Частотно-регулируемые насосные станции для замены водонапорных башен Рожновского

• П. П. Зайцев, инженер ООО «Аметист»
• Б. Ю. Карлов, инженер-конструктор ЗАО «Электротекс»

Башни Рожновского - классика локального водоснабжения

Классическая схема водоснабжения, широко распространенная в малых населенных пунктах и даже отдельных городских микрорайонах, основана на использовании в качестве напорных резервуаров башен Рожновского. При всей простоте и эффективности такого решения, за годы эксплуатации выявилось множество принципиальных недостатков, известных всем:

• высокая трудоемкость монтажа;
• невозможность не только регулирования давления воды в зависимости от водоразбора, но даже и создания достаточно стабильного давления воды у потребителей;
• работа насоса в импульсном режиме с частыми включениями и отключениями приводит к ускоренному износу и электродвигателя, и самого насоса;
• протекания из-за коррозии корпуса и переливы из-за неработающей или плохо настроенной автоматики;
• существенное ухудшение качества питьевой воды из-за негерметичности башни (вследствие отсутствия крыши или коррозии корпуса);
• замерзания башни в зимний период и выход насоса из строя.

И, наконец, самый главный недостаток большинства уже установленных башен Рожновского – это их существенный износ. Корпус, изъеденный коррозией, и рассыпающийся фундамент зачастую приводит к падению башни. И тогда возникает проблема установки новой башни, требующая огромных финансовых затрат. Устранить все указанные недостатки и при этом существенно сэкономить - возможно. Для этого надо отказаться от "башенной" системы водоснабжения, заменив ее системой прямоточного водоснабжения на основе частотно-регулируемой насосной станции производства ЗАО «Электротекс».

Рис. Башня Рожновского

Практика показывает, что замена башен Рожновского позволяет снизить затраты в 3-4 раза уже на этапе монтажа!

Принцип действия и преимущества частотного регулирования насосов

Если в «башенной» системе водоснабжения главным элементом была башня, обеспечивающая необходимый напор, то в современных прямоточных «безбашенных» системах главным является преобразователь частоты. Именно он обеспечивает возможность плавного пуска, останова и регулирования производительности насоса для поддержания стабильного напора независимо от текущего потребления воды. Регулирование осуществляется с использованием датчика давления. Чем больше разница требуемого и фактического давлений – тем больше будет частота вращения насоса, следовательно, и его производительность. При малом расходе воды насос работает на минимальной частоте, обеспечивая существенную экономию электроэнергии.

Микропроцессорная система управления преобразователя частоты производства ЗАО "Электротекс" обеспечивает множество сервисных функций, повышающих не только удобство эксплуатации, но и качество работы всей системы водоснабжения. Например:

• автоматический перезапуск насоса с требуемой выдержкой времени после отключения или провала напряжения питающей сети;
• изменение требуемого давления в соответствии с настраиваемыми суточным и недельным графиками;
• автоматическое включение дополнительного насоса (при его наличии) в случае недостаточной производительности основного.

Рис. Автоматические системы управления и регулирования с преобразователями частоты для замены башни Рожновского

Схема прямоточного («безбашенного») водоснабжения на основе частотно-регулируемой станции обеспечивает следующие преимущества:

