CC BY
6
1 SCIENCE TIME ■
тл 1(4 5л ' tL® -1 щг 1 - 4_W JT |Г1 1 r^g) УНИФИКАЦИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ НАСОСОВ И СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ЛОКАЛЬНЫМ ВОДОСНАБЖЕНИЕМ ПРЕДПРИЯТИЙ И НАСЕЛЕННЫХ ПУНКТОВ Мариничееа Ольга Викторовна, Вологодский государственный университет, г. Вологда E-mail: olya_marinicheva@mail.ru
Аннотация. Данная статья посвящена унификации электроприводов насосов и систем управления локальным водоснабжением, а именно создание единой системы управления под разные методы управления, выбранные по желанию заказчика.
Ключевые слова. Система управления, водоснабжение, насосные агрегаты, унификация.
В настоящее время на рынке предоставляются насосные агрегаты и насосные станции для локального водоснабжения с небольшой производительностью (до 3 кВт), либо для глобального водообеспечения с большой производительностью (свыше 3 кВт). Однако, единой унифицированной линии электроприводов насосных агрегатов, рассмотренной с точки зрения безопасности, экологичности, источников воды, вариантов управления насосом, фильтрации, поддержания и регулировки давления, уровня воды, и др., не существует. Подразумевается создание единой системы управления, которая будет подбираться под каждый запрос заказчика, с рассмотрением всех возможных критериев.
Цель работы - разработка и расчет унифицированной линии электроприводов насосных агрегатов, рассмотренной с точки зрения безопасности, экологичности, источников воды, вариантов управления насосом, фильтрации и обеззараживания воды, поддержания и регулировки давления, уровня воды, и др.
Для рассмотрения данного вопроса, в качестве примера объектов потребления (заказчики), были взяты предприятия и малые населенные пункты. Их представители часто задаются вопросами водоснабжения для собственных,
| SCIENCE TIME |
конкретных целей и, как следствие, подборкой требующихся компонентов для создания функциональной и экономически выгодной системы управления гарантированным водоснабжением. Для этого стоит произвести анализ всевозможных отдельно взятых случаев.
Первый критерий - источник воды. Близость первичного источника (озеро, река, пруд, родник, колодец, скважина и др.) позволяет организовать водоснабжение непосредственно из него [1].
Второй критерий - типы насосов. Существуют следующие виды насосных агрегатов.
1. Погружной насос. Особенность данного типа насосов в том, их рабочая часть опускается на дно резервуара. При этом двигатель защищает специальный цилиндр из нержавеющей стали. Вода поступает за счет всасывания из-за разницы давлений на входе и выходе. Погружные насосы используются для откачивания чистой воды или воды, содержащей абразивные и длинноволокнистые частицы [2].
2. Скважные насосы. Скважинные насосы служат для подачи чистой воды из пробуренных скважин. Эта вода может затем использоваться в самых широких целях. Данный тип насосов отличает высокий КПД и эксплуатационная надежность.
3. Мембранные насосы. Мембранные насосы, благодаря своим преимуществам, широко применяются в ряде производств, где используются агрессивные и среды с высоким показателем вязкости (химпроизводство, полиграфия, производство бумаги и лакокрасочных материалов). Кроме того, такие насосы активно функционируют в системах очистки воды (в процессе дозирования и перекачки реагентов) и водоснабжения, сельском хозяйстве и производстве напитков.
4. Вибрационные насосы. Применяется для откачки воды из колодца для его чистки, подачи воды из открытого источника (река, озеро, бассейн, искусственный водоем), колодца, емкости (бак, цистерна и др.).
5. Центробежные насосы. Относятся к классу динамических насосов, преобразующих механическую энергию привода в энергию водного потока (напор) путем возникновения центробежных сил из-за воздействия лопастей рабочего колеса на жидкость.
Они подходят для перекачивания как чистой воды, так и загрязненных жидкостей. Для них характерна равномерная подача и уравновешенность рабочего процесса.
Третий критерий - варианты управления насосом. Система может быть от полностью неуправляемой до полностью зависимой от управления при помощи добавления дополнительных функций.
