Установки насосных станций рабочая программа. Пути повышения энергоэффективности насосных систем. Список использованной литературы

апрель 2001 г.

В одной из публикаций ("ЖКХ", N 3/2001), где речь шла о вопросах экономической эффективности внедрения информационных технологий на предприятиях инженерных сетей, мы вскользь упоминали об оптимизации оперативного управления насосными станциями и регулирования запасов воды в резервуарах. В частности, было отмечено, что в структуре себестоимости водоснабжения львиная доля приходится на электроэнергию, и снижение затрат за счет оптимизации режимов работы насосных агрегатов позволяет получить весьма существенную экономию. Целью данной статьи является более подробное освещение этого вопроса.

У проблемы оптимизации управления режимами водоснабжения есть несколько составляющих, каждая из которых носит достаточно изолированный характер и способна дать хороший экономический эффект, а будучи рассматриваемы в комплексе, они в состоянии вывести технологический процесс на качественно новый уровень. Рассмотрим эти составляющие.

Управление насосными агрегатами. Существует и применяется на практике несколько видов регулирования подач: включение/выключение групп насосов и отдельных агрегатов (дискретное управление); дросселирование и рециркуляция потока; применение электропривода с переменной частотой вращения. Каждый насосный агрегат имеет свою фактическую расходно-напорную характеристику, . каждой точке которой соответствует некоторое паспортное значение потребляемой мощности электродвигателя. Именно выбор комбинации работающих насосных агрегатов и способа регулирования в зависимости от гидравлической характеристики сети и требуемых значений подач определяет положение текущей рабочей точки, а следовательно, и текущее значение потребляемой мощности по каждому агрегату и всей насосной станции в целом. Следовательно, критерием оптимизации является обеспечение заданного режима работы насосной станции по подачам и давлениям при минимально возможном расходе электроэнергии с учетом всех доступных способов регулирования. Основных проблем две: идентификация и "пересчет" реальных характеристик насосных агрегатов (они, как правило, не соответствуют паспортным, и, кроме того, изменяются с течением времени в силу естественного износа), а также расчет и построение совокупной характеристики "расход-напор-мощность" для группы работающих насосов по известным характеристикам каждого из них. Обе проблемы легко решаемы при наличии средств измерений для проведения время от времени натурных испытаний насосных агрегатов, а также соответствующего компьютерного математического обеспечения. Сама по себе оптимизация регулирования п этом не вызывает принципиальных сложностей - методы и алгоритмы решения таких задач разработаны достаточно давно и проверены практикой, достаточно эти методы знать и уметь применить. Результатом решения задачи оптимизации в каждый конкретный момент времени является выработка рекомендации по осуществлению такого комплекса управляющих воздействий (включение/отключение агрегатов, изменение положения дросселирующего клапана, изменение частоты вращения электродвигателей), который переводит текущую рабочую точку совокупной характеристики насосной станции к значению, которому соответствуют минимально достижимая при этом потребляемая электрическая мощность приводов насосов. При наличии технических средств телеметрии и дистанционного управления эти оптимальные управляющие воздействия могут осуществляться автоматически, с некоторым заданным интервалом времени. При отсутствии средств телеуправления полученные от компьютерной программы рекомендации выполняются диспетчерским персоналом в обычном "ручном" режиме, а сама оптимизация выполняется каждый раз при существенном изменении требуемых режимных параметров. Побочным полезным эффектом при этом является сохранение и возможность анализа электронного журнала значений параметров работы насосной станции и "истории" управляющих воздействий.

Управление запасами воды в резервуарах на основе статистических данных и прогноза водопотребления. Специалистами нашей компании создана уникальная в своем роде математическая модель прогнозирования водопотребления на основе накапливаемых данных по подачам и уровням воды в резервуарах. "Изюминкой" модели является специальный учет так называемых "нерегулярных дней", описание которых "не укладывается" в рамки обычного календарного временного ряда. Их особенность состоит в том, что они повторяются из года в год, приходясь каждый раз на различные дни недели (официальные и неофициальные праздники и связанные с ними переносы рабочих дней), или даже на различные недели и месяцы (в частности, религиозные праздники, такие как Пасха). В математической модели прогноза учитываются, кроме того, метеорологические данные и некоторые другие факторы, существенно влияющие на водопотребление. (Диспетчеры знают об эффекте "Штирлица", проявившемся впервые во время премьерного показа фильма "Семнадцать мгновений весны", когда в часы демонстрации по ТВ водопотребление в городах падало почти до нуля, тогда как обычно на вечерние часы приходится пик водоразбора - вместо "помыться-постираться" люди не отрываясь, сидели у телевизоров. В результате кое-где имели место переполнения резервуаров с затоплением прилегающих территорий). Основой для решения задачи прогнозирования потребления воды является многолетний архив данных почасовых измерений, для накопления которых предусмотрен специальный автоматизированный компьютерный журнал. Данные в этот журнал могут заноситься как автоматически, с использованием средств телемеханики (если они есть и работают), так и в "ручном" режиме, на основе суточных рапортов, поступающих с насосных станций в виде бумажных, электронных или факсимильных документов. Ориентируясь на данные прогноза, можно эффективно планировать загрузку насосных станций второго подъема для обеспечения необходимых запасов в резервуарах чистой воды, поскольку текущие значения уровней воды в них вкупе с данными прогноза водопотребления позволяют сформировать обоснованное "задание" для программы оптимизации режимов работы насосных станций (об этом шла речь выше). Точность прогноза, конечно же, существенно зависит от величины периода, за который накоплены архивные данные, от вида прогноза и времени "упреждения", но в любом случае она достаточно высока. Так, на основе многолетнего архива данных МГП "Мосводоканал", в центральной диспетчерской службе которого эксплуатируется описываемая модель, достигнуты следующие показатели точности прогнозов: средняя абсолютная процентная ошибка составляет примерно 1,3% для месячных данных, менее 5% для данных суточного прогноза, и около 2,5% для почасового прогноза. Кроме собственно прогнозирования, наличие архива данных позволяет строить аналитические отчеты и графики любой сложности - как во временной развертке, так и корреляционные.

Моделирование гидравлических режимов сети водоснабжения с учетом суточной неравномерности нагрузки. С некоторой степенью условности альтернативой задаче прогноза водопотребления на основе архивов реальных измерений может являться задача почасового моделирования потокораспределения в водопроводной сети. Это классическая задача гидравлического расчета, но с существенным дополнением. Если для обычного гидравлического расчета в качестве исходных данных по потребителям задается расчетная нагрузка в виде среднесуточного либо максимального значения водоразбора, то в рассматриваемой задаче для каждого потребителя задается и так называемый "суточный график водопотребления" (а точнее, один из нескольких существующих типов графиков суточной неравномерности). В этом случае может быть выполнен почасовой гидравлический расчет сети, в результате которого формируется график заполнения резервуаров. Следует отметить, что для целей оперативного управления использовать данный метод вряд ли целесообразно в силу возможных значительных отклонений реальных параметров водопотребления от расчетных величин. Однако как инструмент поверочного расчета при долгосрочном проектировании режимов и схем водоснабжения, проектировании новых подключений, анализе качественных и количественных характеристик гидравлических режимов в системе водоснабжения - такое моделирование представляется весьма полезным.

Все описанные выше математические модели и алгоритмы реализованы специалистами нашей компании в виде специализированной информационно-графической системы (ИГС) "AnWater" . Это весьма сложный программный комплекс, интегрирующий несколько подсистем разного функционального назначения и предназначенный для эксплуатации персоналом центральных и районных диспетчерских служб муниципальных предприятий водоснабжения. В различном функциональном составе ИГС "AnWater" внедрена в водоканалах нескольких крупных городов России и прошла многолетнюю проверку промышленной эксплуатацией.

