Диссертация (1141496), страница 16
Текст из файла (страница 16)
Следовательно, потребуется9072 бака и столько же насосов для заполнения баков водой.Выбираем расположение ПНС, как показано на рисунке 5.8 и устанавливаемдатчик давления для ЧРП (частотно-регулируемый привод) в диктующей точке J98, при условии, что напор в этой точке не менее 10 м. Давление на всасывающей133трубе ПНС постоянно изменяется, и есть часы суток с 23 до 6 часов утра, когдаПНС отключаются, так как давление в диктующей точке более 10 м.Чтобы выбрать наиболее экономичное решение из имеющихся вариантоврассмотрим стоимость жизненного цикла (СЖЦ) единицы используемогооборудования, т.е. сумму всех расходов на его приобретение, установку итехническое обслуживание.Рисунок 5.7.
Пьезокарта напоров (≈ 32 м) на I-вое упрощение в 8 ч.Рисунок 5.8. Зона низкого давления в сети134По методике разработанной «Институтом гидравлики (Hydraulic Institute,USA), стоимость жизненного цикла насосного оборудования вычисляется поформуле:СЖЦ = Сп + См + Сэ + Спл + Со + Спр + Сос + Су ,где: Сп – первоначальные затраты на приобретения насосов;См – стоимость установки и пусконаладки;Сэ – затраты на электроэнергию для работы системы, включая привод насоса исредства управления;Спл – эксплуатационные расходы;Со – стоимость ремонта и технического обслуживания;Спр – издержки вследствие простоя;Сос – расходы на охрану окружающей среды;Су – затраты на списание и утилизацию [130].»Выбор оптимального решения значимости перечисленных факторов сильноотличается в каждом индивидуальном случае.
При ближайшем рассмотрении извосьми членов уравнения СЖЦ видно, что более значимы лишь три из них: Сп,Со и Сэ.По исследованиям компании GRUNDFOS, затраты на приобретение, ремонти техническое обслуживание, и стоимость электроэнергии для распределяютсяследующим образом: Сп – 10%, Сэ – 85% и Со – 5%.Каждая из этих величин зависит от внешних и внутренних фауторов позволяющих сократить затраты.На некоторых промышленных предприятиях, на эксплуатацию насосоврасходуется от 20% до 50% потребляемой электроэнергии. Следовательно, важную роль играют такие факторы, как энергетическая эффективность, коэффициент полезного действия и оптимальное конструктивное решение насосного оборудования.Регулирование подачи насоса. Изменение рабочей характеристики насосаи характеристики сопротивления трубопровода, позволяет получить требуемыепараметры расхода и напора. Наиболее распространенным методом изменения135характеристики сети является дросселирование давления задвижкой, установленной на напорном трубопроводе насоса.
Этот способ является наиболее простым,но наиболее энергозатратным (рисунок 5.9). Для получения заданного расхода Q3,необходимо создать напор, равный H3, но насос развивает напор Н2. Следовательно, затраченная энергия N=Q3(H2-H3) используется нерационально и общаяэнергоэффективность насоса уменьшается.Более совершенным способом регулирования работу системы «насос-сеть»является изменение характеристики насоса за счет изменения частоты вращениярабочего колеса или геометрии проточной части насоса.Рисунок 5.9.
Совмещенный графикхарактеристик сети и насоса с регулированием дросселемРисунок 5.10. Совмещенный графикхарактеристик сети и насоса при подключении ЧРППри изменении режима работы насоса, характеристика Q-H изменяется таким образом (рисунок 5.10), что при пересечени с характеристикой трубопроводаопределяет требуемую подачу Q3. При низком сопротивлении сети способ частотного регулирования скорости вращения рабочего колеса насоса оказываетсянаиболее экономичным и энергетически выгодным, при максимальном КПД.Частотно-регулированный привод снижает гидроудары в системе плавнозапуская и остановливая насосные агрегаты, и снижая кавитанционный износ рабочего колеса насоса.136Частотно-регулируемый приводПри регулирование насосов с помощью частотно-регулируемого привода(ЧРП), основным недостатком является то, что в любом случае насосы продолжают работать на полную (номинальную) мощность, при этом расходуя частьэлектроэнергии «впустую».
