bbk 000000
УДК 628.2/.3:658.52.011.56
Реготун А. А., Дайнеко О. Н., Смирнов Александр Владимирович
Автоматизированное управление очистными сооружениями на базе математических моделей
Аннотация
Рассматривается применимость математических моделей при контроле работы очистных сооружений канализации через призму решения проблем эксплуатации. Представлен возможный вариант применения программного комплекса на базе математических моделей семейства ASM для управления работой сооружений биологической очистки с внедрением в систему управления всем комплексом очистных сооружений канализации. Описаны общие принципы построения системы управления с интегрированной математической моделью процесса биологической очистки. Приводится сравнительный анализ популярных современных программных пакетов моделирования и программы моделирования, разработанной компанией «Май Проект». На примере типовой конфигурации аэротенка продемонстрирована возможность и простота интеграции программы в практически любую современную SCADA-систему. Описан и обратный случай: применение программы в качестве верхнего уровня АСУ ТП биологической очистки сточных вод.
Ключевые слова
биологическая очистка , энергоэффективность , математическое моделирование , автоматизированная система управления , технологический процесс , программно-аппаратный комплекс
|
УДК 628.166.085
DOI 10.35776/VST.2023.03.06
Богун П. В.
Влияние отражения от стенок реактора на энергоэффективность установок обеззараживания воды УФ-излучением
Аннотация
Приведены результаты теоретического исследования возможности повышения эффективной дозы облучения установки обеззараживания воды ультрафиолетовым (УФ) излучением без увеличения мощности лампы, а также изучения влияния отражения излучения от внутренней поверхности реактора на работу установок. Расчеты проведены для наиболее распространенной конструкции установки с одной лампой и цилиндрическим реактором с зеркальным отражением от стенок. Расчеты показали, что при высоком коэффициенте отражения излучения и при определенных соотношениях эффективной длины распространения УФ-излучения в воде и размеров реактора энергоэффективность, т. е. производительность установки на единицу потребляемой мощности, может быть повышена по сравнению с ранее известными конструкциями на 35–40%.
Ключевые слова
энергоэффективность , обеззараживание воды , ультрафиолетовое излучение , эффективная длина распространения излучения
|
bbk 000000
УДК 628.146
Зайцева С.Г.
Внедрение современной трубопроводной арматуры как метод снижения потерь воды и повышения энергоэффективности
Аннотация
Снижение физических потерь воды и повышение энергоэффективности водопроводных сетей и станций является важной задачей как в России, так и во всем мире. Описан метод снижения потерь воды, разработанный Международной водной ассоциацией (IWA) и основанный на работе по четырем направлениям: регулирование давления в сети; поиск и устранение утечек; своевременное обслуживание, ремонт и замена арматуры и трубопроводов; оперативное устранение аварий на сети. Комплексная работа по этим направлениям позволяет снизить потери воды до экономически приемлемого уровня. Простыми и эффективными мероприятиями в этом плане являются замена запорной арматуры, а также внедрение современной предохранительной, ремонтной арматуры и клапанов регулирования давления в сети.
Ключевые слова
энергоэффективность , трубопроводная арматура , запорно-регулирующая арматура , снижение потерь воды , ремонт трубопроводов , регулирование давления в сети
|
bbk 000000
УДК 696.11
Бутко Д. А., Данекянц А. Г., Мельников И. С.
Выбор оптимальной схемы системы водоснабжения для высотного здания
Аннотация
Сформулирована задача углубленного изучения научного обоснования выбора схемы системы водоснабжения с выработкой критериальных показателей (параметров) оптимизации. Анализ конъюнктуры современного рынка строительства недвижимости позволил сделать обоснованный выбор модельного здания, для которого составлены семь различных вариантов схем систем водоснабжения и произведены гидравлический и технико-экономический расчеты. Рассчитаны основные показатели надежности с использованием трех методик. Предложены коэффициенты значимости, которые определяют степень влияния отказа отдельного узла на работоспособность системы в целом. Выявлены закономерности изменения величины вероятности безотказной работы арматуры при увеличении этажности. Составлен алгоритм выбора возможной к применению схемы системы водоснабжения, основанный на вопросно-ответном методе и учитывающий исходные данные об этажности, ограничения по напорам, конструктивные особенности проектируемого здания, возможность и (или) необходимость резервирования, а также установки дополнительного оборудования. Определены параметры оптимизации: материальная характеристика, надежность и энергопотребление. Для решения поставленной задачи предложено единое интегральное уравнение надежностно-экономического индекса. Приведены коэффициенты и соответствующие им численные значения, которые принимаются в зависимости от рассматриваемой схемы. При подстановке исходных данных в уравнение можно получить координаты для построения области определения. Каждая схема в силу своих особенностей имеет определенный интервал значений (область определения).