В заключение - несколько слов в адрес двух самых крупных в стране водоканалов. Создание информационно-технологических систем такого класса как ИГС "AnWater" , аккумулирующих в себе массу наукоемких решений, сложных математических моделей, знаний и методов прикладной предметной области, и требующих кропотливой и тщательной выверки и отладки, - невозможно без заинтересованности и поддержки со стороны персонала предприятия-заказчика. Сотрудники и руководители служб МГП "Мосводоканал" и его филиалов (Северная водопроводная станция, Производственное управление регулирующих узлов), а впоследствии и ГУП "Водоканал Санкт-Петербурга" на протяжении нескольких лет терпеливо и внимательно вникали в разрабатываемый и внедряемый "с колес" программный продукт, засыпали нас замечаниями и пожеланиями, заставляя в итоге делать систему не так, как нам было проще с точки зрения разработчиков, а так, как правильно и удобно с точки зрения эксплуатации. Персонал Московского и Питерского водоканалов, с которым при разработке и внедрении нам пришлось работать в постоянном контакте, проявил максимум терпимости и доброжелательности, а высокая профессиональная квалификация сотрудников, безусловно, сыграла свою роль при формировании предметных требований к системе. Именно благодаря сотрудничеству с этими двумя предприятиями ИГС "AnWater" и сейчас продолжает совершенствоваться и "обрастать" новыми задачами, но уже и в своем нынешнем виде эта система стала полноценным высококачественным продуктом, которому по функциональному составу и характеристикам математических моделей аналога в мире на сегодняшний день практически не существует. Пользуясь случаем, со страниц журнала я хочу от имени ИВЦ "Поток" высказать признательность коллективам МГП "Мосводоканал", его филиалов (СВС, ПУРУ) и ГУП "Водоканал Санкт-Петербурга" за их вклад в развитие отечественных интеллектуальных технологий, пожелать им успехов и выразить надежду на дальнейшее сотрудничество, от которого в конечном итоге выигрывают все.

Выполнение указанной задачи основано на проведении натурных испытаний насосных агрегатов, которые проводятся на основе разработанной методики диагностики насосных станций, представленной на рис. 14.
Для оптимизации работы насосных агрегатов необходимо путем натурных испытаний насосных агрегатов определить их КПД и удельный расход электроэнергии, что позволит провести оценку экономической эффективности работы насосной станции .
После определения КПД насосных агрегатов определяется КПД насосной станции, откуда легко перейти к подбору наиболее экономичных режимов работы насосных агрегатов с учетом дис-
кретности подачи станции, типоразмеров установленных насосов и допустимого числа их включений и выключений.
В идеальном варианте для определения КПД насосной станции можно использовать данныеполученные
прямыми измерениями при натурных испытаниях насосных агрегатов, для чего потребуется выполнить натурные испытания по 10-20 точкам подачи в рабочем диапазоне насоса при различных величинах открытия задвижки (от 0 до 100 %).
При проведении натурных испытаний насосов следует замерять частоту вращения рабочего колеса, особенно при наличии частотных регуляторов, поскольку частота тока прямо пропорциональна числу оборотов двигателя.
По результатам испытаний строятся фактические характеристикидля данных конкретных насосов.
После определения КПД отдельных насосных агрегатов вычисляют КПД насосной станции в целом, а также наиболее экономичные сочетания насосных агрегатов или режимы их работы.
Для оценки характеристики сети можно использовать данные автоматизированного учета расходов и напоров по основным водоводам на выходе станции.
Пример заполнения форм проведения натурных испытаний насосного агрегата представлен в прил. 4, графики фактических рабочих характеристик насоса - в прил. 5.
Геометрический смысл оптимизации работы насосной станции заключается в выборе рабочих насосов, наиболее точно отвечающих потребностям распределительной сети (расход, напор) в рассматриваемые интервалы времени (рис. 15).
В результате выполнения данной работы обеспечивается снижение потребления электроэнергии на 5-15 % в зависимости от размеров станции, количества и типоразмеров установленных насосов, а также характера водопотребления.

Источник: Захаревич, М. Б.. Повышение надежности работы систем водоснабжения на основе внедрения безопасных форм организации их эксплуатации и строительства: учеб. пособие. 2011 {original}

Еще по теме Повышение эффективности работы насосных станций:

Захаревич, М. Б.. / М. Б. Захаревич, А. Н. Ким, А. Ю. Мартьянова; СПбЕАСУ - СПб.,2011. - 6 Повышение надежности работы систем водоснабжения на основе внедрения безопасных форм организации их эксплуатации и строительства: учеб. пособие, 2011

2014-03-15

Внедрение современных систем SCADA в водном хозяйстве предоставляет предприятиям беспрецедентную возможность контроля и управления всеми аспектами получения, подачи и распределения воды из централизованной системы управления. Современные коммунальные предприятия за рубежом признают, что система SCADA не должна состоять из одного или нескольких изолированных «островков автоматизации», а может и должна быть единой системой, работающей в территориально распределенной сети, и интегрированной в информационно-вычислительную систему их предприятия. Следующим логическим шагом после внедрения системы SCADA является более эффективное использование этой инвестиции с применением самого современного программного обеспечения, позволяющего осуществлять управление с упреждением (в отличие от управления по данным обратной связи) системой водоснабжения. Преимущества, полученные в результате этих действий, могут включать повышение качества воды за счет сокращения ее возраста, сведение к минимуму расходов на энергоресурсы и повышение производительности системы без ущерба для эксплуатационной надежности.

Введение

С середины 1970-х годов автоматика вторглась в процессы подготовки, подачи и распределения питьевой воды, традиционно контролируемые ручным способом. До этого времени на большинстве сооружений использовались простые пульты с лампами аварийной сигнализации, циферблатные индикаторы и пультовые дисплеи, такие как самописцы с круглой диаграммой, в качестве устройств, дополняющих систему ручного управления. Позднее появились интеллектуальные приборы и анализаторы, такие как нефелометры, счетчики частиц и измерители pH. Их можно было использовать для управления насосами-дозаторорами химикатов для обеспечения соответствия применяемым стандартам по водоснабжению. В конечном итоге, полностью автоматическое управление с помощью ПЛК или систем распределенного управления появилось за рубежом в начале 1980-х годов. Наряду с совершенствованием технологии улучшались и процессы управления. Примером этого является применение измерителей проточных токов в качестве вторичного контура регулирования, расположенного за потоком внутреннего контура, предназначенных для дозировки коагулянта. Основная проблема заключалась в том, что теория применения индивидуальных измерительных приборов продолжала существовать в промышленности. Системы управления все еще разрабатывались так, как если бы один или несколько физических измерительных приборов были соединены вместе посредством проводов для управления единственной выходной переменной. Основное преимущество ПЛК заключалось при этом в возможности объединения большого объема цифровых и аналоговых данных, а также создания более сложных алгоритмов по сравнению с теми, которые можно получить при объединении отдельных измерительных приборов.

Как следствие, появилась возможность осуществлять, а также пытаться достигать такого же уровня управления в системе распределения воды. Начальные разработки в области оборудования телеметрии сталкивались с проблемами, связанными с низкой скоростью передачи данных, большой задержкой и ненадежностью линий радиосвязи или арендованных линий связи. На сегодняшний день эти проблемы все еще решены не окончательно, однако, в большинстве случаев, они преодолены благодаря применению высоконадежных сетей с коммутацией пакетов данных или ADSL-соединений с территориально распределенной сетью телефонной связи.

Все это связано с большими затратами, однако инвестиции в систему SCADA являются необходимостью для предприятий водоснабжения. В странах Америки, Европы и индустриально развитой Азии мало кто пытается осуществлять управление предприятием, не имея такой системы. Могут возникнуть трудности с предоставлением обоснования окупаемости значительных затрат, связанных с установкой системы SCADA и системы телеметрии, однако, в действительности, альтернатива данному направлению отсутствует.

Сокращение рабочей силы за счет использования централизованного резерва опытных сотрудников для управления широко распределенной системой и возможность контроля и управления качеством являются двумя наиболее распространенными обоснованиями.

Аналогично монтажу ПЛК на сооружениях, создающему основу для обеспечения возможности создания продвинутых алгоритмов, внедрение широко распределенной системы телеметрии и системы SCADA позволяет обеспечить более сложный контроль над распределением воды. В действительности, алгоритмы общесистемной оптимизации сейчас могут быть интегрированы в систему управления. Полевые дистанционные телеметрические блоки (RTU), система телеметрии и системы управления на сооружениях могут синхронно работать для сокращения существенных затрат на энергоресурсы и достижения других преимуществ для предприятий водоснабжения. Значительный прогресс достигнут в области качества воды, безопасности системы и энергоэффективности. В качестве примера, в настоящее время в США проводится исследование по изучению реакции в реальном времени на террористические акты с использованием оперативных данных и контрольно-измерительных приборов в системе распределения.

