Автоматизация управления городским водоснабжением

Автоматизация

Внедрение системы управления городским водоснабжением позволяет уменьшить потребление электроэнергии на 10-15 процентов, уменьшить потери, связанные с авариями, быстро реагировать на резкие изменения водопотребления, уменьшить расходы на обслуживание и поиск неисправностей.

Широко применяют погружные насосы при строительстве новых и реконструкции действующих насосных станций. Опыт эксплуатации показал, что погружные насосы являются высоконадежным оборудованием, рассчитанным на длительный срок службы.

Особое внимание уделяется экономии топливно- энергетических ресурсов. На насосных станциях устанавливаются счетчики для коммерческого учета количества расхода тепловой энергии и теплоносителя. С их внедрением только за первое полугодие сэкономлено полмиллиарда рублей на одном из предприятий.

Оборудование водяных скважин и монтаж водоподъемного оборудования

Для подъёма воды из водяных скважин раньше применялись эрлифтные устройства, вакуум — сифоны, центробежные насосы с горизонтальной осью вращения. Однако в настоящее время эти методы подъема воды из скважин применяют в единичных случаях из-за малого коэффициента полезного действия или значительной глубины динамического уровня воды в скважинах. Сейчас наиболее широко используют для подъёма воды специальные насосы с вертикальной осью вращения, которые подразделяются на два основных вида: насосы с электродвигателем, устанавливаемым на поверхности земли в специальном павильоне, и насосы с электродвигателем, опускаемым в скважину вместе с насосом.

Насосы первого вида, к которым относятся насосы АТН, НА, А, называются глубинными. Передача вращения осуществляется с помощью длинного трансмиссионного вала, состоящего из отдельных звеньев. Применение этих насосов возможно только в условиях надлежащей вертикальности скважин.

Насосы второго типа, к которым относятся насосы АП, АПВ, АПТ, АППТ, ЭЦВ, называются погружными.Насосы ЭЦВ более экономичны по сравнению с другими погружными насосами, более совершенны в конструктивно отношении и имеют высокий КПД.

Насос ЭЦВ (рис. 3) состоит из электродвигателя, рабочей части насоса, водонапорных труб с электрокабелем и опорной частью агрегата и электропусковой и контрольной аппаратуры. Изоляция обмотки статора выполнена из влагостойкого полихлорвинилового пластиката, так как мотор работает в воде. Охлаждение радиальных и упорного подшипников осуществляется водой, находящейся в полости электродвигателя.

Направляющие аппарата насосов ЭЦВ и лопастные колеса для скважин диаметром до 250 мм  отпрессованы из пластмассы. Вкладыши радиальных подшипников выполнены из графита или резины с продольными канавками для смазки и охлаждения водой. В верхней части насоса имеется клапанная коробка с тарельчатым или шарообразным клапаном (см. рис. 3). Подъем воды осуществляется газовыми или буровыми трубами на муфтах или фланцевых соединениях.

Во фланцах делают отверстие для пропуска электрического кабеля. К последней напорной трубе приваривают фланец, который прикрепляют резьбовыми шпильками к опорной части. Опорная часть представляет собой квадратную плиту с отверстиями под анкерные болты.Плиту устанавливают на фундамент и крепят анкерными болтами.

К пусковой станции подключают реле давления, реле максимального и минимального уровня в резервуаре или водонапорной башне и др.

Автоматизация насосной станции на артезианских скважинах по оборудованию и протекающим в них процессам сравнительно легко поддаются автоматизации. Автоматизация обеспечивает управление насосными агрегатами, погруженными в артезианские скважины, без участия обслуживающего персонала, повышает надежность работы и сохранность насосно-силового оборудования, а также экономические показатели работы насосной станции.

Особенностью работы погружных насосных агрегатов является то, что при их включении в работу не требуется предварительного залива водой. Управление такой насосной установкой по существу сводится к управлению электродвигателем и контролю за работой агрегата. Благодаря этому схема автоматического управления получается весьма простой. Она не требует для своего выполнения большого количества аппаратуры и обеспечивает высокую надежность работы.

Схема управления, приведенная на рисунке 1 обеспечивает  управление двумя одинаковыми насосными агрегатами. Схема предусматривает два режима управления:

1.Ручное управление с помощью кнопок управления;

2.Автоматическое управление.

Выбор режима работы ( ручной или автоматический) осуществляется с помощью избирателя управления SА2.

Подача напряжения в цепи управления и силовые цепи осуществляется автоматически выключателем  QF.

При ручном управлении избиратель управления  SА2 устанавливается в положении "Руч.". При замыкаются его контакты 1-2 и 5-6. Нажатием на кнопку "Пуск" SВ2 (SВ4, SВ6) подается напряжение на катушку магнитного пускателя КМ1 (КМ2,КМ3), который срабатывает и замыкает свои контакты в силовых цепях электродвигателей 1М (2М,3М)  и соответственно, первый

(второй, третий)  насос включается в работу.

Вода откачивается до тех пор, пока не будет нажата кнопка "Стоп"

SВ2 (SВ3, SВ5). Блокировочные контакты КМ1.1 (КМ2.1, КМ3.1) необходимы для питания катушек пускателей при возврате кнопок "Пуск" в первоначальное, т.е. разомкнутое состояние ( цепь самоблокировки).

Для автоматического управления избиратель управления SА2 ставится в положение "Авт.". При этом замыкаются его контакты 3-4 и 7-8; переключатель SА3 устанавливается в положение "1 раб.,2 рез.".

При этом замыкаются его контакты 3-4 и 5-6.

При достижении водой верхнего уровня (ВУ) замыкаются контакты реле уровня 2К и подается напряжение на обмотку промежуточного реле К1. Реле К1 срабатывает и контакт К1.1 подает питание на обмотку магнитного пускателя КМ1, который включает первый насосный агрегат, а контакт К1.2 блокирует реле К1, чтобы оно оставалось под напряжением, пока уровень воды не опустится до отметки нижнего уровня (НУ).

При достижении водой нижнего уровня (НУ) размыкается контакт реле 3К. Цепь обмотки реле К1 обесточивается, размыкается контакт к1.1 в цепи магнитного пускателя КМ1, и двигатель первого насоса отключается от сети.

Если уровень воды в скважине по каким-либо причинам повышается и достигает аварийного уровня (АУ) замыкается контакт реле 1К и срабатывает реле К2, которое контактом К2.1 подает на обмотки магнитного пускателя КМ2 напряжение, что приведет к включению в работу второго резервного насоса. Одновременно контактом к2.2 включается звуковая НА и световая HL4 сигнализации.

Выключатель SА4 позволяет  отключать звуковой сигнал.

При установке переключателя очередности в положение "2 раб.,1 рез." замыкаются его контакты 1-2 и 7-8. В этом случае все электрические цепи аналогичны выше описанным с той лишь разницей, что при достижении уровнем воды отметки ВУ включается электропривод второго насосного агрегата, а первый агрегат будет резервным. Переключатель SА3  позволяет обеспечить равномерный износ насосных агрегатов.

В схеме предусмотрена тепловая защита при длительной перегрузке электроприводов с помощью тепловых реле КК1 и КК2.

Защита от "сухого хода" падение уровня воды в скважине ниже уровня, при котором обеспечивается нормальная работа насоса, достигается при помощи специального электродного датчика ДСХ, который при выходе из воды запрещает включение насосов.