCT a jeho cena.

V podstatě je úvaha jasná, že kombinace (obr. 10-1) umožňuje pokrýt nezbytnou část pracovní plochy pole. Pokud je volba optimální, pak je na většině pracovní plochy a především na lince řízeného konstantního tlaku (tlaku) zajištěna maximální účinnost většiny čerpadel a čerpacího agregátu jako celku. Předmětem diskuse o společném provozu paralelně zapojených čerpadel v kombinaci s VFD je často otázka účelnosti vybavit každé čerpadlo vlastním frekvenčním měničem.

Jednoznačná odpověď na tuto otázku nebude dostatečně přesná. Pravdu mají samozřejmě ti, kteří tvrdí, že vybavení každého čerpadla PST zvětšuje možný prostor pro umístění pracovních bodů pro instalaci. Pravdu mohou mít také ti, kdo se domnívají, že když čerpadlo pracuje v širokém rozsahu přívodů, pracovní bod není na optimální účinnosti, a když 2 taková čerpadla pracují se sníženou rychlostí, bude celková účinnost vyšší (obr. 10-2). Tento názor sdílejí dodavatelé čerpadel vybavených vestavěnými frekvenčními měniči.

Podle našeho názoru závisí odpověď na tuto otázku na konkrétním typu charakteristik systému, čerpadel a instalace a také na umístění pracovních bodů. Při regulaci konstantního tlaku není zapotřebí žádné zvětšení prostoru pracovního bodu, a proto zařízení vybavené jedním VST v ovládací skříni bude fungovat podobně jako zařízení s každým čerpadlem vybaveným VST. Pro zajištění vyšší technologické spolehlivosti je možné do skříně osadit druhý PCT - záložní.

Při správné volbě (maximální účinnost odpovídá průsečíku hlavní charakteristiky čerpadla a linie konstantního tlaku) bude účinnost jednoho čerpadla pracujícího na jmenovité frekvenci (v pásmu maximální účinnosti) vyšší než celková účinnost. dvou stejných čerpadel poskytujících stejný provozní bod, když každé z nich má sníženou rychlost (obrázek 10-3). Pokud provozní bod leží mimo charakteristiky jednoho (dvou atd.) čerpadel, pak jedno (dvě atd.) čerpadlo bude pracovat v režimu „síť“ s pracovním bodem v průsečíku charakteristik čerpadla a konstanty tlakové vedení (s maximální účinností). A jedno čerpadlo bude pracovat s VST (s nižší účinností) a jeho rychlost bude určena aktuálním požadavkem na dodávku systému, což zajistí, že pracovní bod celé instalace je správně umístěn na potrubí konstantního tlaku.

Čerpadlo je vhodné volit tak, aby linie konstantního tlaku, která zároveň určuje pracovní bod s maximální účinností, se protínala s osou tlaku co nejvýše vzhledem k charakteristikám čerpadla určeným pro redukované otáčky. Tomu odpovídá i výše uvedené tvrzení o použití čerpadel se stabilní a plochou charakteristikou (pokud možno s nižším rychlostním koeficientem ns) při řešení problémů zvyšování tlaku v koncových úsecích sítě čerpadel.

Za podmínky „jeden čerpadlo pracuje...“ zajišťuje celý rozsah průtoku jedno čerpadlo (momentálně pracující) s nastavitelnými otáčkami, takže většinu času čerpadlo pracuje s průtokem menším, než je jmenovitý a v souladu s tím při nižší účinnosti (obr. 6, 7). V současné době existuje silný záměr zákazníka omezit se na dvě čerpadla v instalaci (jedno čerpadlo pracuje, jedno je v pohotovostním režimu), aby se snížily počáteční náklady.

Provozní náklady ovlivňují výběr v menší míře. Zákazník přitom často za účelem „zajištění“ trvá na použití čerpadla, jehož jmenovitá dopravní hodnota překračuje vypočítaný a/nebo naměřený průtok. V tomto případě nebude zvolená možnost odpovídat skutečným režimům spotřeby vody během významného denního období, což povede k nadměrné spotřebě elektřiny (kvůli nižší účinnosti v „nejčastějším“ a širokém rozsahu dodávky), snížení spolehlivost a životnost čerpadel (kvůli častému dosahování alespoň 2" v povoleném rozsahu průtoku, u většiny čerpadel - 10% jmenovité hodnoty), sníží komfort dodávky vody (kvůli četnosti zastavení a funkci spuštění). V důsledku toho, uznáváme-li "externí" platnost argumentů zákazníka, je třeba přijmout jako fakt redundanci většiny nově instalovaných posilovacích čerpadel na vnitřních, což vede k velmi nízké účinnosti čerpacích jednotek. Použití VFD v tomto případě poskytuje pouze část možných úspor v provozu.