Распределенное или централизованное управление

Контрольно-измерительные приборы, такие как расходомеры и анализаторы, могут быть достаточно сложными сами по себе и способными выполнять сложные алгоритмы с использованием многочисленных переменных и с различными выходными данными. Они, в свою очередь, передаются в ПЛК или интеллектуальные блоки RTU, способные осуществлять весьма сложное диспетчерское телеуправление. ПЛК и блоки RTU подключены к централизованной системе управления, которая обычно расположена в головном офисе предприятия водоснабжения или на одном из крупных сооружений. Эти централизованные системы управления могут состоять из мощного ПЛК и системы SCADA, также способные выполнять очень сложные алгоритмы.

В этом случае вопрос заключается в том, где установить интеллектуальную систему или целесообразно ли дублировать интеллектуальную систему на нескольких уровнях. Имеются преимущества наличия локального управления на уровне блока RTU, при которых система становится относительно защищенной от потерь связи с сервером централизованного управления. Недостаток заключается в том, что в блок RTU поступает только локализованная информация. В качестве примера можно привести насосную станцию, оператору которой неизвестен ни уровень воды в емкости, в которую осуществляется перекачивание воды, ни уровень резервуара, из которого осуществляется перекачивание воды.

В масштабе системы отдельные алгоритмы на уровне блока RTU могут иметь нежелательные последствия для работы сооружений, например, за счет запроса слишком большого объема воды в несоответствующее время. Желательно использовать общий алгоритм. Поэтому оптимальным путем является наличие локализованного управления для обеспечения, как минимум, основной защиты в случае потери связи и сохранение возможности управления централизованной системой для принятия общих решений. Эта идея использования каскадных слоев управления и защиты является наиболее оптимальной из двух имеющихся вариантов. Элементы управления блока RTU могут находиться в состоянии покоя и включаться только при возникновении необычных условий или при потере связи. Дополнительное преимущество заключается в том, что относительно непрограммируемые блоки RTU могут использоваться в полевых условиях, так как они требуются только для выполнения относительно простых рабочих алгоритмов. На многих коммунальных предприятиях в США блоки RTU были установлены в 1980-х годах, когда применение относительно дешевых «непрограммируемых» блоков RTU было нормальным явлением.

Эта концепция сейчас также используется, однако, до недавнего времени, немного было сделано для достижения оптимизации в масштабах системы. Компания Schneider Electric внедряет системы управления на базе программного обеспечения (ПО), которое является управляющей программой в режиме реального времени и интегрируется в систему SCADA для автоматизации системы распределения воды (см. Рис. №1).

ПО считывает оперативные данные из системы SCADA о текущих уровнях водохранилища, потоках воды и эксплуатационной готовности оборудования, а затем создает графики для потоков загрязненной и очищенной воды для сооружений, всех насосов и автоматизированных задвижек в системе на плановый период. ПО способно выполнять эти действия в течение менее чем двух минут. Каждые полчаса программа запускается повторно для приспосабливания к изменяющимся условиям, преимущественно, при изменении нагрузки на стороне потребления и неисправности оборудования. Органы управления автоматически включаются ПО, позволяя осуществлять полностью автоматическое управление даже самыми мощными водораспределительными системами без эксплуатационного персонала. Основной задачей при этом является сокращение расходов на распределение воды, преимущественно, расходов на энергоресурсы.

Проблема оптимизации

Анализируя мировой опыт, можно заключить, что многочисленные исследования и усилия были направлены на решение проблемы, связанной с планированием производства, насосами и задвижками в водораспределительных системах. Большая часть этих усилий имела чисто научный характер, хотя было несколько серьезных попыток создания решения на рынке. В 1990-х годах группа американских коммунальных предприятий объединилась для продвижения идеи создания Системы контроля энергопотребления и качества воды (EWQMS) под эгидой исследовательского фонда Американской ассоциации водопроводных сооружений (AWWA). В результате этого проекта было проведено несколько испытаний. Совет по исследованию водных ресурсов (WRC) в Великобритании использовал подобный подход в 1980-х годах. Однако, как США, так и Великобритания были ограничены отсутствием инфраструктуры систем управления, а также недостатком коммерческих стимулов в этой отрасли, поэтому, к сожалению, ни одна из этих стран не достигла успеха, и впоследствии все эти попытки были оставлены.

Имеется несколько пакетов программ моделирования гидравлических систем, в которых используются эволюционные генетические алгоритмы, позволяющие компетентному инженеру принимать обоснованные проектные решения, но ни один из них не может считаться целевой автоматической системой управления в режиме реального времени любой водораспределительной системой.

Более 60 000 систем водоснабжения и 15 000 систем сбора и отведения сточных вод в США являются крупнейшими потребителями электроэнергии в стране, использующими около 75 млрд кВт*ч/год в масштабе всей страны - около 3% от годового потребления электричества в США.

Большинство подходов к решению проблемы оптимизации энергоиспользования указывает на то, что существенная экономия может быть достигнута за счет принятия соответствующих решений в области планирования режимов работы насосов, особенно, при использовании многокритериальных эволюционных алгоритмов (MOEA). Как правило, при этом прогнозируется экономия затрат на энергоресурсы в пределах 10 - 15 %, иногда - более.

Одна из проблем всегда заключалась в интеграции этих систем в реально существующее оборудование. Решения на базе алгоритмов MOEA всегда страдали от относительно низкого быстродействия решения, особенно, в системах, в которых использовалось большее число насосов по сравнению со стандартными системами. Быстродействие решения повышается экспоненциально, при этом, когда число насосов достигает диапазона в пределах от 50 до 100 штук. Это позволяет отнести проблемы в функционировании алгоритмов MOEA к проблемам, связанным с конструкцией, а сами алгоритмы - к системам обучения вместо систем автоматического управления в реальном времени.

Любой предложенный вариант общего решения проблемы распределения воды с наименьшими затратами требует наличия нескольких основных составляющих. Во-первых, это решение должно иметь достаточно высокое быстродействие, чтобы справиться с изменяющимися обстоятельствами в реальных условиях работы, и должно иметь возможность подключения к централизованной системе управления. Во-вторых, оно не должно вмешиваться в работу основных устройств защиты, интегрированных в существующую систему управления. В-третьих, оно должно решать свою задачу по снижению затрат на электроэнергию без негативного влияния на качество воды или надежность водоснабжения.

В настоящее время, и это демонстрирует мировой опыт, соответствующая задача решена путем применения новых, более продвинутых (по сравнению с MOEA) алгоритмов. Благодаря четырем крупным объектам в США, имеются данные о возможном быстродействии соответствующих решений, при этом достигнута цель по сокращению затрат на распределение.

Компания EBMUD составляет 24-часовой график, состоящий из получасовых блоков менее, чем за 53 секунды, компания Washington Suburban в штате Мэриленд решает эту задачу за 118 и менее секунд, компания Eastern Municipal в штате Калифорния делает это за 47 и менее секунд, а компания WaterOne в Канзас-Сити - менее чем за 2 минуты. Это на порядок быстрее по сравнению с системами на базе алгоритмов MOEA.

Определение задач

Затраты на электроэнергию являются основными затратами в системах подготовки и распределения воды и, обычно, уступают только затратам на рабочую силу. Из общих затрат на электроэнергию на работу насосного оборудования приходится до 95 % от всей электроэнергии, приобретаемой коммунальным предприятием, а остальная часть относится к освещению, вентиляции и кондиционированию воздуха.

Очевидно, что сокращение затрат на электроэнергию является основным стимулом для этих коммунальных предприятий, но только не за счет повышения эксплуатационных рисков или снижения качества воды. Любая система оптимизации должна быть способна учитывать изменение предельных условий, таких как эксплуатационные пределы водоема и технологические требования сооружений. В любой реальной системе всегда имеется значительное число ограничений. Эти ограничения включают: минимальную продолжительность работы насосов, минимальное время охлаждения насосов, минимальную скорость потока и максимальное давление на выходе узлов запорной арматуры, минимальную и максимальную производительность сооружений, правила создания давления в насосных станциях, определение продолжительности работы насосов для предотвращения значительных колебаний или гидравлических ударов.