Ключевые слова
надежность , энергоэффективность , электроэнергия , алгоритм , схема системы водоснабжения , высотное здание , материальная характеристика , параметр оптимизации , область определения
|
bbk 000000
УДК 697.3:621.577
Поромпка Свен, Махов Л. М.
Дождевая вода как фактор повышения энергетической эффективности тепловых насосов
Аннотация
Разработана схема использования теплового насоса с подземным коллектором, увлажняемым дождевыми осадками с помощью специальной системы. Доказано повышение энергетической эффективности и коэффициента недельной выработки тепловых насосов за счет целенаправленного орошения подземных коллекторов без дополнительной вспомогательной энергии. При использовании плоского коллектора с системой увлажнения затраты на эксплуатацию и обслуживание теплового насоса типа «вода–рассол» снижаются с 735 до 688 евро/год. С помощью увлажнения вязкого грунта увеличивается мощность изъятия теплоты примерно с 10 до 30 Вт/м2.
Ключевые слова
энергоэффективность , подземный коллектор , увлажнение , дождевая вода , тепловой насос , природная энергия , коэффициент выработки
|
bbk 000000
УДК 628.32:65.012.45
Касаткин Ф. Ю., Костылев С. В.
Единое информационное пространство предприятия
Аннотация
Описана информационная инфраструктура ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга», с помощью которой обеспечиваются надежность, бесперебойная работа, высокая производительность, безопасность и конфиденциальность.
Ключевые слова:
водоснабжение , информационные технологии , энергоэффективность , информационная система , информационная инфраструктура , водоотведение.
|
bbk 000000
УДК 628.35:004.69
Егорова Ю. А., Левин Д. И., Люшина Л. Ф., Петропавловский С. А., Баженов В. И., Данилович Д. А., Носкова И. А.
Комплексная реконструкция городских очистных канализационных сооружений г. Самары
Аннотация
Представлен опыт ООО «Самарские коммунальные системы» по проектированию, строительству и реконструкции городских очистных канализационных сооружений производительностью 450–700 тыс. м3/сут. При неблагоприятном экологическом состоянии реки Волги в среднем и нижнем течении задача повышения эффективности очистки сточных вод является приоритетной, что подтверждено программой Министерства энергетики и ЖКХ Самарской области на 2013–2019 годы. Представлены результаты внедрения технологии биологической очистки сточных вод на базе процесса UCT с оригинальной компоновкой зон и рециклов путем модификации существующих емкостей четырехкоридорных аэротенков. Приводятся обоснованные технические решения ключевых сооружений, определяющих энергоэффективность и рациональность проекта реконструкции воздуходувной станции с применением механически регулируемых воздуходувок (диапазон производительности каждой 59,4–132,1 тыс. Нм3/ч) и строительства двух иловых насосных станций с регулируемой подачей 15000–27360 м3/ч стоков. Внедрена система технологического и автоматизированного управления. Ограниченный срок проектных работ потребовал использования быстрых и эффективных методов расчета с помощью имитационного моделирования технологических процессов в среде GPS-X (модель ASM2d), вычислительной гидродинамики – в среде ANSYS Fluent. Приводится прогноз динамики изменения эффективности очистки в течение суток с обеспечением среднесуточных концентраций, мг/л: взвешенных веществ – 15,5; БПК5 – 5,7; ХПК – 34,9; N–NH4 – 0,25; N–NO2, N–NO3 – 7,02; P–PO4 – 0,68. Относительно высокий вынос взвешенных веществ обусловлен значительным расчетным значением илового индекса (150 см3/г). На стадии реализации экологически эффективных мероприятий признано экономически нецелесообразным строительство комплекса доочистки стоимостью 400 млн руб. (около 30% от стоимости реконструкции всей станции). Перед пусконаладочными работами достигнута фактическая экономия электроэнергии в размере 13 млн кВт·ч/год, в том числе 8,8 млн кВт·ч/год за счет замены воздуходувного оборудования, 4,2 млн кВт·ч/год за счет замены эрлифтов иловыми насосными станциями с погружными насосами. Целевые показатели проекта и использованные в нем технические решения соответствуют наилучшим доступным технологиям.