Trend používání dvou čerpacích PNU (jeden - pracovní, jeden - rezervní) se široce projevuje v nové bytové výstavbě, protože. projekční ani stavební a montážní organizace se prakticky nezajímají o provozní efektivitu inženýrského zařízení stavěného bydlení, hlavním optimalizačním kritériem je pořizovací cena při zajištění úrovně regulačního parametru (např. průtok a tlak při jediném diktátu směřovat). Většina nových obytných budov je s ohledem na zvýšený počet podlaží vybavena PNU. Společnost v čele s autorem ("Promenergo") dodává PNU jak vyráběné "" tak vlastní výrobu založenou na čerpadlech Grundfos (známých pod názvem MANS). Statistika dodávek Promenerga v tomto segmentu za 4 roky (tabulka 2) umožňuje konstatovat naprostou převahu dvou čerpacích FPU, zejména mezi provozy s VFD, které budou využívány především v systémech zásobování pitnou vodou a především v obytných budovách.

Optimalizace složení PPU, jak z hlediska nákladů na elektrickou energii, tak z hlediska spolehlivosti, podle našeho názoru vyvolává otázku zvýšení počtu pracovních čerpadel (s poklesem dodávky každého z nich). Efektivitu a spolehlivost lze zajistit pouze kombinací krokového a plynulého (frekvenčního) řízení.

Rozbor praxe přečerpávacích systémů s přihlédnutím k možnostem moderních čerpadel a způsobům řízení, s přihlédnutím k omezeným zdrojům, umožnil navrhnout jako metodický přístup k optimalizaci PNS (PNU) koncepci tzv. periferní modelování zásobování vodou v kontextu snižování energetické náročnosti a nákladů životního cyklu čerpacího zařízení. Pro racionální výběr parametrů čerpacích stanic byly vyvinuty matematické modely s přihlédnutím ke konstrukčnímu vztahu a vícerežimovému charakteru fungování periferních prvků vodovodního systému. Modelové řešení umožňuje zdůvodnit přístup k volbě počtu dmychadel v PNS, který je založen na studiu funkce nákladů životního cyklu v závislosti na počtu dmychadel v PNS. Při studiu řady operačních systémů pomocí modelu bylo zjištěno, že ve většině případů je optimální počet pracovních čerpadel v PNS 3-5 jednotek (s výhradou použití VFD).

Literatura

1. Berezin S.E. Čerpací stanice s ponornými čerpadly: výpočet a návrh / S.E. Berezin. - M.: Stroyizdat, 2008.

160 str.

2. Karelin V.Ya. Čerpadla a čerpací stanice / V.Ya. Karelin, A.V. Minajev.

M.: Stroyiz-dat, 1986. - 320 s.

3. Karttunen E. Zásobování vodou II: per. z finštiny / E. Karttunen; Asociace stavebních inženýrů Finska RIL g.u. - Petrohrad: Nový časopis, 2005 - 688 s.

4. Kinebas A.K. Optimalizace zásobování vodou v zóně vlivu čerpací stanice Uritskaya v Petrohradu / A.K. Kinebas, M.N. Ipatko, Yu.V. Ruksin a kol.//VST. - 2009. - č. 10, část 2. - str. 12-16.

5. Krasilnikov A. Automatizované čerpací jednotky s kaskádovým řízením frekvence v systémech zásobování vodou [Elektronický zdroj]/A. Krasilniková/Stavebnictví. - Elektron, ano. - [M.], 2006. - č. 2. - Režim přístupu: http://www.archive-online.ru/read/stroing/347.

6. Leznov B.S. Energeticky úsporný a nastavitelný pohon v čerpacích a dmýchacích instalacích / B.S. Leznov. - M.: Energoatom-vydáno, 2006. - 360 s.