Правила по качеству воды сложнее установить и выразить количественно, так как взаимосвязь между требованиями по минимальному рабочему уровню воды в водохранилище может противоречить необходимости регулярного оборота воды в водохранилище для уменьшения возраста воды. Распад хлора тесно связан с возрастом воды, а также в значительной степени зависит от температуры окружающей среды, что усложняет процесс установления жестких правил для обеспечения требуемого уровня остаточного хлора во всех точках системы распределения.

Интересным этапом каждого проекта внедрения является способность ПО определить «затраты на ограничение» в качестве выходных данных программы оптимизации. Это позволяет нам оспаривать некоторые представления клиентов посредством достоверных данных, и благодаря этому процессу снимать некоторые ограничения. Это является общей проблемой для крупных коммунальных предприятий, где с течением времени оператор может столкнуться с серьезными ограничениями.

Например, на большой насосной станции может существовать ограничение, связанное с возможностью одновременного использования не более трех насосов в связи с обоснованными причинами, заложенными еще на момент строительства станции.

В нашем ПО мы используем схему моделирования гидравлической системы для определения максимального потока на выходе насосной станции в течение дня для обеспечения соответствия любым ограничениям по давлению.

Определив физическую структуру водораспределительной системы, указав зоны повышенного давления, выбрав оборудование, которое будет находиться под автоматическим управлением нашего ПО, и получив согласованный набор ограничений, можно приступать к реализации проекта внедрения. Изготовление по техническим требованиям заказчика (при условии его предварительной подготовленности) и конфигурация обычно занимают от пяти-шести месяцев, за которыми следует всестороннее тестирование в течение трех месяцев и более.

Возможности программных решений

В то время как решение очень сложной проблемы планирования интересует многих, фактически оно является всего лишь одним из многочисленных этапов, необходимых для создания пригодного для использования, надежного и полностью автоматического средства оптимизации. Типичные этапы перечислены ниже:

Выбор долгосрочных настроек.
Считывание данных из системы SCADA, обнаружение и устранение ошибок.
Определение целевых объемов, которые должны находиться в водохранилищах для обеспечения надежности поставок и оборота воды.
Считывание любых изменяющихся данных третьей стороны, таких как цены на электроэнергию в реальном времени.
Расчет графиков для всех насосов и задвижек.
Подготовка данных для системы SCADA для запуска насосов или открытия задвижек по мере необходимости.
Обновление данных анализа, таких как прогнозируемый спрос, затраты, оценка водоподготовки.

Большинство этапов в этом процессе будет выполняться в течение всего нескольких секунд, а выполнение решающей программы будет занимать наибольшее время, но, как указано выше, она все еще будет достаточно быстрой для работы в интерактивном режиме.

Операторы водораспределительных систем могут просматривать прогнозы и выходные данные в простом клиенте на базе, например, ОС Windows. На снимке экрана внизу (Рис. №1) на верхнем графике показан спрос, на среднем графике показан уровень воды в водохранилище, а нижний ряд точек является графиком работы насосов. Желтые столбцы указывают текущее время; все, что находится до желтого столбца, является архивными данными; все, что находится после него, является прогнозом на будущее. Из экранной формы видно прогнозируемое повышение уровня воды в водохранилище в условиях работающих насосов (зеленые точки).

Наше ПО предназначено для поиска возможностей сокращения производственных расходов, а также расходов на электроэнергию; тем не менее, расходы на электроэнергию имеют преобладающее влияние. В отношении сокращения расходов на электроэнергию оно выполняет поиск по трем основным направлениям:

Перенос использования энергии на периоды с более дешевым тарифом, использование водохранилища для водоснабжения клиентов.
Сокращение расходов при пиковом потреблении путем ограничения максимального числа насосов в эти периоды.
Сокращение электроэнергии, необходимой для поставки воды в водораспределительную систему, путем использования насоса или группы насосов в режиме, близком к их оптимальной производительности.

Результаты компании EBMUD (Калифорния)

Подобная система начала функционировать в компании EBMUD в июле 2005 года. В первый год работы программа позволила добиться экономии энергоресурсов на 12,5 % (на 370 000 долларов США по сравнению с предыдущим годом, потребление в котором составило 2,7 млн. долларов США), подтвержденной независимыми экспертами. Во второй год работы она позволила получить еще лучшие результаты, и экономия составила около 13,1 %. Главным образом, это было достигнуто за счет переноса электрической нагрузки в трехдиапазонный тарифный режим. До использования соответствующего ПО, компания EBMUD уже прилагала значительные усилия по сокращению расходов на электроэнергию посредством ручного вмешательства операторов и сократила свои расходы на электроэнергию на 500 000 долларов США. Был построен достаточно большой напорный бассейн, который позволил компании отключать все насосы на 6-тичасовой период максимального тарифа, составляющего около 32 центов/кВт*ч. ПО планировало работу насосов для переноса из двух коротких периодов ровного графика нагрузки с каждой стороны пикового периода с тарифом в размере 12 центов/кВт*ч на десятичасовой ночной тариф внепикового периода в размере 9 центов/кВт*ч. Даже при незначительной разнице в стоимости электроэнергии выгода была существенной.

В каждой насосной станции установлено несколько насосов, и в некоторых случаях на одной станции используются насосы разной мощности. Это предоставляет программе оптимизации многочисленные опции для создания различных потоков в водораспределительной системе. Программа решает нелинейные уравнения, связанные с характеристиками гидравлической системы, для определения того, какая комбинация насосов будет обеспечивать требуемый ежедневный массовый баланс с максимальной эффективностью и минимальными расходами. Даже несмотря на то, что компания EBMUD приложила достаточно много усилий для повышения производительности насосов, использование ПО позволило успешно сократить общее число кВт*ч, необходимых для создания потока. На некоторых насосных станциях производительность была повышена более чем на 27 % исключительно за счет выбора требуемого насоса или насосов в соответствующее время.

Повышение качества сложнее выразить в количественном выражении. В компании EBMUD использовалось три операционных правила для повышения качества воды, которые они пытались выполнять в ручном режиме. Первым правилом являлось выравнивание скорости потока на водоочистной станции всего до двух изменений скорости в день. Более равномерные производственные потоки позволяют оптимизировать процесс дозирования химических веществ, получить соответствующий поток с низкой мутностью и стабильные уровни содержания хлора при более чистом водохранилище станции. Сейчас ПО стабильно определяет две скорости потока на водоочистных станциях благодаря надежному прогнозированию спроса и распределяет эти скорости на протяжении всего дня. Вторым требованием было увеличение глубины циклических водохранилищ для сокращения среднего возраста воды. Поскольку ПО является средством регулирования массового баланса, то реализация этой стратегии не составила сложности. Третье требование было наиболее жестким. Поскольку в каскаде имелось несколько резервуаров и насосных станций, подающих воду под различным давлением, компания EBMUD хотела, чтобы все насосные станции работали одновременно, когда в верхнем резервуаре требовалась вода для того, чтобы чистая вода поступала из нижней части каскада вместо старой воды из промежуточного резервуара. Это требование также было соблюдено.

Результаты компании WSSC (Пенсильвания, Нью-Джерси, Мэрилэнд)

Система оптимизации находится в эксплуатации в компании с июня 2006 года. Компания WSSC занимает в США практически уникальное положение, закупая более 80 % своей электроэнергии по реальной цене. Она действует на рынке PJM (штаты Пенсильвания, Нью-Джерси, Мэриленд) и закупает электроэнергию напрямую у независимого рыночного оператора. Остальные насосные станции работают по различным структурам тарифов трех отдельных компаний - поставщиков электроэнергии. Очевидно, что автоматизация процесса оптимизации планирования работы насосов на реальном рынке означает, что планирование должно быть гибким и должно реагировать на часовое изменение цен на электроэнергию.