Для примера можно привести жилой дом, в котором вночные часы потребление воды намного меньше, чем в часы пик (утром и вечером).Регулирование насосов с помощью частотно-регулируемого привода (ЧРП),позволяет существенно снизить потребление электроэнергии, при этом, используяобратную связь, можно постоянно поддерживать необходимые параметры в сети,например, давление в магистрали.
Внедрение ЧРП, обычно, окупается в течение2-5 лет [128].Сравнение стоимости жизненного цикла ПНС и индивидуальных резервуаров воды (на 10 летний период)Для предприятий обеспечивающих подачу воды важным является снижениепотребления энергоресурсов, применение, использование более экономичныхэлектродвигателей серии BA180M2, применение насосного оборудования, с изменением частоты вращения двигателей ЧРП - ATV950 30/22кВт 380В 3ф[128,129]. Первоначальные затраты использвания энергосберегающих технологийсоставляют около10% от общей стоимости строительства и окупаютс в течении2-3 лет.Расходы на электроэнергию за год эксплуатации насосов рассчитываютсяпо следующей формуле:Затраты на электроэнергию ПНС:ПНС имеет один насос работает 24 ч в суткиКПД насоса, %, не менее: 76Мощность электродвигатели = 30 кВтЭ = 30 × 365 × 24 × 0,76 = 199728 кВт·ч.Если частотно-регулируемым приводом (ЧРП) оснастить двигатели насосов,тогда можно добиться экономии электроэнергии более чем в 30%137Затраты на электроэнергию населения:КПД насоса, %, не менее: 80Мощность электродвигатели = 0,37 кВтЭ = 0,37 × 365 × 0,5 × 0,8 = 54 кВт·ч.Индивидуальные насосы работают 0,5 ч в сутки.Согласно приведенной выше таблице, СЖЦ индивидуальных емкостей более чем в 14 раз превышает СЖЦ муниципальных резервуаров.Такое большое количество бытовых насосов, требует квалифицированного персонала по установке насосов и ремонту.
В настоящее время в городе Хошимин сетьмагазинов по продаже, обмену и ремонту насосов, которые не несут ответственностиза долговечность оборудования и безопасное использование электричества.138Таблица 5.3.Сравнение затраты устройств на ПНС и индивидуальные резервуары воды [126-129]Повысительная насосная станция (ПНС)Cп - Первоначальные затраты(цена приобретениянасосногооборудования ссопутствующимипринадлежностями)Марка1000 руб. сНДСКоличествоСумма1000НасосК150-125-315(агрегата)59,03176,9ЭлектродвигателиBA180M254,73164,0ЧастотнорегулируемыйприводATV95030/22кВт 380В3ф125,43376,2БакCм – стоимость установки ипусконаладкиCэ – затраты наэлектроэнергию (Суточноепотребление за 10 лет, кВт ×ч)= Сп * 10%-электрическийэнергия-электрическийэнергия с ЧРП(экономииэлектроэнергии в30% )Со – стоимость ремонта инет данных для учетатехнического обслуживания;Cпл – эксплуатационныерасходыСЖЦ – стоимость жизненногоцикла на 10 лет-нет данных для учета10%(59,0+54,7+125,411)=22,541371,7=199728*10 11983,7Индивидуальные резервуары водыМаркаВИХРЬАСВ370/2Ч=102527*108388,63,36907230481,9-1000 л6,72907260963,8-10%(3,360+6,720)=1,00890729144,6654*9072*10=4898,829393,3-6-1000 руб.