7. Nikolaev V. Potenciál úspory energie při proměnném zatížení lamelových kompresorů/V. Nikolaev//Instalatérství. - 2007. - č. 6. - str. 68-73; 2008. - č. 1. - str. 72-79.

8. Průmyslová čerpací zařízení. - M.: Grundfos LLC, 2006. - 176 s.

9. Steinmiller O.A. Optimalizace čerpacích stanic vodovodů na úrovni okresních, čtvrtletních a vnitropodnikových sítí: abstrakt práce. dis. ... bonbón. tech. Vědy / O.A. Steinmiller. - Petrohrad: GASU, 2010. - 22 s.

RYCHLÁ KOMUNIKACE

2014-03-15

Zavedení moderních systémů SCADA ve vodohospodářském sektoru poskytuje podnikům bezprecedentní příležitost řídit a řídit všechny aspekty příjmu, dodávky a distribuce vody z centralizovaného řídicího systému. Moderní společnosti v zahraničí uznávají, že SCADA systém by se neměl skládat z jednoho nebo více izolovaných „ostrovů automatizace“, ale může a měl by být jednotný systém fungující v geograficky distribuované síti a integrované do informačního a výpočetního systému jejich podniku. Dalším logickým krokem po implementaci SCADA systému je lepší využití této investice pomocí nejmodernějšího softwaru, který umožňuje proaktivní řízení (na rozdíl od zpětnovazebního řízení) vodovodního systému. Výhody vyplývající z těchto opatření mohou zahrnovat zlepšení kvality vody snížením stáří vody, minimalizací nákladů na energii a zvýšením výkonu systému bez obětování provozní spolehlivosti.

Úvod

Od poloviny 70. let 20. století automatizace pronikla do procesů přípravy, krmení a distribuce pití vody tradičně ovládané ručně. Do té doby většina instalací používala jednoduché konzoly s poplachovými lampami, číselníkovými indikátory a konzolovými displeji, jako jsou kruhové zapisovače, jako zařízení doplňující systém ručního ovládání. V poslední době se objevily chytré přístroje a analyzátory, jako jsou nefelometry, počítadla částic a pH metry. Mohly by být použity k ovládání čerpadel pro dávkování chemikálií, aby splňovaly platné normy pro zásobování vodou. V zahraničí se nakonec na počátku 80. let objevilo plně automatické řízení pomocí PLC nebo distribuovaných řídicích systémů. Spolu se zdokonalováním technologií se zlepšily i procesy řízení. Příkladem toho je použití průtokoměrů jako sekundární regulační smyčky za vnitřní smyčkou pro dávkování koagulantu. Hlavním problémem bylo, že teorie aplikace jednotlivce měřící nástroje v oboru nadále existovala. Řídicí systémy byly stále navrženy tak, jako by jeden nebo více fyzických měřicích přístrojů bylo propojeno k řízení jedné výstupní proměnné. Hlavní výhodou PLC byla schopnost kombinovat velké množství digitálních a analogových dat a také vytvářet složitější algoritmy, než jaké lze získat kombinací jednotlivých měřicích přístrojů.

V důsledku toho bylo možné zavést a také se pokusit dosáhnout stejné úrovně řízení v systému distribuce vody. Raný vývoj telemetrických zařízení čelil problémům s nízkou přenosovou rychlostí, vysokou latencí a nespolehlivostí rádiových nebo pronajatých spojů. Tyto problémy dodnes nejsou zcela vyřešeny, ale ve většině případů jsou překonány použitím vysoce spolehlivých datových sítí s přepojováním paketů nebo připojením ADSL k rozsáhlé telefonní síti.

To vše je spojeno s vysokými náklady, ale investice do SCADA systému je pro vodohospodářské společnosti nutností. V zemích Ameriky, Evropy a industrializované Asie se málokdo snaží řídit podnik bez takového systému. Může být obtížné zdůvodnit významnou návratnost nákladů spojenou s instalací systému SCADA a telemetrického systému, ve skutečnosti však v tomto směru neexistuje žádná alternativa.

Snížení počtu zaměstnanců pomocí centralizovaného fondu zkušených zaměstnanců k řízení široce distribuovaného systému a schopnosti řídit a řídit kvalitu jsou dva z nejčastějších důvodů.