Ключевые слова
реконструкция , энергоэффективность , наилучшие доступные технологии , аэротенк , имитационное моделирование , очистные канализационные сооружения , процесс UCT , GPS-X
|
bbk 000000
УДК 628.12/.14+628.17
Ракицкий Д. С., Егорова Ю. А., Нагорный С. Л., Табунков А. С., Полстьянов В. Н., Воробьев А. Г., Черносвитов М. Д., Шмиголь В. В.
Комплексный подход к реконструкции повысительных насосных станций г. Самары
Аннотация
Обозначена актуальность повышения надежности и энергоэффективности работы системы водоснабжения г. Самары. Описаны основные методы и средства поэтапной реализации плана реконструкции повысительных насосных станций. Дано описание программно-аппаратного комплекса, выбранного для решения поставленной задачи. Приведены данные по снижению суммарного потребления электроэнергии на 37 насосных станциях. Снижение потребления электроэнергии за счет частотного регулирования работы насосных агрегатов составило 40%, за счет внедрения адаптивных алгоритмов регулирования для станций с параллельной работой нескольких насосных агрегатов – 27%. Расчетное снижение потребления электроэнергии при замене насосных агрегатов после внедрения адаптивных алгоритмов регулирования – 18%. Отмечено уменьшение аварийности на сетях на 8% благодаря среднему снижению давления в водопроводной сети, а также повышению оперативности управления объектами за счет получения полной достоверной информации о параметрах технологического процесса в режиме реального времени. Внедрение
системы создало предпосылки для сокращения численности обслуживающего персонала и упрощения организационно-технических мероприятий при эксплуатации насосных станций. Указаны критерии, которые целесообразно использовать при оценке эффективности работы станций. Представлены графики параметров работы нескольких реконструированных насосных станций. Приведены рекомендации по дальнейшей реконструкции повысительных насосных станций на территории г. Самары.
Ключевые слова
система водоснабжения , энергоэффективность , насосная станция , регулирование работы насосов , удельный расход электроэнергии
|
УДК 628.12
DOI 10.35776/VST.2024.12.03
Войтов И. В., Еловик В. Л.
Методика моделирования режимов работы центробежных насосов, работающих с переменной частотой вращения рабочего колеса
Аннотация
Приведена методика моделирования режимов работы центробежных насосов, регулируемых изменением частоты вращения рабочего колеса, во всем диапазоне расчетных подач, а также расчет их энергопотребления за расчетный период. Методика ориентирована, в первую очередь, на использование вычислительной техники для расчета и анализа режимов работы центробежных насосов и может быть использована в основе разработки соответствующего программного обеспечения. Применение методики в процессе технико-экономического обоснования внедрения регулируемого электропривода на насосной станции позволит обосновывать целесообразность запланированных мероприятий. Использование цифровой модели режимов работы насосной станции повышает качество проектирования за счет более детальной проработки отдельных элементов.
Ключевые слова
регулируемый электропривод , энергоэффективность , моделирование , насосная станция , водопроводно-канализационное хозяйство , насосный агрегат , методика расчета
|
bbk 000000
УДК 628.147.2
Кармазинов Ф. В., Мельник Е. А., Ипатко М. Н., Ильин Ю. А., Игнатчик В. С., Игнатчик С. Ю.