ПО позволяет решить эту проблему менее, чем за две минуты. Операторы уже достигали успеха в переносе нагрузки на крупных насосных станциях под влиянием цен в течение всего года до установки ПО. Вместе с тем, заметные улучшения в планировании были очевидны уже в течение нескольких дней с момента начала функционирования автоматизированной системы. В первую неделю, была отмечена экономия порядка 400 долларов США в день только на одной насосной станции. Во вторую неделю эта сумма выросла до 570 долларов США в день, а в третью неделю она превысила 1000 долларов США в день. Аналогичные эффекты были достигнуты еще на 17 насосных станциях.

Водораспределительная система компании WSSC характеризуется высоким уровнем сложности и имеет большое количество неуправляемых предохранительных клапанов давления, усложняющих процесс расчета водопотребления и оптимизации. Хранение в системе ограничено примерно до 17,5 % от ежедневного водопотребления, что уменьшает возможность переноса нагрузки на периоды с более низкой стоимостью. Наиболее жесткие ограничения были связаны с двумя крупными водоочистными установками, где допускалось не более 4 переключений насосов в день. С течением времени появилась возможность устранить эти ограничения для повышения экономии в результате проектов реконструкции.

Взаимодействие с системой управления

В обоих указанных примерах требовалось взаимодействие ПО с существующими системами управления. В компании EBMUD уже имелся современный централизованный пакет планирования работы насосов, включающий таблицу с входными данными для каждого насоса максимум с 6 циклами запуска и останова. Было относительно просто использовать эту имеющуюся функцию и получать график работы насосов с данными из этих таблиц после каждого решения задачи. Это означало, что требовалось внесение минимальных изменений в существующую систему управления, а также указывало на наличие возможности использования существующих систем защиты от превышения и понижения скорости потока для водохранилищ.

Загородная система г. Вашингтон была еще более сложной для создания и подключения к системе. В головном офисе не был установлен централизованный ПЛК. Кроме того, в процессе реализации находилась программа по замене непрограммируемых блоков RTU на интеллектуальные ПЛК в полевых условиях. В язык сценариев пакета системы SCADA было добавлено значительное число логических алгоритмов, при этом была решена дополнительная задача обеспечения резервирования данных в серверах системы SCADA.

Использование стратегий общей автоматизации приводит к возникновению интересной ситуации. Если оператор вручную заполняет водохранилище в конкретной зоне, он знает, какие насосы были запущены и, следовательно, он также знает, какие уровни воды в водохранилище следует контролировать. Если оператор использует водохранилище, время заполнения которого составляет несколько часов, он будет вынужден контролировать уровни этого водохранилища в течение нескольких часов с момента запуска насосов. Если в течение этого промежутка времени произойдет потеря связи, он в любом случае сможет устранить эту ситуацию путем остановки насосной станции. Однако, если запуск насосов производится полностью автоматической системой, оператору не обязательно знать, что это произошло, и поэтому система будет в большей степени зависеть от автоматических локализованных органов управления, обеспечивающих защиту системы. В этом заключается функция локализованной логики в полевом блоке RTU.

Как и в любом сложном проекте, связанном с внедрением программного обеспечения, конечный успех зависит от качества входных данных и устойчивости решения к внешним помехам. Каскадные уровни блокировок и устройств защиты требуются для обеспечения уровня безопасности, необходимого для любого жизненно-важного коммунального предприятия.

Заключение

Крупные инвестиции в системы автоматизации и управления предприятий водоснабжения за рубежом позволили создать за последние 20 лет необходимую инфраструктуру для внедрения стратегий общей оптимизации. Предприятия водоснабжения самостоятельно разрабатывают еще более современное программное обеспечение для повышения эффективности использования водных ресурсов, сокращения утечек и улучшения общего качества воды.

Применение ПО является одним из примеров того, каким образом можно достичь финансовой выгоды за счет более эффективного использования значительных предварительных инвестиции в системы автоматизации и управления.

Наш опыт позволяет утверждать, что использование соответствующего опыта на предприятиях водоснабжения в России, построение расширенных систем централизованного управления является перспективным решением, способным эффективно решить блок актуальных задач и проблем отрасли.

Основой энергоэффективного использования насосного оборудования является согласованная работа на сеть, т.е. рабочая точка должна находиться в рабочем диапазоне характеристики насоса. Выполнение этого требования позволяет эксплуатировать насосы с высокой эффективностью и надежностью. Рабочая точка определяется характеристиками насоса и системы, в которой установлен насос. На практике многие водоснабжающие организации сталкиваются с проблемой неэффективной эксплуатации насосного оборудования. Зачастую к.п.д. насосной станции значительно ниже к.п.д. установленных на ней насосов.

Исследования показывают, что в среднем к.п.д. насосных систем составляет 40%, а 10% насосов работают с к.п.д. ниже 10%. В основном это связано с переразмериванием (выбором насосов с большими значениями подачи и напора, чем требуется для работы системы), регулированием режимов работы насосов при помощи дросселирования (т.е. задвижкой), износом насосного оборудования. Выбор насоса с большими параметрами имеет две стороны.

Как правило, в системах водоснабжения график водопотребления в сильной степени меняется в зависимости от времени суток, дня недели, времени года. При этом станция должна обеспечить максимальное водопотребление в штатном режиме во время пиковых нагрузок. Зачастую к этому добавляется и необходимость подачи воды на нужды систем пожаротушения. При отсутствии регулирования насос не может эффективно работать во всем диапазоне изменения водопотребления.

Эксплуатация насосов в условиях изменения требуемых расходов в широком диапазоне приводит к тому, что оборудование большую часть времени работает за пределами рабочей области, с низкими значениями к.п.д. и низким ресурсом. Иногда к.п.д. насосных станций составляет 8-10% при том, что к.п.д. установленных на них насосов в рабочем диапазоне составляет свыше 70%. В результате такой эксплуатации у потребителей складывается ложное мнение о ненадежности и неэффективности насосного оборудования. А учитывая тот факт, что значительную его долю составляют насосы отечественного производства, возникает миф о ненадежности и неэффективности отечественных насосов. При этом практика показывает, что целый ряд отечественных насосов по показателям надежности и энергоэффективности не уступает лучшим мировым аналогам. Для оптимизации энергопотребления существует множество способов, основные из которых приведены в таблице 1.

Таблица 1. Методы снижения энергопотребления насосных систем

Методы снижения энергопотребления насосных систем	Снижение энергопотребления
Замена регулирования подачи задвижкой на регулирование частотой вращения	10 - 60%
Снижение частоты вращения насосов, при неизменных параметрах сети	5 - 40%
Регулирование путем изменения количества параллельно работающих насосов.	10 - 30%
Подрезка рабочего колеса	до 20%, в среднем 10%
Использование дополнительных резервуаров для работы во время пиковых нагрузок	10 - 20%
Замена электродвигателей на более эффективные	1 - 3%
Замена насосов на более эффективные	1 - 2%

Эффективность того или иного способа регулирования во многом определяется характеристикой системы и графиком ее изменения во времени. В каждом случае необходимо принимать решение в зависимости от конкретных особенностей условий эксплуатации. Например, получившее в последнее время большое распространение регулирование насосов при помощи изменения частоты не всегда может привести к снижению энергопотребления. Иногда это дает обратный эффект. Применение частотного привода имеет наибольший эффект при работе насосов на сеть с преобладанием динамической составляющей характеристики, т.е. потерь в трубопроводах и запорно-регулирующей арматуре. Применение каскадного регулирования путем включения и выключения необходимого количества насосов, установленных параллельно, имеет наибольший эффект при работе в системах с преимущественной статической составляющей.

Поэтому основным исходным требованием для проведения мероприятий по снижению энергопотребления является характеристика системы и ее изменение во времени. Основная проблема при разработке энергосберегающих мероприятий связана с тем, что на действующих объектах параметры сети практически всегда неизвестны, и сильно отличаются от проектных. Отличия связаны с изменением параметров сети вследствие коррозии трубопроводов, схем водоснабжения, объемов водопотребления и т.п.