Podobně jako při instalaci PLC v zařízeních, která poskytují základ pro umožnění pokročilých algoritmů, umožňuje zavedení široce distribuovaného telemetrického systému a systému SCADA sofistikovanější řízení distribuce vody. Ve skutečnosti lze nyní do řídicího systému integrovat celosystémové optimalizační algoritmy. Terénní vzdálené telemetrické jednotky (RTU), telemetrický systém a systémy řízení zařízení mohou pracovat synchronizovaně, aby se snížily značné náklady na energii a dosáhly dalších výhod pro vodohospodářské společnosti. Významného pokroku bylo dosaženo v oblasti kvality vody, bezpečnosti systému a energetické účinnosti. Například ve Spojených státech v současné době probíhá studie zaměřená na studium reakce na teroristické útoky v reálném čase pomocí živých dat a přístrojů v distribučním systému.

Distribuované nebo centralizované řízení

Přístrojové vybavení, jako jsou průtokoměry a analyzátory, může být samo o sobě poměrně složité, schopné provádět složité algoritmy s více proměnnými a různými výstupy. Ty jsou zase přenášeny do PLC nebo inteligentních RTU, které jsou schopny velmi složitého dálkového ovládání. PLC a RTU jsou napojeny na centralizovaný řídicí systém, který je obvykle umístěn v centrále vodárenské společnosti nebo v některém z velkých zařízení. Tyto centralizované řídicí systémy mohou sestávat z výkonného PLC a SCADA systému, který je rovněž schopen provádět velmi složité algoritmy.

V tomto případě je otázka, kam nainstalovat intelektuální systém nebo zda má smysl duplikovat inteligentní systém na několika úrovních. Místní řízení na úrovni RTU má výhody, čímž se systém stává relativně bezpečným proti ztrátě komunikace s centralizovaným řídicím serverem. Nevýhodou je, že do RTU jsou odesílány pouze lokalizované informace. Příkladem je čerpací stanice, jejíž obsluha nezná ani hladinu vody v nádrži, do které se voda čerpá, ani výšku hladiny nádrže, ze které se voda čerpá.

V systémovém měřítku mohou mít jednotlivé algoritmy na úrovni RTU nežádoucí účinky na provoz zařízení, jako je požadavek na příliš mnoho vody ve špatnou dobu. Je žádoucí použít obecný algoritmus. Optimální cestou je proto mít lokalizované řízení, které poskytuje alespoň základní ochranu v případě ztráty komunikace a zachovat schopnost řídit centralizovaný systém pro přijímání společných rozhodnutí. Tato myšlenka použití kaskádových vrstev kontroly a ochrany je optimálnější ze dvou dostupných možností. Ovládací prvky RTU mohou být v klidovém stavu a aktivovat se pouze tehdy, když nastanou neobvyklé podmínky nebo dojde ke ztrátě komunikace. Další výhodou je, že v terénu lze použít relativně neprogramovatelné RTU, protože jsou vyžadovány pouze pro provozování relativně jednoduchých operačních algoritmů. Mnoho amerických utilit instalovalo RTU v 80. letech, kdy byly standardem relativně levné „neprogramovatelné“ RTU.

Tento koncept se nyní také používá, ale až donedávna se pro dosažení celosystémové optimalizace udělalo jen málo. Schneider Electric implementuje softwarové řídicí systémy (SW), což je řídicí program v reálném čase, který je integrován do SCADA systému pro automatizaci systému rozvodu vody (viz obr. č. 1).

Software čte živá data ze systému SCADA o aktuálních hladinách nádrží, průtoku vody a dostupnosti zařízení a poté generuje diagramy průtoku kontaminované a upravené vody pro zařízení, všechna čerpadla a automatické ventily v systému po plánovanou dobu. Software je schopen tyto akce provést za méně než dvě minuty. Program se restartuje každou půlhodinu, aby se přizpůsobil měnícím se podmínkám, zejména v případě změn zátěže na straně spotřeby a poruch zařízení. Ovládání je automaticky umožněno softwarem, což umožňuje plně automatické ovládání i těch nejvýkonnějších rozvodů vody bez obsluhy. Hlavním úkolem je v tomto případě snížit náklady na rozvod vody, hlavně náklady na energie.

