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 K_v/K_vs 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