bbk 000000

УДК 628.15.004.69

Радецкий М. Ю., Давыдов А. Б., Колеватов И. А.

Оптимизация работы водопроводной сети города

Аннотация

Представлены способы оптимизации работы водопроводной сети г. Новосибирска. Подробно рассмотрены несколько вариантов установки редукционных клапанов на участках водопроводной сети микрорайонов Пашино («до себя») и Северный («после себя») Калининского района города. Приведены результаты эксплуатации различных регуляторов давления и частотных преобразователей, применяемых в последние несколько лет на водопроводных насосных станциях. В результате установки регуляторов давления на участках водопроводной сети микрорайонов Пашино и Северный г. Новосибирска удалось снизить общий расход насосных станций «Питьевой центр» и ТЭЦ-4 на 10–15%, уменьшить давление на насосной станции четвертого подъема (ТЭЦ-4) на 10 м вод. ст. При этом аварийность водопроводной сети микрорайонов снизилась на 10–20%.

Ключевые слова

водопроводная сеть , насосная станция , регулятор давления , частотный преобразователь , избыточный напор , аварийность

Скачать статью в журнальной верстке (PDF)

Водопроводная сеть города – один из основных элементов системы водоснабжения. Надежность ее работы и бесперебойность подачи воды потребителям в необходимом объеме и с гарантированным напором являются важнейшими показателями качества услуг, оказываемых МУП г. Новосибирска «Горводоканал».

Протяженность трубопроводов в городе составляет более 1700 км. Отдельные жилые районы имеют высокие геодезические отметки и значительно удалены от станции водоподготовки. Поэтому на водопроводной сети предусмотрено несколько крупных повысительных насосных станций (станций подкачки). На отдельных участках сети возникают избыточные напоры, которые приводят к увеличению числа аварийных ситуаций и соответственно к потерям воды из-за изношенности (до 70%) труб.

В настоящее время с учетом особенностей городской водопроводной сети изменен подход к обеспечению ее работоспособности, организация управления эксплуатацией поставлена на более высокий уровень. С недавнего времени наряду с модернизацией водопроводной сети постоянно оптимизируется работа насосных станций. За счет перераспределения потоков в сети и изменения зон водоснабжения отдельных районов стало возможным снижение давления на насосных станциях, реализованное с помощью частотного регулирования.

С 2008 г. частотные преобразователи устанавливаются как на небольшие насосные станции, так и на высоковольтное насосное оборудование мощностью от 500 кВт. При этом общая аварийность на участках водопроводной сети сократилась на 20–25%, а расход электроэнергии по данным насосным станциям уменьшился на 15–30% в зависимости от марки насосного оборудования.

Наряду с непрерывным контролем за гидравлическими параметрами системы водоснабжения и режимами работы насосных станций, заменой запорно-регулирующей арматуры в течение последних лет на водопроводных сетях г. Новосибирска устанавливаются современные регуляторы давления. В настоящее время установлено 15 регуляторов давления различных марок («T.I.S.», «Raphael», «BERMAD»), которые регулируют давление как «до» так и «после себя» и позволяют исключить значительные колебания давления и повысить надежность работы водопроводной сети. Схему работы установленных регуляторов давления рассмотрим на примере участков водопроводной сети микрорайонов Пашино и Северный Калининского района г. Новосибирска.

ВодоснабжениемикрорайонаПашино, представляющего собой пяти- и двухэтажную застройку, окруженную частным сектором, осуществляется по водоводу диаметром 500 мм от насосной станции ТЭЦ-4 (четвертый подъем). Подача воды в водопроводные сети частного сектора происходит непосредственно от водовода. Исходя из этого, необходимое давление в контрольной точке (самая высокая точка по рельефу местности, в которой перепад по отметкам с насосной станцией составляет 25 м), находящейся в начале распределительной сети, должно быть не ниже 14 м вод. ст., что обусловливает высокое давление на насосной станции ТЭЦ-4 (40–50 м вод. ст.). Подкачка воды для нескольких районов пятиэтажной застройки осуществлялась четырьмя насосными станциями с резервуарами чистой воды: «Искра», «Пошивочная», поселков Гвардейский и Флотский (рис. 1).

