УДК 628.11/.12:658.26:004.02
DOI 10.35776/VST.2023.04.03

Баранчикова Н. И., Епифанов С. П., Дытте А. Г.

Гидравлический расчет групповых водозаборов из подземных скважин, оборудованных насосами с частотными преобразователями

Аннотация

Применение частотных преобразователей на групповых водозаборах из подземных источников в системах водоснабжения направлено на экономию электроэнергии, организацию эффективных режимов, повышение технологичности управления, однако без достаточного обоснования не всегда приводит к желаемому результату. Одной из причин этого является отсутствие расчета с помощью эффективной математической модели, описывающей движение воды в водоносных горизонтах, скважинах, водоподъемных трубах и сборных коллекторах с учетом всех необходимых ограничений, в том числе на параметры режима при использовании частотных преобразователей на части или на всех погружных насосах. Модель представлена в виде задачи оптимизации, в которой целевая функция является суммарной потребляемой мощностью всеми погружными насосами, участвующими в работе. Предлагаемая оптимизационная модель позволяет описывать режимы функционирования групповых водозаборов от границы контура питания водозабора до резервуаров. Все ограничения задачи оптимизации можно разделить на три непересекающиеся группы: балансовые, технологические и режимные. Вычислив расходы электроэнергии по всем значимым режимам в течение года и сравнив их с затратами при существующих режимах без использования частотных преобразователей, можно сделать обоснованный вывод о целесообразности применения частотного электропривода, в том числе на один или несколько погружных насосов. Предложенная модель позволяет осуществлять организацию не только эффективных, но и технологически допустимых режимов.

Ключевые слова

преобразователь частоты , водозаборная скважина , водоносный пласт , погружной насос , пьезометрический напор , задача потокораспределения , задача оптимизации , потребляемая мощность , групповой водозабор

Для цитирования: Баранчикова Н. И., Епифанов С. П., Дытте А. Г. Гидравлический расчет групповых водозаборов из подземных скважин, оборудованных насосами с частотными преобразователями // Водоснабжение и санитарная техника. 2023. № 4. С. 21–29. DOI: 10.35776/VST.2023.04.03.

Дальнейший текст доступен по платной подписке.
Авторизуйтесь: введите свой логин/пароль.
Или оформите подписку

Список цитируемой литературы

1. Sperlich A., Pfeiffer D., Burgscheiger J., Campbell E., Beck M., Gnirss R., Ernst M. Energy efficient operation of variable speed submersible pumps: simulation of a ground water well field. Water, 2018, 10. DOI:10.3390/w10091255. http://www.mdpi.com/journal/water.
2. Рзаев А. С., Резван М. Х., Хакимьянов М. И. Автоматизация систем механизированной добычи в СНГ // Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело». 2013. № 5. С. 19–29. http://www.ogbus.ru/authors/Hakimyanov/Hakimyanov_6.pdf.
3. Лезнов Б. С., Воробьев С. В. Работа центробежных насосов с переменной частотой вращения // Водоснабжение и санитарная техника. 2012. № 9. С. 48–56.
4. Костюк А. В., Твердохлеб И. Б. Энергоэффективная эксплуатация скважинных насосов ЭЦВ // Водоснабжение и санитарная техника. 2010. № 6. С. 54–58.
5. Рыбель С. И., Кунинин В. П., Герасимов С. П., Бакушин А. В. Опыт использования преобразователей на объектах ООО «Водоканал» // Водоснабжение и санитарная техника. 2020. № 4. С. 55–57.
6. Карелин В. Я., Минаев А. В. Насосы и насосные станции: учебник для вузов. – М.: Стройиздат, 1986. 320 с.
7. Плотников Н. А., Алексеев В. С. Проектирование и эксплуатация водозаборов подземных вод. – М.: Стройиздат, 1990. 256 с.
8. Руководство по проектированию сооружений для забора подземных вод. – М.: ВНИИ ВОДГЕО, 1979. 106 с.
9. Гаврилко В. М. Фильтры водозаборных, водопонизительных и гидрогеологических скважин. – М.: Госстройиздат, 1968. 397 с.
10. Старинский В. П., Михайлик Л. Г. Водозаборные и очистные сооружения коммунальных водопроводов: учебное пособие. – М.: Высшая школа, 1989. 269 с.
11. Евстигнеев В. А., Касьянов В. Н. Толковый словарь по теории графов в информатике и программировании. – Новосибирск: Наука, 1999. 289 с.
12. Баранчикова Н. И., Епифанов С. П., Куртин А. В. Математическое моделирование совместной работы насосных агрегатов, в том числе с частотным регулированием // Водоснабжение и санитарная техника. 2020. № 12. С. 43–49.
13. Баранчикова Н. И., Епифанов С. П., Исаков И. М., Цуканов С. Т. Особенности применения частотных преобразователей на насосных агрегатах в системах теплоснабже­ния // Промышленная энергетика. 2022. № 5. С. 22–29.