Для определения реальных режимов работы насосов и параметров сети возникает необходимость проведения замеров непосредственно на объекте с использованием специального контрольно-измерительного оборудования, т.е. проведения технического аудита гидравлической системы. Для успешного проведения мероприятий, направленных на повышение энергоэффективности установленного оборудования, необходимо располагать как можно более полной информацией о работе насосов и учитывать ее в дальнейшем. В целом можно выделить несколько определенных последовательных этапов аудита насосного оборудования.
1. Сбор предварительной информации о составе оборудования, установленного на объекте, в т.ч. сведений о технологическом процессе, в котором используются насосы (станции первого, второго, третьего подъемов и т.д.)
2. Уточнение на месте предварительно полученной информации о составе установленного оборудования, возможностей получения дополнительных данных, наличия средств проведения измерений, системе управления и т.д. Предварительное планирование проведения испытаний.
3. Проведение испытаний на объекте.
4. Обработка и оценка результатов.
5. Подготовка технико-экономического обоснования для различных вариантов модернизации.

Таблица 2. Причины повышенного энергопотребления и меры по его снижению

Причины высокого энергопотребления	Рекомендуемые мероприятия по снижению энергопотребления	Ориентировочный срок окупаемости мероприятий
Наличие в системах периодического действия насосов, работающих в постоянном режиме независимо от потребностей системы, технологического процесса и т.п.	- Определение необходимости в постоянной работе насосов. - Включение и выключение насоса в ручном или автоматическом режиме только в промежутки времени.	От нескольких дней до нескольких месяцев
Системы с меняющейся во времени величиной требуемого расхода.	- Использование привода с регулируемой частотой вращения для систем с преимущественными потерями на трение - Применение насосных станций с двумя и более параллельно установленными насосами для систем с преимущественно статической составляющей характеристики.	Месяцы, годы
Переразмеривание насоса.	- Подрезка рабочего колеса. - Замена рабочего колеса. - Применение электродвигателей с меньшей частотой вращения.	Недели - годы
Износ основных элементов насоса	- Ремонт и замена элементов насоса в случае снижения его рабочих параметров.	Недели
Засорение и коррозия труб.	- Очистка труб - Применение фильтров, сепараторов и подобной арматуры для предотвращения засорения. - Замена трубопроводов на трубы из современных полимерных материалов, трубы с защитным покрытием	Недели, месяцы
Большие затраты на ремонт (замена торцовых уплотнений, подшипников) - Работа насоса за пределами рабочей зоны, (переразмеривание насоса).	- Подрезка рабочего колеса. - Применение электродвигателей с меньшей частотой вращения или редукторов в тех случаях, когда параметры насоса значительно превосходят потребности системы. - Замена насоса на насос меньшего типоразмера.	Недели-годы
Работа нескольких насосов, установленных параллельно в постоянном режиме	- Установка системы управления или наладка существующей	Недели

Рис. 1. Работа насоса на сеть с преимущественной статической составляющей при частотном регулировании

Рис. 2. Работа насоса на сеть с преимущественными потерями на трение при частотном регулировании

При первичном посещении объекта можно определить "проблемные", с точки зрения энергопотребления, насосы. В таблице 2 приведены основные признаки, которые могут свидетельствовать о неэффективной эксплуатации насосного оборудования и типовые мероприятия, которые могут исправить положение с указанием ориентировочного срока окупаемости мероприятий по энергосбережению.

В результате проведения испытаний необходимо получить следующую информацию:
1. Характеристики системы и ее изменения с течением времени (часовой, суточный, недельный графики).
2. Определение действительных характеристик насосов. Определение режимов работы насосов для каждого из характерных режимов (наиболее продолжительный режим, максимальная, минимальная подача).

Оценка применения различных вариантов модернизации и способа регулирования принимается на основании расчета стоимости жизненного цикла (LCC) оборудования. Основную долю в затратах жизненного цикла любой насосной системы составляют затраты на электроэнергию. Поэтому на этапе предварительной оценки различных вариантов необходимо воспользоваться критерием удельной мощности, т.е. мощности, потребляемой насосным оборудованием, отнесенной к единице расхода перекачиваемой жидкости.

Выводы :
Задачи снижения энергопотребления насосного оборудования решаются, прежде всего, путем обеспечения согласованной работы насоса и системы. Проблема избыточного энергопотребления насосных систем, находящихся в эксплуатации, может быть успешно решена за счет модернизации, направленной на обеспечение этого требования.

В свою очередь, любые мероприятия по модернизации должны опираться на достоверные данные о работе насосного оборудования и характеристиках системы. В каждом случае необходимо рассматривать несколько вариантов, а в качестве инструмента по выбору оптимального варианта использовать метод оценки стоимости жизненного цикла насосного оборудования.

Александр Костюк, кандидат физико-математических наук, директор программы насосов для воды;
Ольга Диброва, инженер;
Сергей Соколов, ведущий инженер. ООО "УК "Группа ГМС"

1. Аналитический обзор основ насосной теории, нагнетательного оборудования и технологии решения задач создания и повышения напора в системах подачи и распределения воды (СПРВ).

1.1. Насосы. Классификация, основные параметры и понятия. Технический уровень современного насосного оборудования.

1.1.1. Основные параметры и классификация насосов.

1.1.2. Насосное оборудование для повышения напора в водоснабжении.,

1.1.3. Обзор новаций и усовершенствований насосов с точки зрения практики их применения.

1.2. Технология применения нагнетателей в СПРВ.

1.2.1. Насосные станции систем водоснабжения. Классификация.

1.2.2. Общие схемы и способы регулирования работы насосов при повышении напора.

1.2.3. Оптимизация работы нагнетателей: регулирования скорости и совместная работа.

1.3. Проблемы обеспечения напоров в наружных и внутренних водопроводных сетях.

1.4. Выводы но главе.

2. Обеспечение потребного напора в наружных и внутренних водопроводных сетях. Повысительные компоненты СПРВ на уровне районных, квартальных и внутренних сетей.

2.1. Общие направления развития в практике применения насосного оборудования для повышения напора в водопроводных сетях.

2.2. Задачи обеспечения потребных напоров в водопроводных сетях.

2.2.1. Краткая характеристика СПРВ (на примере СПб).

2.2.2. Опыт решения задач повышения напора на уровне районных и квартальных сетей.

2.2.3. Особенности задач повышения напора во внутренних сетях.

2.3. Постановка задачи оптимизации повысительных компонентов

СПРВ на уровне районных, квартальных и внутренних сетей.

2.4. Выводы по главе.

3. Математическая модель оптимизации насосного оборудования на периферийном уровне СПРВ.

3.1. Статическая оптимизация параметров насосного оборудования на уровне районных, квартальных и внутренних сетей.

3.1.1. Общее описание структуры районной водопроводной сети при решении задач оптимального синтеза.

3.1.2. Минимизация энергетических затрат на один режим водопотребления.

3.2. Оптимизация параметров насосного оборудования на периферийном уровне СПРВ при изменении режима водопотребления.

3.2.1. Полирежимное моделирование в задаче минимизации энергетических затрат (общие подходы).

3.2.2. Минимизация энергетических затрат при возможности регулирования скорости (частоты вращения колеса) нагнетателя.

3.2.3. Минимизация энергетических затрат в случае каскадно-частотного регулирования (управления).

3.3. Имитационная модель для оптимизации параметров насосного оборудования на периферийном уровне СПРВ.

3.4. Выводы по главе.

4". Численные методы решения задач оптимизации параметров насосного оборудования.

4.1. Исходные данные для решения задач оптимального синтеза.

4.1.1. Изучение режима водопотребления методами анализа временных рядов.

4.1.2. Определение регулярностей временного ряда водопотребления.

4.1.3. Частотное распределение расходов и коэффициенты неравномерности водопотребления.

4.2. Аналитическое представление рабочих характеристик насосного оборудования.

4.2.1. Моделирование рабочих характеристик отдельных нагнетателей

4.2.2. Идентификация рабочих характеристик нагнетателей в составе насосных станций.

4.3. Поиск оптимума целевой функции.

4.3.1. Оптимальный поиск с использованием градиентных методов.

4.3.2. Модифицированный план Холланда.

4.3.3. Реализация оптимизационного алгоритма на ЭВМ.

4.4. Выводы по главе.