• работа в необслуживаемом автоматическом режиме;
• стабильный напор воды. Независимо от текущего потребления, времени года или времени суток насос поддерживает постоянное (и при необходимости регулируемое!) давление в трубопроводе;
• экономия электроэнергии (в отдельных случаях - до 30%) за счет регулирования производительности насоса;
• надежная защита питьевой воды от любых химических загрязнений, бактерий и вирусов. Вода из скважины после фильтрации подается сразу в водопровод, при этом нигде по пути не контактируя с внешней средой;
• устранение избыточного давления воды. Как следствие, снижаются утечки воды (2...7% на каждую атмосферу избыточного давления), уменьшается частота порывов изношенных трубопроводов, продлевается срок службы всего оборудования;
• максимальная защита насосного оборудования. Благодаря плавным пускам и остановам насоса отсутствуют огромные пусковые токи и гидравлические удары в трубопроводах. Электронный контроль нагрузки насоса позволяет предотвратить работу насоса в режиме "сухого хода" и при внезапном снижении давления (например, из-за порыва трубопровода). Все это приводит к увеличению срока службы оборудования и снижению затрат на его эксплуатацию;
• стабильность водоснабжения и повышение надежности работы оборудования, особенно зимой;
• существенное снижение текущих затрат на эксплуатацию и ремонт оборудования. Частотное регулирование насосов «Электротекс» имеет возможность поэтапного модульного расширения за счет: установки резервной цепи пуска насоса (для обеспечения нормального водоснабжения при ремонте и техническом обслуживании преобразователя частоты);
• установки дизель-генератора с системой АВР (для исключения зависимости от перебоев в электропитании);
• подключения оборудования для удаленного управления и диспетчеризации. Могут использоваться любые каналы связи, в том числе посредством SMS и GPRS. В результате имеется возможность объединить все разрозненные локальные системы водоснабжения на едином диспетчерском пульте при минимальных затратах!

Все оборудование насосной станции имеет малые габариты и устанавливается в обычном помещении или специализированном внешнем контейнере. Единственное условие – обеспечение температуры не ниже +1°С и влажности не более 90% без конденсации влаги.

Простота и гибкость монтажа

Монтаж частотно-регулируемой насосной станции ЗАО «Электротекс» предельно прост и заключается в крепеже оборудования на стене и подключении нескольких силовых и сигнальных кабелей и настройке преобразователя частоты. Благодаря возможности модульного расширения замену башни Рожновского на современную прямоточную систему водоснабжения можно осуществить не только радикальным путем (полная замена всех узлов и агрегатов системы), но и поэтапно, например, следующим образом:

1 этап. Из существующей системы исключается напорный резервуар (башня). К имеющемуся насосу подключается преобразователь частоты производства ЗАО "Электротекс", а в трубопровод устанавливается датчик давления. Все! Полученная система уже способна функционировать в нормальном режиме, обеспечивая качественное водоснабжение и экономию ресурсов.

2 этап. Установка резервного (пожарного) резервуара либо подключение к уже имеющемуся.

3 этап. Установка резервных цепей пуска насоса (возможны варианты с ручным или автоматическим включением резервных цепей).

4 этап. Установка системы АВР и резервных генераторов электричества или подключение к имеющимся резервным питающим вводам.

5 этап. Установка и подключение необходимых дополнительных блоков (датчиков пожарной и охранной сигнализации, датчика уровня воды в скважине, модулей управления электрифицированными задвижками и т.п. ).

6 этап. Установка комплекта оборудования для сбора данных и диспетчеризации и подключение насосной станции к единому диспетчерскому пульту.

Все этапы, кроме первого, не являются обязательными и могут реализовываться в произвольном порядке. Как показывает практика, даже при самом дорогом варианте реализации (включающем все указанные этапы), установка частотно-регулируемых насосов все равно оказывается в 1,5...2 раза дешевле монтажа новой башни Рожновского.

Предлагаемый комплект оборудования

Комплектность, стоимость на частотно-регулируемой станции зависят от мощности насоса и желаемой функциональности станции. Поэтому состав каждой станции уточняется под конкретные потребности заказчика.

Для уточнения функциональных возможностей и особенностей применения станций позвоните нам

Минимальный комплект оборудования производства ЗАО «Электротекс», рекомендуемый для наиболее широко распространенных мощностей насосов 5,5...55кВт, приведен в таблице.

* - применяется в зависимости от условий эксплуатации преобразователя частоты:  дроссель двигателя - при глубине скважины более 50м; дроссель звена постоянного тока преобразователя частоты - при нестабильной питающей сети.

** - поставляется по требованию заказчика.