Методика оценки экономической эффективности систем подачи воды с насосными станциями, оборудованными резервуарами
Аннотация
Представлена методика оценки экономической эффективности систем подачи воды с насосными станциями, оборудованными резервуарами, позволяющая на стадии реконструкции оптимизировать транспортные системы водоснабжения отдаленных районов. Для таких систем характерны: низкая энергоэффективность, вызванная потерей давления при сбросе воды, и низкая надежность сетей при работе на них через байпас, обусловленная колебанием давления. В методике учтены особенности одновременной работы двух подсистем: подсистемы трубопроводов и арматуры и подсистемы повысительной насосной станции. Обоснован выбор в качестве единого для всех подсистем критерия оптимизации в виде чистого дисконтированного расхода за жизненный цикл. Установлено, что экономическая и энергетическая эффективность инвестиционных проектов по реконструкции транспортных систем водоснабжения является функцией фактического входного давления воды в подводящих трубопроводах и зависит от инженерных мер, направленных на ее повышение. К таким мерам относится применение клапанов, регулирующих давление «после себя», мини-ГЭС и дополнительной низконапорной насосной станции. На примере повысительной насосной станции «Парнас» Санкт-Петербурга показано, что применение разработанной методики позволяет повысить показатели надежности системы подачи воды до P(t) > 0,95 при одновременном снижении чистого дисконтированного расхода за жизненный цикл на 17%. При этом в зависимости от фактического входного давления воды в подводящих трубопроводах снижение энергопотребления насосной станции изменяется от 22 до 60%.
Ключевые слова
давление , водопроводная сеть , энергоэффективность , насосная станция , регулирующий клапан
|
bbk 000000
УДК 628.355
Гогина Е. С., Гульшин И. А.
Моделирование энергоэффективного процесса биологической очистки сточных вод в циркуляционном окислительном канале
Аннотация
В Национальном исследовательском Московском государственном строительном университете проводятся комплексные исследовательские работы по моделированию энергоэффективных процессов очистки сточных вод в циркуляционных окислительных каналах. В частности, рассматриваются технологические схемы удаления соединений азота из сточных вод при низких концентрациях растворенного кислорода. Цель исследований – определение оптимальных технологических режимов работы биомассы в различных условиях в ходе реализации экспериментальных схем. Представлены обобщенные результаты второго этапа комплексного исследования энергоэффективных процессов очистки сточных вод в циркуляционных окислительных каналах: определены зависимости эффективности симультанной нитрификации и денитрификации при изменении кислородного режима, изучен механизм адаптации биомассы и особенности вывода ее в рабочий режим. Описана модель экспериментальной установки, которая позволяет учитывать не только биохимические, но и более детальные гидравлические особенности экспериментального процесса.
Ключевые слова
сточные воды , биологическая очистка , нитрификация , энергоэффективность , денитрификация , циркуляционный окислительный канал , легкоокисляемый органический субстрат
|
bbk 000000
УДК 628.35:66.081.63
Калачев Д. А.
Новый век мембранных технологий: установка HUBER VRM
Аннотация
Приведены сведения о разработках компании HUBER в области очистки сточных вод и обработки осадков с использованием современных технологий. Специалисты компании разрабатывают различные варианты систем: от механической очистки до высокотехнологичных мембранных биологических реакторов. Использование мембранного биологического реактора позволяет снизить объем аэротенков, поскольку он обеспечивает работу биологической ступени очистки с концентрацией активного ила до 8 г/л (или до 12 г/л в фильтрационной камере МБР), отказаться от вторичных отстойников, стадий доочистки и обеззараживания (при необходимости), что приводит к освобождению дополнительных площадей. Кроме высоких требований к эффективности очистки, немаловажным фактором является снижение эксплуатационных затрат, в частности на электроэнергию. Компания HUBER разработала надежное и энергоэффективное решение – мембранную установку HUBER VRM. Основным инновационным решением в разработанной установке мембранной фильтрации является уникальная система AirBoost.
Ключевые слова
энергоэффективность , мембранный биореактор , мембранная фильтрация , очистка сточных вод и осадков , промывка мембран
|
DOI 10.35776/VST.2022.08.04
УДК 628.35
Попов Н. В., Григорьева А. Н., Залётов С. В.