Четвертый критерий - фильтрация и обеззараживание воды [3]. При
| SCIENCE TIME |
очистке воды принято использовать фильтры следующих типов:
- минеральные, которые представляют их себя сетчатые цилиндры, внутри них находится минерализованные вещества, способствующие очистке жидкости от химических элементов и солей. установить несколько минеральных фильтров;
- тканные, представляющие собой цилиндр, обмотанный специальным жгутом или веревкой. Плотная структура тканного материала способствует задержанию химических добавок, кристаллов солей, окисей металлов;
- тонкой очистки, принцип действия которых заключается в расположении входного отверстия и выходного на разных уровнях. Поступающая внутрь фильтра и накапливающаяся в нем вода очищается, затем вытекает наружу уже через другое отверстие;
- обратного осмоса, универсальные по своей сути. Процесс очистки заключается в том, что через мембрану могут проникнуть только молекулы воды, содержащие кислород. Такой фильтр способен задержать примерно 99,9% органических и неорганических примесей любых видов;
- аэрирующие, применение которых позволяет избавить воду от железа, марганца и неприятного запаха сероводорода. В процессе прохождения через фильтр вода насыщается кислородом;
При обеззараживании воды принято использовать фильтры следующих типов:
- ультрафиолетовые, излучение которых позволяет уничтожить большинство микроорганизмов. Главными его преимуществами является отсутствие каких-либо реагентов и способствование умягчению воды;
- озонирующие, оказывающие губительное воздействие на микробов и вирусов, находящихся в воде. После обработки жидкость теряет неприятный запах, становится пригодной для питья в сыром виде.
Пятый критерий - объем расхода воды. В зависимости от количества потребляемой воды будет рассчитываться и создаваться система управления, под каждый отдельный случай. Например, если это будет предприятие общественного питания: выпускающее хлебобулочную продукцию, то расход составляет 300 м /сутки, если же это будет малый населенный пункт, то расход составляет 50 м /сутки.
Для наглядного образца задачи создания такой линейки систем автоматизированного управления, следует спроектировать наглядную модель (рис.1).
Таким образом, данная тема подразумевает выбор потребителями (заказчиками) функциональных возможностей системы водоснабжения, а также решение финансового вопроса, а именно подбора экономически выгодной системы.
I
SCIENCE TIME
I
Источники аоды
открытый источник воды колодец скважина
Аккумулирующие емкости
J
водонапорная башня
емкость гидроаккумуляторы
ХЧ
Насосные агрегаты
Фильтрация и оьдппрдмиддние
погружные насосы центробежные насосы^ мембранные насосы
-Z4--/
ультрафиолетовые фильтры озонирующие фильтры минеральные фильтры
Система управления и автоматики
/Ч
■V
Рис. 1 Модель унифицированной линии электроприводов насосных агрегатов Литература:
1. Ковалев А.Ю. Станции управления электропогружными установками насосной эксплуатации скважин / А.Ю. Ковалев, Е.М. Кузнецов, В.В. Аникин. -Омск, 2013. - 128 с.
2. Пат. 2308144 Российская Федерация, МПК Н 02 Н 7/08. Способ управления трехфазным асинхронным электродвигателем погружного насоса и система управления электродвигателем погружного насоса / Д.С. Холин; заявитель и патентообладатель ОАО "Ижевский радиозавод". - №2005127180/09; заявл. 29.08.2005; опубл. 10.03.2007. - Б. и. - 2007.
3. Пат. 2498945 Российская Федерация, МПК C 02 F 1/78. Установка для очистки воды / Е.В. Ольховик, В.В. Слюсаренко, Е.А. Левушкин, В.Г. Сержантов, заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова". -№2012123892/05; заявл. 08.06.2012; опубл. 20.11.2013. Б.и. - 2013.
4. Супроненко Н.Н. Исследование энергоэффективности существующих систем сельского водоснабжения / Н.Н. Супроненко, О.В. Критченкова, А.Б. Щеголева // Труды международной научно-технической конференции энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве. - 2014. - № 1. - С. 134-138.
