РЕКОНСТРУКЦИЯ СИСТЕМЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ В ГОРОДЕ ХОЛМСКЕ

Руководствуясь актуальными, в условиях повышения цен на энергоресурсы, требованиями к энергосбережению, руководство города Холмска Сахалинской области разработало план комплексной реконструкции системы водоснабжения города.
Высокие тарифы на электроэнергию и невозможность рационального использования существующих водных ресурсов стали основными причинами, побудившими начать реконструкцию.
Промышленная Группа «Приводная Техника», совместно с компанией ООО «Рос Шельф», успешно подготовили и реализовали этот масштабный проект.

Проект модернизации включает в себя:
- переоснащение всех станций новыми насосными агрегатами;
- внедрение систем управления насосами на базе частотнорегулируемого привода;
- включение в систему диспетчеризации объектов водоснабжения;
- оснащение водозаборов высокоточными станциями измерения уровня с автономным питанием от солнечных батарей;
- замену ветхих трубопроводов на пластиковые.

В части внедрения средств управления и контроля проект полностью реализован. Работы по замене ветхих трубопроводов в настоящее время продолжаются. Однако уже сейчас использование новых технологий и материалов даёт существенный экономический эффект. Получена 30%-я экономия электроэнергии благодаря использованию частотно-регулируемого привода на станциях управления насосами.
Применение пластиковых трубопроводов позволяет дополнительно снижать энергозатраты за счёт уменьшения сопротивления потоку, вызванному отложениями на стенках. Новые материалы имеют значительно больший срок службы по сравнению с металлом и требуют меньше средств для поддержания сетей в рабочем состоянии.
Экономический эффект на первом этапе реализации проекта получен за счёт эффективного использования оборудования. Станции управления насосами, отслеживая изменение технологических параметров, прежде всего давление в
системе, разбор воды, автоматически регулируют производительность насосных агрегатов, что и позволяет экономить электроэнергию. В процессе эксплуатации, с помощью средств учёта и диспетчеризации, накапливается статистический материал. Когда его объём станет достаточным для объективного анализа работы всей системы водоснабжения, выявлены и проведены измерения в диктующих точках, можно будет настроить суточный режим работы, учитывая реальные потребности города в заданный временной интервал. Такая коррекция работы позволит получить дополнительную экономию электроэнергии и воды.

Городская система водоснабжения состоит из двух водохранилищ, оборудованных водозаборами, и десяти насосных станций.
Система водоснабжения города имеет существенную особенность: большой перепад высот между потребителями.
Для обеспечения водой всех объектов требуется поддерживать высокий перепад давления. Большие суточные колебания расхода
и ошибки персонала могут привести к недопустимым колебаниям давления в трубопроводах, которые, в условиях ветхих сетей, являются причиной возникновения аварий трубопроводов.
Старая система водоснабжения города создавалась в то время, когда не существовало эффективных средств управления насосными агрегатами. На устаревших насосных станциях, не имеющих средств автоматического регулирования, было крайне сложно обеспечить устойчивое круглосуточное водоснабжение. Задача стабилизации давления и бесперебойного водоснабжения была решена за счёт внедрения станций управления на базе частотно-регулируемого привода.
Другой важной задачей, решённой в рамках проекта, является высокоточное измерение уровня воды в водохранилищах.
г. Холмск получает воду из двух водохранилищ с ограниченным запасом. Для надёжного водоснабжения города необходимо постоянно иметь объективную картину фактического состояния водных запасов.

Нами реализована система дистанционного измерения, способная фиксировать суточные колебания уровня менее 10 мм, и помещать результаты в архив для последующей обработки и анализа.
Удалённые водозаборы оборудованы GSMи радиомодемами. С их помощью информация о текущем уровне передаётся в центральную диспетчерскую. В состав оборудования насосных станций включены расходомеры, измеряющие текущий и общий расход воды, что позволяет иметь объективную картину по подаче воды на каждом из участков.
Как уже упоминалось, основным компонентом проекта автоматизации являются станции управления насосами СРНа. Станция данного типа представляет собой законченное низковольтное устройство, изготовленное в соответствии с ГОСТ Р51321.1-2000.
Каждая из станций производится по индивидуальному проекту, за основу принимается техническое задание, учитывающее все особенности объектов. Схемотехнические решения унифицированы и позволяют применять типовые алгоритмы управления. В процессе создания конструкторской документации используются современные средства автоматизации проектирования (Eplan Electric P8), что даёт возможность оптимизировать структуру документации, избежать ошибок и увеличить производительность работы.
В используемых схемотехнических решениях реализовано резервирование основных функций СРНа, что существенно увеличивает надежность решения, предназначенного для ответственных объектов.