Опыт реконструкции канализационных очистных сооружений МУП «Тепловодоканал» г. Пущино
Аннотация
В начале 1990-х годов после введения новых нормативов на качество очищенных сточных вод, а также из-за существенного сокращения доступного финансирования объектов водопроводно-канализационного хозяйства наметилась тенденция повсеместного несоответствия качества очистки сточных вод предъявляемым требованиям при невозможности изменения данной ситуации в лучшую сторону. С возобновлением экономического роста в начале XXI века в России началось выделение государственных средств на реконструкцию очистных сооружений большой производительности с целью достижения требуемого уровня очистки сточных вод путем внедрения современных технологий. Доступ к финансированию реконструкции канализационных очистных сооружений возможен лишь при наличии полноценной проектной документации, прошедшей государственную экспертизу. Описан опыт реконструкции небольших канализационных очистных сооружений г. Пущино, не попавших ни в одну программу бюджетного финансирования. При поддержке и рекомендациях профильных организаций и специалистов был сформулирован список мероприятий по поэтапному совершенствованию технологии очистки сточных вод с учетом доступного финансирования. Одним из первых этапов реализации мероприятий стало внедрение современной технологии биологического удаления биогенных веществ с выделением анаэробных и аноксидных зон в традиционных аэротенках с механическим перемешиванием активного ила. В качестве перемешивающих устройств были выбраны вертикальные гиперболические мешалки российского производства. После проведения работ по реконструкции первого блока аэротенков вкупе с монтажом мешалок непосредственно поставщиком оборудования были получены первые положительные результаты – достигнутые показатели по органическим веществам и соединениям азотной группы превосходят требуемые.
Ключевые слова
энергоэффективность , канализационные очистные сооружения , биологическая очистка сточных вод , технологические показатели наилучших доступных технологий , гиперболическая мешалка
|
bbk 000000
УДК 621.65:62-531.3:628.1/.2
Багаев Ю. Г., Карпов Н. В., Усачев А. П.
Параллельная работа насоса с частотно-регулируемым электроприводом
Аннотация
За более чем 17 лет успешного применения частотного регулирования производительности насосов на водопроводных и канализационных насосных станциях МУП г. Новосибирска «Горводоканал» накоплен большой опыт эксплуатации, который позволил выявить некоторые особенности использования частотно-регулируемого электропривода в зависимости от специфики насосных станций. Проведенный анализ показал, что распространенное мнение по решению проблемы энергоэффективности параллельной работы двух насосов путем установки частотно-регулируемого электропривода на один насос в расчете, что им будет обеспечиваться недостающая часть подачи, во многих случаях ошибочно. Иногда насос с частотным регулированием оказывается в недопустимой рабочей области, что приводит к выходу его из строя. По результатам проведенных исследований специалисты Горводоканала Новосибирска сделали вывод, что при установке режимов работы насосов следует обеспечивать нахождение рабочей точки каждого насоса в его рабочем диапазоне (в особенности это относится к насосам с частотным регулированием, так как при снижении частоты вращения рабочая область смещается влево). Это обеспечит бесперебойное функционирование насосных агрегатов.
Ключевые слова
энергоэффективность , насосная станция , частотное регулирование , центробежный насос , производительность насоса
|
bbk 000000
УДК 628.171.033
Шмиголь В. В., Черносвитов М. Д., Куколкин В. Н., Полстьянов В. Н.
Перспективы повышения энергоэффективности работы насосных станций подкачки
Аннотация
ООО «Самарские коммунальные системы» является поставщиком услуг холодного водоснабжения, водоотведения и очистки сточных вод на территории городского округа Самара. Одна из первостепенных задач предприятия – повышение энергоэффективности работы насосных станций подкачки. Для этого необходимо тщательно подходить к выбору количества и марки насосных агрегатов и применению частотного регулирования. В отличие от проектируемых насосных станций, где режимы работы насосов определяются расчетом, на действующих станциях для минимизации нерациональных потерь электроэнергии необходимо изучение сложившегося режима отбора воды потребителями, определение требуемого напора на выходе из насосной станции и располагаемого напора в городской сети. Также требует рассмотрения вопрос о поддержании на выходе из насосной станции подкачки оптимального напора: постоянного максимального расчетного; изменяемого по графику; зависящего от расхода. Организация полного учета воды, выявление незарегистрированных водопотребителей и оптимизация работы квартальных насосных станций с применением частотного регулирования позволят значительно сократить потребление воды и электроэнергии. Приведено сравнение динамики и удельного объема водопотребления в отдельных жилых домах с работой внутриквартальных подкачивающих станций, подающих воду отдельным жилым зданиям и их группам, а также с действующими нормативами. Приведены графики распределения удельных расходов воды и изменения водопотребления в течение суток. Сделаны выводы о перспективах повышения энергоэффективности работы насосных станций подкачки ООО «Самарские коммунальные системы».