Количест Суммас НДСво1000 руб.-----9177,4129983,6139Сравнение потребления электроэнергии между сетевыми ПНС и индивидуальными насосамиЭлектроэнергия ПНС:Э = 30 × 365 × 24 × 0,76 = 199728 кВт·ч.ПНС имеет один насос работает 24 часа в суткиЭлектроэнергия 9072 индивидуальных насосов:Индивидуальные насосы работают 0,5 часа в сутки.Э = (0,37 × 365 × 0.5 × 0,8) × 9072 = 490069 кВт·ч.В масштабе квартала, с проживанием 9072 семей, разница в потребленииэлектроэнергии составит 490069 - 199728 = 290341 кВт.ч./год, а если в городепроживает более 2 миллионов семей, то более 50 млн кВт.ч./год электроэнергиииспользуется впустую, а экономический эффект составит 300 млн руб./год.Кроме того, когда индивидуальный насос работает на полную мощность,без ЧРП и чаще всего с напором насосов намного выше, чем высота установкибака, то и затраты абонентов значительно возрастают.Выводы по главе 51.
Доказано, что принцип энергетического эквивалентирования может бытьприменен к любому типу наружных сетей водоснабжения с неограниченнымразмером и количеством участков.2. Для гидравлических расчетов используются компьютерные программы,выполняющие моделирование гидравлического режима и качества воды, в томчисле программное обеспечение WaterGEMS, которое считается наиболее совершенным.
Определение фрагментов сети имеющих одинаковые характеристики - это быстрый способ расчета больших сетей водоснабжения с использованием принципа энергетического эквивалентирования.3. Стоимость жизненного цикла использования индивидуальных емкостейдля воды более чем в 14 раз превышает СЖЦ муниципальных резервуаров.4.
Сравнение потребления электроэнергии между сетевыми ПНС и индивидуальными насосами у потребителей в городе, где проживает более 2 миллионов140семей, то более 50 млн кВт.ч./год электроэнергии используется нерационально,при этом экономический эффект составит 300 млн руб./год.5. Эффективность применения метода энергетического эквивалентированиятолько при гидравлическом расчете всей сети города Хошимин позволит болеечем в пять раз снизить финансовые затраты и материальные ресурсы.141ЗАКЛЮЧЕНИЕ1.Установлено, что ликвидация индивидуальных водонапорных баков,позволит получить нормальный гидравлический режим потокораспределения,обеспечивающий бесперебойное водоснабжение потребителей и улучшит архитектурный облик города.2.Для повышения надежности работы системы водоснабжения предложе-но запроектировать перекладку основных распределительных линий, кольцевание тупиковых участков районной сети, что позволит обеспечить всех абонентовкруглосуточной подачей необходимого количества воды, под требуемым напором, ликвидировать индивидуальные резервуары и накопительные баки, повысительные насосы.3.Полученные данные гидравлического расчета представленные в видепьезокарт давлений в рассматриваемой водопроводной сети, дают наглядноепредставление о характере потокораспределения и обеспечения напора воды употребителей, определить места расположения ПНС на распределительных трубопроводах.4.Получены теоретические формулы определения коэффициентов ше-роховатости для стальных и чугунных труб, санированных труб с цементнопесчанным покрытием с учетом срока их эксплуатации.5.Рекомендуется изменять планировку прокладки трубопроводов всоответствии с развитием города и водопроводных сетей, с правильнымподбором диаметров труб, учитывая, что малый диаметр труб позволяетуменьшить первоначальные инвестиционные затраты, но приводит кувеличению эксплуатационных затрат в будущем.6.Обосновано применение принципа энергетического эквивалентированияпозволяющего упростить гидравлический расчет системы водоснабжениягорода, имеющего высокую плотность населения и хаотичную застройку, чтоприводит к совершенствованию управления и сокращению расходов наэксплуатацию водопровода.1427.Предложен модифицированный метод гидравлического расчётасистемы водоснабжения на основе «тупикового» принципа энергетическогоэквиваленти- рования, позволяющий определять точное положение энергоузловв которых необходимо устанавливать приборы для измерения гидравлическихпараметров, что упрощает управление потокораспределением.8.Сравнение планировок жилых кварталов г.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