Типовая станция СРНа обладает следующими функциональными возможностями:

• Энергосбережение и ресурсосбережение (экономия электроэнергии, тепла, воды, увеличение срока службы оборудования);
• Плавный пуск насосных агрегатов, защита трубопроводов, запорной арматуры, насосов от гидравлических ударов;
• Частотное регулирование любого из подключенных к станции управления насосных агрегатов – для поддержания суточного графика заданного технологического параметра;
• Полная защита электродвигателей;
• Автоматическое переключение на резервный агрегат в случае выхода основного из строя;
• Автоматическое подключение дополнительных насосных агрегатов при недостаточной производительности работающих;
• Чередование агрегатов в работе для равномерной выработки ресурса;
• Программное задание периодичности чередования, т.е. циклическое изменение атрибута насоса: основной, дополнительный, резервный. Имеется возможность принудительного присвоения атрибутов с помощью кулачковых переключателей на передней панели;
• Автоматическое восстановление схемы работы и алгоритма функционирования после сбоя в сети питания объекта, применение параметров работы до аварийного отключения станции;
• Отображение полной информации о работе станции управления и оборудования с помощью ЖК-дисплея пульта управления;
• Возможность корректировки алгоритма работы и изменения уставок с помощью клавиатуры на передней панели станции управления;
• Протоколирование событий на основании встроенных часов реального времени
• Работа станции в ручном режиме по необходимости;
• Возможность для обслуживающего персонала с помощью кнопочных постов оперативно вмешиваться в автоматическую работу станции управления и осуществлять для каждого насоса его пуск и останов как непосредственно от сети, так и с использованием преобразователя частоты или устройства плавного пуска;
• Индикация состояния насосов и аварийная сигнализация.

Мощности насосов на насосных станциях в г. Холмске колеблется от 5,5 до 110 кВт. В зависимости от станции осуществляется групповое управление от 2 до 5 насосов.
Станции управления и система диспетчеризации на аппаратном уровне оснащены оборудованием компании Mitsubishi Electric: частотно-регулируемым приводом серий FR-F740, программируемыми логическими контроллерами серии FX3U со всей необходимой периферийной техникой Mitsubishi Electric. Шкафы станций оснащены системой климатконтроля производства компаний Rittal. Использовано низковольтное пуско-защитное и коммутационное оборудование производства компании LS Industrial Systems.
Насосные станции и узлы водозабора объединены в единую информационную систему по средствам SCADA TRACE MODE 6.0.
В качестве основного канала связи используется VPN-туннель, построенный на базе сети интернет.
Такое техническое решение позволяет легко масштабировать систему, а также, при необходимости, дистанционно диагностировать оборудование.
Применение GSM-сети качестве альтернативного канала расширяет возможности информационной системы. Для обеспечения оперативного контроля ответственные специалисты могут на сотовый телефон получать по запросу интересующую их информацию, а также сообщения об авариях. Объём доступной информации определяется потребностями заказчика.
Система диспетчеризации в проекте – это набор аппаратных и программных средств для централизованного контроля за технологическими процессами, инженерными системами, системами энергоснабжения. Информация обо всем оборудовании, подключенном к системе диспетчеризации, выводится в режиме реального времени на экран компьютера рабочего места диспетчера.
Комплексное оснащение насосных станций современным оборудованием, снабжённым системой диспетчеризации, обеспечило получение новых качественных характеристик системы водоснабжения города.

Применение автоматических насосных станции позволило:

• стабилизировать давление воды у потребителей по всему городу и ближайшим поселкам (численностью более 40 000 чел.);
• обеспечить круглосуточное водоснабжение;
• уменьшить число задействованных в процессе сотрудников;
• получить экономию электроэнергии около 30%, по отдельным станциям до 50%.

Внедрение системы диспетчеризации обеспечило:

• дистанционный контроль и возможность, при необходимости, изменения режимы работы станций;
• удалённое диагностирование состояния станций объектов;
• оперативный контроль за состоянием городской системы водоснабжения;
• ведение учёта расхода воды;
• диагностирование состояние трубопроводов;
• контроль запасов воды в водохранилище;
• возможность прогнозирования, на основании статистических данных, потребностей города в воде и соотношения их с имеющимися в водохранилищах запасами;
• осуществление сервисного контроля из офиса «Приводной Техники» в Москве, оперативную оценку текущего состояния автоматики насосных станций и в выдачу необходимых рекомендаций.

ЖКХ

Добыча полезных ископаемых

Электроэнергетика

Логистика

Системы слежения