5. Сравнительная эффективность повысительных компонентов СПРВ на основе оценки стоимости жизненного цикла с применением МИК для измерения параметров).

5.1. Методология оценки сравнительной эффективности повысительных компонентов на периферийных участках СПРВ.

5.1.1. Стоимость жизненного цикла насосного оборудования.

5.1.2. Критерий минимизации совокупных дисконтированных затрат для оценки эффективности повысительных компонентов СПРВ.

5.1.3. Целевая функция экспресс-модели для оптимизации параметров насосного оборудования на периферийном уровне СПРВ.

5.2. Оптимизация повысительных компонентов на периферийных участках СПРВ при реконструкции и модернизации.

5.2.1. Система контроля подачи воды с использованием мобильного измерительного комплекса МИК.

5.2.2. Экспертная оценка результатов измерения параметров насосного оборудования ПНС с использованием МИК.

5.2.3. Имитационная модель стоимости жизненного цикла насосного оборудования ПНС на основе данных параметрического аудита.

5.3. Организационные вопросы реализации оптимизационных решений (заключительные положения).

5.4. Выводы по главе.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Оптимизация насосных станций систем водоснабжения на уровне районных, квартальных и внутридомовых сетей»

Система подачи и распределения воды (СПРВ) является главным ответственным комплексом сооружений водоснабжения, обеспечивающим транспортировку воды на территорию снабжаемых объектов, распределение по территории и доставку к местам отбора потребителями. Нагнетательные (повыси-тельные) насосные станции (НС, ПНС), как один из основных структурных элементов СПРВ, во многом задают эксплуатационные возможности и технический уровень системы водоснабжения в целом, а также существенно определяют экономические показатели ее работы.

Значимый вклад в разработку тематики внесли отечественные ученые: Н.Н.Абрамов, М.М.Андрияшев, А.Г.Евдокимов, Ю.А.Ильин, С.Н.Карамбиров, ВЛ.Карелин, А.М.Курганов, А.П.Меренков, Л.Ф.Мошнин, Е.А.Прегер, С.В.Сумароков, А.Д.Тевяшев, ВЛ.Хасилев, П.Д.Хорунжий, Ф.А.Шевелев и др.

Проблемы при обеспечении напоров в водопроводных сетях, стоящие перед российскими коммунальными предприятиями, как правило, однородны. Состояние магистральных сетей привело к необходимости снижения давления, вследствие чего возникла задача компенсировать соответствующее падение напора на уровне районных и квартальных сетей. Подбор насосов в составе ПНС зачастую производился с учетом перспектив развития, параметры производительности и напора завышались. Распространенным стал вывод насосов на потребные характеристики дросселированием с помощью задвижек, приводящий к перерасходу электроэнергии. Замена насосов вовремя не производится, большинство из них работает с низким КПД. Износ оборудования обострил необходимость реконструкции ПНС для повышения КПД и надежности работы.

С другой стороны, развитие городов и увеличение высотности домов, особенно при уплотнительной застройке, требуют обеспечения потребных напоров для новых потребителей, в том числе за счет оснащения нагнетателями домов повышенной этажности (ДПЭ). Создание напора, необходимого для различных потребителей, в оконечных участках водопроводной сети, может являться одним из наиболее реальных путей повышения эффективности СПРВ.

Совокупность указанных факторов является основанием постановки задачи определения оптимальных параметров ПНС при имеющихся ограничениях входных напоров, в условиях неопределенности и неравномерности фактических расходов. При решении задачи встают вопросы сочетания последовательной работы групп насосов и параллельной работы насосов, объединенных в пределах одной группы, а также оптимального совмещения работы параллельно соединенных насосов с частотным регулированием привода (ЧРП) и, в конечном счете, подбора оборудования, обеспечивающего потребные параметры конкретной системы водоснабжения. Следует учитывать значимые изменения последних лет в подходах к подбору насосного оборудования - как в плане исключения избыточности, так и в техническом уровне доступного оборудования.

Актуальность рассматриваемых в диссертации вопросов определяется возросшим значением, которое в современных условиях отечественные хозяйствующие субъекты и общество в целом придают проблеме энергоэффективности. Насущная необходимость решения этой проблемы закреплена в Федеральном Законе Российской Федерации от 23.11.2009 г. № 261-ФЗ "Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации".

Эксплуатационные расходы СПРВ составляют определяющую часть затрат на водоснабжение, которая продолжает увеличиваться в связи с ростом тарифов на электроэнергию. С целью снижения энергоемкости большое значение придается оптимизации СПРВ. По авторитетным оценкам от 30% до 50 % энергозатрат насосных систем может быть сокращено за счет изменения насосного оборудования и способов управления.

Поэтому представляется актуальным совершенствование методологических подходов, разработка моделей и комплексного обеспечения принятия решений, позволяющих оптимизировать параметры нагнетательного оборудования периферийных участков сети, в том числе при подготовке проектов. Распределение потребного напора между насосными узлами, а также определение в пределах узлов, оптимального числа и типа насосных агрегатов с учетом расчетной подачи, обеспечат анализ вариантов периферийной сети. Полученные результаты могут быть интегрированы в задачу оптимизации СПРВ в целом.

Цель работы - исследование и разработка оптимальных решений при выборе повысительного насосного оборудования периферийных участков СПРВ в процессе подготовки реконструкции и строительства, включая методическое, математическое и техническое (диагностическое) обеспечение. Для достижения цели в работе решались следующие задачи: анализ практики в сфере повысительных насосных систем с учетом возможностей современных насосов и методов регулирования, сочетания последовательной и параллельной работы с ЧРП; определение методического подхода (концепции) оптимизации повысительного насосного оборудования СПРВ в условиях ограниченности ресурсов; разработка математических моделей, формализующих задачу выбора насосного оборудования периферийных участков водопроводной сети; анализ и разработка алгоритмов численных методов для исследования предложенных в диссертации математических моделей; разработка и практическая реализация механизма сбора исходных данных для решения задач реконструкции и проектирования новых ПНС; реализация имитационной модели формирования стоимости жизненного цикла по рассматриваемому варианту оборудования ПНС.

Научная новизна. Представлена концепция периферийного моделирования подачи воды в контексте сокращения энергоемкости СПРВ и снижения стоимости жизненного цикла "периферийного" насосного оборудования.

Разработаны математические модели для рационального выбора параметров насосных станций с учетом структурной взаимосвязи и полирежимного характера функционирования периферийных элементов СПРВ.

Теоретически обоснован подход к выбору числа нагнетателей в составе ПНС (насосных установок); проведено исследование функции стоимости жизненного цикла ПНС в зависимости от числа нагнетателей.

Разработаны специальные алгоритмы поиска экстремумов функций многих переменных, основанные на градиентных и случайных методах, для-исследования оптимальных конфигураций НС на периферийных участках.

Создан, мобильный измерительный комплекс (МИК) для диагностики действующих повысительных насосных систем, запатентованный в полезной модели № 81817 "Система контроля подачи воды".

Определена методика выбора оптимального варианта насосного оборудования ПНС на базе имитационного моделирования стоимости жизненного цикла.

Практическая значимость и реализация результатов работы. Даны рекомендации по выбору типа насосов для повысительных установок и ПНС на основе уточненной классификации современного насосного оборудования для повышения напора в системах водоснабжения с учетом таксонометрического деления, эксплуатационных, конструктивных и технологических признаков.

Математические модели ПНС периферийных участков СПРВ позволяют снизить стоимость жизненного цикла за счет выявления "резервов", в первую очередь в части энергоемкости. Предложены численные алгоритмы, позволяющие доводить до конкретных значений решение оптимизационных задач.

Разработано специальное оперативное средство сбора и оценки исходных данных (МИК), используемое для обследования действующих систем водоснабжения при подготовке их реконструкции.

Подготовлены рекомендации по обследованию действующих повысительных систем водоснабжения с использованием МИК и подбору оборудования для ПНС (выбору проектного решения) на основе малогабаритных автоматических насосных станций (МАНС).

Результаты НИОКР реализованы на ряде объектов коммунального водоснабжения, включая ПНС и МАНС в домах повышенной этажности.