Problém s optimalizací

Analýzou světových zkušeností lze dospět k závěru, že řada studií a úsilí byla zaměřena na řešení problému spojeného s plánováním výroby, čerpadel a ventilů v rozvodech vody. Velká část tohoto úsilí byla čistě vědecké povahy, i když došlo k několika vážným pokusům přinést řešení na trh. V 90. letech 20. století se sešla skupina amerických utilit, aby podpořila systém monitorování kvality energie a vody (EWQMS) pod záštitou výzkumné nadace American Water Works Association (AWWA). V důsledku tohoto projektu bylo provedeno několik testů. Rada pro výzkum vodní zdroje(WRC) ve Velké Británii použil podobný přístup v 80. letech. Avšak jak USA, tak Velká Británie byly limitovány nedostatkem infrastruktury řídicích systémů a také nedostatkem komerčních pobídek v tomto odvětví, takže bohužel ani jedna z těchto zemí nebyla úspěšná a následně byly všechny tyto pokusy opuštěny.

Existuje několik softwarových balíků pro hydraulickou simulaci, které využívají evoluční genetické algoritmy, aby umožnily kompetentnímu inženýrovi činit informovaná rozhodnutí o návrhu, ale žádný z nich nelze považovat za cílový systém automatického řízení v reálném čase jakéhokoli systému distribuce vody.

Více než 60 000 vodních systémů a 15 000 systémů odpadních vod ve Spojených státech amerických jsou největšími spotřebiteli elektrické energie v zemi, přičemž celostátně spotřebují přibližně 75 miliard kWh ročně – přibližně 3 % roční spotřeby elektřiny ve Spojených státech.

Většina přístupů k řešení problému optimalizace využití energie naznačuje, že významnými úsporami lze dosáhnout vhodnými rozhodnutími v oblasti plánování provozních režimů čerpadel, zejména při použití vícecílových evolučních algoritmů (MOEA). Zpravidla se predikují úspory nákladů na energie v rozmezí 10-15%, někdy i více.

Jednou z výzev vždy byla integrace těchto systémů do zařízení v reálném světě. Řešení založená na MOEA vždy trpěla relativně pomalým výkonem řešení, zejména v systémech, které používají více čerpadel než standardní systémy. Výkon řešení se exponenciálně zvyšuje, když počet čerpadel dosáhne rozmezí od 50 do 100 kusů. To umožňuje odkazovat problémy ve fungování algoritmů MOEA na problémy návrhu a samotné algoritmy na učící se systémy namísto systémů automatického řízení v reálném čase.

Jakékoli navrhované celkové řešení problému distribuce vody s nejnižšími náklady vyžaduje několik základních složek. Za prvé, řešení musí být dostatečně rychlé, aby se vyrovnalo s měnícími se okolnostmi reálného světa, a musí být schopno se připojit k centralizovanému řídicímu systému. Za druhé, nemělo by narušovat činnost hlavních ochranných zařízení integrovaných do stávajícího řídicího systému. Za třetí, musí dosáhnout svého cíle snížit náklady na energii bez negativního dopadu na kvalitu vody nebo spolehlivost dodávek.

V současné době, a to dokazují světové zkušenosti, byl odpovídající problém vyřešen použitím nových, pokročilejších (ve srovnání s MOEA) algoritmů. Se čtyřmi velkými pobočkami v USA existují důkazy o možné výkonnosti příslušných řešení při splnění cíle snížení distribučních nákladů.

EBMUD dokončí 24hodinový graf půlhodinových bloků za méně než 53 sekund, Washington Suburban v Marylandu to zvládne za 118 sekund nebo méně, Eastern Municipal v Kalifornii to zvládne za 47 sekund nebo méně a WaterOne v Kansas City – méně než 2 minuty. To je řádově rychlejší než systémy založené na algoritmech MOEA.

Definice úkolů

Náklady na elektřinu jsou hlavními náklady v systémech úpravy a distribuce vody a jsou obvykle na druhém místě za náklady na elektřinu pracovní síla. Z celkových nákladů na energii tvoří čerpací zařízení až 95 % veškeré elektřiny nakoupené společností, zbytek souvisí s osvětlením, ventilací a klimatizací.