Наиболее крупная насосная станция «Искра» с двумя резервуарами чистой воды (общим объемом 4000 м³ и средним расходом 250 м³/ч) расположена в конце сети. Перепад по отметкам с контрольной точкой составляет 30 м, что приводит к избыточному давлению перед резервуарами и соответственно к необходимости постоянно регулировать задвижку перед резервуаром. Подобная ситуация сложилась и с остальными насосными станциями поселка, что приводило практически к постоянным гидравлическим ударам в результате резкого повышения давления в сети, которое в отдельные периоды достигало 70–80 м вод. ст. При наполнении резервуара даже одной насосной станции наблюдалось падение давления в водопроводной сети всего микрорайона.

Исправить сложившуюся ситуацию позволила установка двух регуляторов давления «до себя». С помощью редукционного клапана, размещенного перед резервуаром чистой воды насосной станции «Искра», обеспечено минимально необходимое давление в водоводе диаметром 500 мм вне зависимости от режима работы насосной станции. Регулятор давления на водоводе в «середине» сети микрорайона (рис. 1) гарантировал постоянное давление и, как следствие, постоянное и равномерное поступление воды в резервуары чистой воды остальных насосных станций.

В настоящее время давление в водопроводной сети микрорайона Пашино не превышает 30 м вод. ст., а рабочее давление в течение суток меняется в интервале 20–25 м вод. ст. (рис. 2). Обеспечена постоянная и равномерная подача воды в резервуары насосных станций независимо от колебания расхода в летний период, связанного с отбором воды на полив в частном секторе.

Благодаря установке регуляторов давления общая аварийность на сетях микрорайона Пашино сократилась на 30%. Удалось снизить давление на насосной станции ТЭЦ-4 до 30–40 м вод. ст. и сократить общее водопотребление микрорайона на 33 516 м³ в месяц (10,1%), а в дальнейшем отказаться от эксплуатации требующего на тот момент капитального ремонта резервуара чистой воды насосной станции «Пошивочная».

ВодоснабжениемикрорайонаСеверный осуществляется по закольцованному водоводу диаметром 300 мм от насосной станции «Питьевой центр». Микрорайон представляет собой частный сектор и два небольших жилых массива десятиэтажной застройки. Водоснабжение многоэтажной застройки и частного сектора осуществляется непосредственно от данного водовода (рис. 3). Наличие десятиэтажной застройки и перепад между отметками земли до 30 м (между массивами многоэтажной застройки и зданиями частного сектора) обусловливают высокое давление в водопроводной сети частного сектора (до 75–80 м вод. ст.) и высокую аварийность.

Исходя из особенностей системы водоснабжения, подача воды в сети частного сектора осуществляется по нескольким трубопроводам диаметром 100–150 мм от основного водовода диаметром 300 мм. В связи с высоким коэффициентом суточной неравномерности, связанным с отбором воды на полив, было принято решение об установке трех редукционных клапанов диаметром 150 мм (рис. 3), работающих параллельно на одну водопроводную сеть. Перемычки между системой водоснабжения частного сектора и основным водоводом были исключены.

Установка и оптимальная настройка (ноябрь 2009 г.) регуляторов давления позволили снизить давление в водопроводной сети частного сектора до 45–50 м вод. ст. и общее водопотребление на 10–15% (с 6045 до 5319 м³ в месяц). Общая аварийность водопроводной сети за 2010 г. снизилась на 20%, прекратились жалобы от населения на повышенное давление в сети.

Выводы

В результате установки регуляторов давления на участках водопроводной сети микрорайонов Пашино и Северный г. Новосибирска удалось снизить общий расход насосных станций «Питьевой центр» и ТЭЦ-4 на 10–15%, уменьшить давление на насосной станции четвертого подъема (ТЭЦ-4) на 10 м вод. ст. При этом аварийность водопроводной сети микрорайонов снизилась на 10–20%.