Ключевые слова
потери воды , энергоэффективность , насосная станция , неучтенный расход , удельное водопотребление , неравномерность водопотребления
|
bbk 000000
УДК 628.17.001.4
Наумов А. Л., Судьина О. С.
Повышение энергоэффективности трубопроводных систем здания
Аннотация
Проблему энергосбережения в строительстве можно решить путем уменьшения теплопотерь через ограждающие конструкции, установки тепло- и водосчетчиков, использования нетрадиционных источников теплоснабжения и т. д. Вопросы энергосбережения в трубопроводных инженерных системах в проектировании недостаточно изучены, в то время как значительная часть энергопотребления систем инженерного обеспечения зданий (до 80%) приходится на привод насосов и вентиляторов трубопроводных сетей: отопления, водоснабжения, вентиляции, кондиционирования воздуха. В качестве критериев энергоэффективности трубопроводных сетей рассматриваются экономические показатели. В расчетах использован метод приведенных затрат.
Ключевые слова
энергоэффективность , энергопотребление , система отопления , система вентиляции , приведенные затраты , скорость движения рабочей среды
|
bbk 000000
УДК 628.1.2:658.26.004.18
Усачев А. П., Карпов Н. В.
Повышение энергоэффективности насосных установок в системах водоснабжения и водоотведения
Аннотация
Рассматривается один из способов повышения энергоэффективности насосных установок в системах водоснабжения и водоотведения, который успешно внедряется в МУП г. Новосибирска «Горводоканал». Речь идет о внедрении высоковольтных станций частотного управления насосными агрегатами напряжением питания 6–10 кВ. Приведены варианты частотного регулирования и опыт их внедрения на насосных станциях. Опыт эксплуатации станций частотного управления показывает их высокую эффективность не только в экономии электроэнергии, но и по остальным эксплуатационным показателям, в частности, по обеспечению стабильного и гарантированного водоснабжения всех потребителей.
Ключевые слова
система водоснабжения , энергоэффективность , система водоотведения , высоковольтные станции частотного регулирования насосными агрегатами
|
bbk 000000
УДК 628.3:62-531.3.003.13
Шадрин В. А.
Повышение эффективности использования электроэнергии
Аннотация
Рассказано о внедрении преобразователей частоты на водопроводных и канализационных насосных станциях МУП «Производственное объединение водоснабжения и водоотведения» г. Челябинска в рамках реализации «Программы энергосбережения и повышения энергетической эффективности МУП «ПОВВ» на 2010–2014 годы».
Ключевые слова
энергосбережение , преобразователь частоты , энергоэффективность , насосная станция
|
bbk 000000
УДК 628.336.71
Храменков С. В., Пахомов А. Н., Стрельцов С. А., Кевбрина М. В., Ванюшина А. Я., Агарев А. М.
Повышение эффективности обработки осадка сточных вод с помощью высокотемпературного гидролиза перед сбраживанием
Аннотация
Представлены результаты исследования термической предобработки активного ила и первичного осадка сточных вод с целью повышения эффективности метанового сбраживания. Эффективность перехода органического вещества активного ила в доступную растворимую форму максимальна после термогидролиза при 160°С. Растворимость органического вещества первичного осадка увеличивается равномерно с повышением температуры в диапазоне 100–200°С. Максимальный объем биогаза в тесте на предельное сбраживание растет после гидролиза активного ила при 160°С, первичного осадка – при 180–200°С. При сбраживании в непрерывном режиме после предобработки активного ила при температуре 140–160°С газогенерация увеличивается на 53%. Дальнейший рост температуры гидролиза негативно влияет на газогенерацию и распад беззольного вещества активного ила. Термогидролиз первичного осадка при сбраживании в термофильном режиме неэффективен. Водоотдающие свойства обработанных осадков улучшаются, что позволяет сократить дозу флокулянта при обезвоживании на 0,8–1 кг/т по сухому веществу.
Ключевые слова
энергоэффективность , осадок сточных вод , сбраживание , биогаз , водоотдающие свойства , термогидролиз
|
|