Je zřejmé, že snížení nákladů na energii je hlavní pobídkou pro tyto společnosti, ale ne za cenu zvýšení provozních rizik nebo snížení kvality vody. Každý optimalizační systém musí být schopen zohlednit měnící se okrajové podmínky, jako jsou provozní limity nádrže a technologické požadavky struktur. V každém reálném systému vždy existuje značný počet omezení. Mezi tyto limity patří: minimální doby chodu čerpadla, minimální doby ochlazování čerpadla, minimální průtoky a maximální výstupní tlaky ventilů, minimální a maximální kapacity zařízení, pravidla pro natlakování čerpacích stanic, stanovení doby chodu čerpadla, aby se zabránilo výrazným oscilacím nebo vodním rázům.

Pravidla kvality vody je obtížnější stanovit a kvantifikovat, protože vztah mezi požadavky na minimální provozní hladinu vody v nádrži může být v rozporu s potřebou pravidelné cirkulace vody v nádrži za účelem snížení stáří vody. Odbourávání chlóru úzce souvisí se stářím vody a je také velmi závislé na teplotě. životní prostředí což komplikuje proces zakládání tvrdá pravidla zajistit požadovanou hladinu zbytkového chlóru na všech místech rozvodu.

Zajímavým krokem v každém implementačním projektu je schopnost softwaru definovat „omezující náklady“ jako výstup optimalizačního programu. To nám umožňuje zpochybnit určitá prohlášení zákazníků s platnými údaji a prostřednictvím tohoto procesu odstranit některá omezení. To je běžný problém ve velkých utilitách, kde časem může provozovatel čelit vážným omezením.

Například u velké čerpací stanice může existovat omezení spojené s možností použití nejvýše tří čerpadel současně z oprávněných důvodů stanovených v době výstavby stanice.

V našem softwaru používáme schéma simulace hydraulického systému k určení maximálního výstupního průtoku čerpací stanice během dne, abychom zajistili splnění jakýchkoli tlakových limitů.

Po určení fyzické struktury vodovodního rozvodu, vyznačení vysokotlakých zón, výběru zařízení, které bude automaticky řízeno naším softwarem a po dohodnutém souboru omezení, můžete začít s realizací projektu. Zakázková výroba (pokud je předem kvalifikována) a konfigurace obvykle trvá pět až šest měsíců, po nichž následuje rozsáhlé testování v délce tří měsíců nebo déle.

Možnosti softwarových řešení

Zatímco řešení je velmi obtížný problém plánování je zajímavé pro mnohé, ve skutečnosti je to jen jeden z mnoha kroků potřebných k vytvoření použitelného, ​​spolehlivého a plně automatického optimalizačního nástroje. Typické kroky jsou uvedeny níže:

• Volba dlouhodobého nastavení.
• Čtení dat ze SCADA systému, zjišťování a odstraňování chyb.
• Stanovení cílových objemů, které by měly být v nádržích, aby byla zajištěna spolehlivost dodávky a cirkulace vody.
• Čtení jakýchkoliv měnících se údajů třetích stran, jako jsou ceny elektřiny v reálném čase.
• Výpočet rozvrhů pro všechna čerpadla a ventily.
• Příprava dat pro systém SCADA pro spuštění čerpadel nebo otevření ventilů podle potřeby.
• Aktualizace analytických dat, jako je předpokládaná poptávka, náklady, odhad úpravy vody.

Většina kroků v tomto procesu zabere jen několik sekund a řešič bude trvat nejdéle, ale jak je uvedeno výše, bude stále dostatečně rychlý, aby mohl běžet interaktivně.

Provozovatelé rozvodů vody mohou prohlížet prognózy a výstupy v jednoduchém klientovi založeném například na OS Windows. Na níže uvedeném snímku obrazovky (obrázek č. 1) ukazuje horní graf poptávku, prostřední graf ukazuje hladinu vody v nádrži a spodní řada teček je graf čerpání. Žluté sloupce označují aktuální čas; vše až do žlutého sloupce jsou archivní data; vše po něm je předpověď do budoucna. Obrazovka zobrazuje předpokládaný nárůst hladiny vody v nádrži za podmínek provozu čerpadel (zelené body).

Náš software je navržen tak, aby nacházel příležitosti ke snížení výrobních nákladů i nákladů na energii; převažující vliv však mají náklady na elektřinu. Pokud jde o snižování nákladů na energii, hledá ve třech hlavních oblastech:

• Přesun spotřeby energie do období s levnějším tarifem, využití zásobníku pro zásobování odběrateli vodou.
• Snižte náklady při špičkové poptávce omezením maximálního počtu čerpadel během těchto období.
• Snížení elektřiny potřebné k dodávce vody do vodovodního distribučního systému provozováním čerpadla nebo skupiny čerpadel rychlostí blízkou jejich optimálnímu výkonu.

