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 628.356.14
Егорова Ю. А., Баженов В. И., Устюжанин А. В., Ракицкий Д. С., Левин Д. И., Гордеев С. А., Нагорный С. Л., Петров В. И.
Регулирующая арматура в управляемых процессах пневматической аэрации
Аннотация
В рамках программы Министерства энергетики и ЖКХ Самарской области на 2013–2019 годы компанией «Самарские коммунальные системы» разработан и успешно реализуется проект реконструкции городских очистных канализационных сооружений. Для повышения энергоэффективности предусмотрено внедрение систем аэрации, распределения воздуха и нагнетателей с регулируемой подачей воздуха в аэротенки в диапазоне 45–100%. Обоснована общая концепция регулирования, включающая сложный уровень технологического управления и двухконтурную схему автоматизации «блок управления задвижками аэротенков – группа воздуходувных агрегатов». Разработана и обоснована методика выбора регулирующей арматуры в системах управления подачей воздуха для пневматической аэрации сточных вод. В основу методики принята зависимость течения сжимаемой среды через регулирующую задвижку, представленная международным стандартом IEC 60534-2-1. В натурных условиях с использованием точного оборудования исследованы пропускные характеристики регулирующей задвижки IRIS (DN300) фирмы Egger. Средняя относительная погрешность методики составила 6,79%. Для системы автоматизированного управления погрешность методики не имеет особой значимости, поскольку ПИД-регулирование обеспечивает подачу требуемого количества воздуха из условия соответствия уставкам О2, NH4 и текущих измерений количества подаваемого воздуха. Представлен классификатор регулирующей арматуры, в основе которого – характер зависимости относительного коэффициента пропускной способности Kv/Kvs от степени открытия задвижки. Идентифицированы технологические режимы: сравнение теоретических и экспериментальных расходных характеристик регулирующей задвижки, перепада давления на регулирующей задвижке, перепада давления в системе «регулирующая задвижка – аэраторы», температуры воздушной среды перед задвижкой. Предложенный способ расчета регулирующей арматуры является частью комплексной математической модели «Энергоэффективность регулируемой подачи воздуха в аэротенки».
Ключевые слова
энергоэффективность , автоматизированная система управления , мембранный аэратор , очистные канализационные сооружения , пневматическая система аэрации , регулирующая арматура , коэффициент пропускной способности , диафрагменная задвижка
|
bbk 000000
УДК 628.356.1:621.61
Ракицкий Д. С., Егорова Ю. А., Левин Д. И., Гордеев С. А., Нагорный С. Л., Баженов В. И., Петров В. И., Устюжанин А. В.
Энергоэффективный принцип реконструкции воздуходувной станции городских очистных канализационных сооружений Самары
Аннотация
В качестве ключевого, экономически выгодного мероприятия по энергосбережению и окупаемости инвестиций в сфере водоотведения компания «Самарские коммунальные системы» обосновывает процессы управления подачей воздуха на городских очистных канализационных сооружениях. Разработан и успешно реализован крупный комплекс воздуходувной станции путем реконструкции типовых для условий РФ проектов института СоюзводоканалНИИпроект на расчетную подачу 132 144 Нм3/ч. Представлены особенности строительно-монтажных работ при установке агрегатов массой 15 тонн в условиях ограниченной способности грузоподъемных устройств (9 тонн). В основу энергосберегающего решения принят механический поворотно-лопастной принцип регулирования воздухонагнетателей. На первом этапе внедрения, при отсутствии действующей АСУ ТП, зафиксировано снижение удельного энергопотребления на 26,1% при среднем значении удельного энергопотребления 22,39 кВт/1000 Нм3. Технологическая часть отражает возможность регулирования подачи воздуха в аэротенки 45–100%, а также ее связь с потребляемой мощностью 1273,2–2674,2 кВт (для температуры воздуха на входе 20°C, относительной влажности 50%). Представлена двухконтурная схема автоматизированной системы управления «блок управления задвижками аэротенков – группа воздуходувных агрегатов». Приведен анализ тестовых испытаний воздухонагнетателей на заводе-изготовителе. Представлены и обоснованы параметры регулирования центробежных воздуходувных агрегатов посредством двух управляющих воздействий: регулируемого диффузора на выходе и входного направляющего аппарата. Разработана и проверена экспериментально математическая методика пересчета характеристик воздуходувных агрегатов с применением базового понятия «степень регулирования». Использование методики обосновывает широкий диапазон рабочих характеристик регулируемых агрегатов для всех сезонов года, режим совместной работы одного неуправляемого и трех управляемых воздуходувных агрегатов на период экспериментальных работ.
Ключевые слова
реконструкция , энергоэффективность , имитационное моделирование , воздуходувная станция , очистные канализационные сооружения , поворотно-лопастное регулирование
|
|