Výsledky EBMUD (Kalifornie)

Podobný systém začal fungovat v EBMUD v červenci 2005. V prvním roce provozu program vygeneroval úspory energie ve výši 12,5 % (370 000 USD oproti spotřebě 2,7 milionu USD v předchozím roce), nezávisle ověřeno. Ve druhém roce provozu dosáhla ještě lepších výsledků s úsporami kolem 13,1 %. Toho bylo dosaženo především převedením elektrické zátěže do třípásmového tarifního režimu. Před použitím souvisejícího softwaru již společnost EBMUD vynaložila značné úsilí na snížení nákladů na energii pomocí ručního zásahu operátora a snížila své náklady na energii o 500 000 USD. Byla postavena dostatečně velká tlaková nádrž, která umožnila společnosti vypnout všechna čerpadla na dobu 6 hodin s maximální sazbou asi 32 centů/kWh. Software naplánoval přepnutí čerpadel ze dvou krátkých období plánu plochého zatížení na každé straně období špičky s rychlostí 12 centů/kWh na desetihodinovou sazbu mimo špičku přes noc 9 centů/kWh. I při nepatrném rozdílu v nákladech na elektřinu byl přínos významný.

Každá čerpací stanice má několik čerpadel a v některých případech se na stejné stanici používají čerpadla různých výkonů. To poskytuje optimalizačnímu programu četné možnosti pro vytváření různých průtoků v rozvodu vody. Software řeší rovnice nelineárního hydraulického systému, aby určil, která kombinace čerpadel zajistí požadovanou denní hmotnostní bilanci s maximální účinností a minimálními náklady. Přestože společnost EBMUD zašla hodně daleko, aby zlepšila výkon čerpadla, použití softwaru úspěšně snížilo celkovou kWh potřebnou k vytvoření průtoku. V některých čerpacích stanicích byla produktivita zvýšena o více než 27 % pouze výběrem správného čerpadla nebo čerpadel ve správný čas.

Zlepšení kvality je obtížnější kvantifikovat. Společnost EBMUD použila tři provozní řády ke zlepšení kvality vody, které se pokusili provést ručně. Prvním pravidlem bylo vyrovnat průtok na čistírně pouze na dvě změny rychlosti za den. Jednotnější výrobní proudy optimalizují proces dávkování chemikálií, vytvářejí konzistentní proud s nízkým zákalem a stabilní hladiny chloru s čistší nádrží závodu. Software nyní spolehlivě detekuje dva průtoky v čistírnách odpadních vod prostřednictvím spolehlivého předpovídání poptávky a distribuuje tyto rychlosti v průběhu dne. Druhým požadavkem bylo zvýšení hloubky cyklických nádrží, aby se snížilo průměrné stáří vody. Vzhledem k tomu, že software je prostředkem k regulaci hmotnostní bilance, nebyla implementace této strategie obtížná. Třetí požadavek byl nejpřísnější. Protože kaskáda měla několik nádrží a čerpacích stanic dodávajících vodu o různém tlaku, EBMUD chtěl, aby všechny čerpací stanice běžely současně, když horní nádrž potřebuje vodu, takže čistá voda pocházela ze spodní části kaskády místo staré vody z mezilehlé nádrž.. I tento požadavek byl splněn.

Výsledky WSSC (Pennsylvánie, New Jersey, Maryland)

Optimalizační systém je ve společnosti v provozu od června 2006. WSSC má v USA téměř jedinečnou pozici a nakupuje více než 80 % své elektřiny za férovou cenu. Působí na trhu PJM (Pennsylvánie, New Jersey, Maryland) a nakupuje elektřinu přímo od nezávislého operátora trhu. Zbývající čerpací stanice pracují s různými tarifními strukturami od tří samostatných dodavatelských společností elektřiny. Je zřejmé, že automatizace procesu optimalizace plánování čerpadel na reálném trhu znamená, že plánování musí být flexibilní a reagovat na hodinové změny cen elektřiny.

Software vám umožní vyřešit tento problém za méně než dvě minuty. Operátoři již byli úspěšní při přesunu zátěže ve velkých čerpacích stanicích, tažených cenami v průběhu roku před instalací softwaru. Přitom již během několika dnů od zahájení fungování automatizovaného systému byla patrná patrná zlepšení v plánování. V prvním týdnu byly zaznamenány úspory kolem 400 USD za den pouze na jedné čerpací stanici. Ve druhém týdnu se tato částka zvýšila na 570 USD za den a ve třetím týdnu přesáhla 1 000 USD za den. Obdobných efektů bylo dosaženo na dalších 17 čerpacích stanicích.

Systém rozvodů vody WSSC se vyznačuje vysokou úrovní složitosti a má velké množství neřízených přetlakových ventilů, které komplikují proces výpočtu a optimalizace spotřeby vody. Skladování v systému je omezeno na přibližně 17,5 % denní spotřeby vody, což snižuje možnost přesunu zátěže na období s nižšími náklady. Nejpřísnější omezení byla spojena se dvěma velkými úpravnami vody, kde nebyly povoleny více než 4 výměny čerpadel za den. Postupem času bylo možné tato omezení odstranit a zvýšit tak úspory z projektů renovace.

Interakce s řídicím systémem

Oba tyto příklady vyžadovaly interakci softwaru se stávajícími řídicími systémy. EBMUD již měl nejmodernější centralizovaný balíček plánování čerpadel, který obsahoval tabulku se vstupními daty pro každé čerpadlo s až 6 cykly spuštění a zastavení. Bylo relativně snadné použít tuto existující funkci a po každém řešení problému získat plán čerpadla s daty z těchto tabulek. To znamenalo, že stávající systém řízení vyžadoval minimální změny, a také to naznačovalo, že je možné použít stávající systémy ochrany proti přepadu a podtékání nádrží.

Předměstský systém Washingtonu byl ještě obtížnější nastavit a připojit k systému. V centrále nebylo instalováno žádné centralizované PLC. Kromě toho probíhal program, který měl v terénu nahradit neprogramovatelné RTU inteligentními PLC. Do skriptovacího jazyka balíku SCADA systému bylo přidáno značné množství logických algoritmů a byl vyřešen dodatečný úkol zajišťovat redundanci dat na serverech systému SCADA.

Použití obecných strategií automatizace vede k zajímavé situaci. Pokud operátor ručně naplní nádrž v určité oblasti, ví, která čerpadla byla spuštěna, a proto také ví, které hladiny nádrže má ovládat. Pokud obsluha používá nádrž, která má dobu plnění několik hodin, bude nucena kontrolovat hladiny této nádrže po dobu několika hodin od spuštění čerpadel. Pokud během této doby dojde ke ztrátě komunikace, bude v každém případě schopen tuto situaci odstranit zastavením čerpací stanice. Pokud jsou však čerpadla spouštěna plně automatickým systémem, obsluha nemusí vědět, že k tomu došlo, a proto bude systém více závislý na automatickém lokalizovaném ovládání pro ochranu systému. Toto je funkce lokalizované logiky v poli RTU.

Jako u každého složitého projektu implementace softwaru závisí konečný úspěch na kvalitě vstupních dat a robustnosti řešení vůči vnějšímu rušení. Kaskádové úrovně blokování a ochranných zařízení jsou vyžadovány pro zajištění úrovně zabezpečení požadované pro jakoukoli životně důležitou službu.

Závěr

Velké investice do automatizačních a řídicích systémů vodárenských společností v zahraničí vytvořily za posledních 20 let nezbytnou infrastrukturu pro realizaci celkových optimalizačních strategií. Vodárenské společnosti nezávisle vyvíjejí ještě pokročilejší software pro zlepšení účinnosti vody, snížení úniků a zlepšení Celková kvalita voda.

Použití softwaru je jedním z příkladů toho, jak lze finančních výhod dosáhnout více efektivní využití značné počáteční investice do automatizačních a řídicích systémů.

Naše zkušenosti nám umožňují tvrdit, že využití relevantních zkušeností ve vodárenských podnicích v Rusku, výstavba pokročilých centralizovaných řídicích systémů je slibným řešením, které dokáže efektivně vyřešit blok naléhavých úkolů a problémů průmyslu.