1: АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ОСНОВ НАСОСНОЙ ТЕОРИИ, НАГНЕТАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ И ТЕХНОЛОГИИ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ СОЗДАНИЯ И ПОВЫШЕНИЯ НАПОРА В СИСТЕМАХ ПОДАЧИ И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВОДЫ (СПРВ)

Самая сложная и дорогостоящая часть современных систем водоснабжения - СПРВ, которая состоит из множества элементов, находящихся в гидравлическом взаимодействии . Поэтому естественно, что за последние четверть века в этой области сделаны значимые наработки и произошли важные изменения, как в< плане конструктивного совершенствования насосной техники, так и в плане развития технологии создания и повышения напора.

Заключение диссертации по теме «Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов», Штейнмиллер, Олег Адольфович

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Технические новации в области насосного оборудования создали условия для изменений, влияющих на эксплуатационную практику в части надежности и экономии энергии. С другой стороны, совокупность ряда факторов (состояние сетей и оборудования, территориальное и высотное развитие городов) привела к необходимости нового подхода к реконструкции и развитию систем подачи воды. Проведенный анализ публикаций и накопленный практический опыт стали основанием постановки задачи определения оптимальных параметров повысительного насосного оборудования.

2. Предложена концепция периферийного моделирования, как развитие идеи перераспределения нагрузки между магистральной и распределительной частями системы с целью минимизации непроизводственных потерь и энергозатрат. Стабилизация избыточных напоров на оконечных участках водопроводной сети обеспечит сокращение энергоемкости СПРВ.

3. Предложены оптимизационные модели для рационального выбора повысительного насосного оборудования периферийных участков сети с привлечением ТГЦ. Разработанная методология учитывает полирежимный характер функционирования, способы регулирования работы нагнетателей и их компоновку в составе НС, взаимодействия отдельных элементов системы с учетом обратной связи, а также разнообразие целевых функций, отражающих энерго эффективность системы или ее инвестиционную привлекательность.

4. Исследование оптимизационных моделей и верификация результатов моделирования действующих повысительных насосных систем позволили теоретически обосновать подход к выбору количества и параметров нагнетателей в составе ПНС (насосных установок) на основе принципа минимизации дисконтированной стоимости жизненного цикла (1ССО) насосного оборудования. Проведено исследование зависимости функции ЬССИ насосных установок от числа нагнетателей.

5. Разработаны специальные алгоритмы поиска экстремумов функций многих переменных для решения реальных задач оптимизации насосных станций на периферийных участках, сочетающие особенности градиентных и стохастических подходов исследования поисковых пространств. Алгоритм, основанный на модификации репродуктивного плана Холланда, позволяет решать рассматриваемые задачи без введения упрощающих предположений и замены дискретного характера пространства возможных решений на непрерывный.

6. Создан МИК для диагностики действующих повысительных насосных систем, запатентованный в полезной модели (№ 81817), обеспечивающий необходимую полноту и достоверность исходных данных для решения задач оптимального синтеза элементов СПРВ. Разработаны рекомендации по обследованию действующих повысительных систем водоснабжения с использованием МИК.

7. Разработана методика выбора оптимального варианта насосного оборудования ПНС на базе имитационного моделирования ЬССВ. Совокупность методических, математических и технических подходов работы позволяет осуществить поиск решения и выполнить сравнительную оценку действующих и новых нагнетателей с точки зрения их эффективности, рассчитать срок окупаемости инвестиций.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Штейнмиллер, Олег Адольфович, 2010 год

1. Абрамов Н. Н. Расчет водопроводных сетей / Н. Н. Абрамов, М. М. Поспелова, М. А. Сомов, В. Н. Варапаев и др. - М. : Стройиздат, 1983. - 278 с.

2. Абрамов Н. Н. Теория и методика расчета систем подачи и распределения воды / Н. Н. Абрамов. - М. : Стройиздат, 1972. - 288 с.

3. Айвазян С. А. Прикладная статистика. Основы моделирования и первичная обработка данных / С. А. Айвазян, И. С. Енюков, Л. Д. Мешалкин. - М. : Финансы и статистика, 1983. - 471 с.

4. Алексеев М. И. Методические принципы прогнозирования расходов воды и надежности систем водоснабжения и водоотведения / М. И. Алексеев, Г. Г. Кривошеев // Вестник РААСН. - 1997. - Вып. 2.

5. Алыптуль А. Д. Гидравлика и аэродинамика: учеб. пособие для вузов /

6. A. Д. Алыптуль, П. Г. Кисилев. - Изд. 2-е. - М. : Стройиздат, 1975. - 323 с.

7. Андрияшев М. М. Гидравлические расчеты оборудования водоводов / М. М. Андрияшев. - М. : Стройиздат, 1979. - 104 с.

8. Баженов В. И. Экономический анализ насосных систем на базе показателя -■ затраты жизненного цикла / В. И. Баженов, С. Е. Березин, Н. Н. Зубовская // ВСТ. - 2006. - № 3, ч. 2. - С. 31- 35.

9. Беллман Р. Динамическое программирование / Р. Беллман. - М. : ИЛ, 1961. -400 с.

10. Березин С. Е. Насосные станции с погружными насосами: расчет и конструирование / С. Е. Березин. -М. : Стройиздат, 2008. - 160 с.

11. Большой энциклопедический словарь / гл. ред. А. М. Прохоров. - М. : Большая Российская Энциклопедия, 2002. - 1456 с.

12. Водоснабжение Санкт-Петербурга / под общ. ред. Ф. В. Кармазинова. - СПб. : Новый журнал. - 2003. - 688 с.

13. Гримитлин А. М. Насосы, вентиляторы, компрессоры в инженерном оборудовании зданий: учеб. пособие / А. М. Гримитлин, О. П. Иванов,

14. B. А. Пухкал. - СПб. : АВОК Северо-Запад, 2006. - 214 с.

15. Гришин А. П. Закон регулирования преобразователя частоты при питании погружного электронасоса / А. П. Гришин // Сантехника. - 2007. - № 7. -1. C. 20-22.

16. Евдокимов А. Минимизация функций и ее приложение к задачам автоматизированного управления инженерными сетями / А. Евдокимов. - Харьков: В ища школа, 1985 - 288 с.

17. Евдокимов А. Г. Моделирование и оптимизация потокораспределения в инженерных сетях / А. Г. Евдокимов, А. Д. Тевяшев. - М. : Стройиздат, 1990. -368 с.

18. Евдокимов А. Оптимальные задачи на инженерных сетях / А. Евдокимов. - Харьков: Вища школа, 1976. - 153 с.

19. Зоркин Е. М. Сравнительный анализ устойчивости замкнутых по напору систем водоподачи с регулируемым насосным агрегатом / Е. М. Зоркин // Вода: технология и экология. - 2008. - № 3. - С. 32-39.

20. Ильин Ю. А. Методика выбора энергосберегающих устройств при реконструкции повысительных насосных станций / Ю. А. Ильин, С. Ю. Игнатчик, С. В. Саркисов и др. // Материалы 4-х академических чтений. - СПб., 2009. - С. 53-58.

21. Ильин Ю. А. Надежность водопроводных сооружений и оборудования / Ю. А. Ильин. - М. : Стройиздат, 1985. - 240 с.

22. Ильин Ю. А. О параллельной работе насосов и водоводов / Ю. А. Ильин, А. П. Авсюкевич // Межвузовский тематический сборник трудов ЛИСИ. - СПб., 1991. -С. 13-19.

23. Ильин Ю. А. Особенности методики поверочных расчетов при мониторинге водопроводных сетей / Ю. А. Ильин, В. С. Игнатчик, С. В. Саркисов // Материалы 2-х академических чтений. - СПб., 2004. -- С. 30-32.

24. Ильин Ю. А. Повышение надежности подачи воды при параллельно-последовательной схеме зонирования водопровода / Ю. А. Ильин, В. С. Игнатчик, С. Ю. Игнатчик и др. // Материалы 4-х академических чтений. - СПб., 2009. - С. 50-53.

25. Ильин Ю. А. Расчет надежности подачи воды / Ю. А. Ильин. - М. : Стройиздат, 1987. - 320 с.

26. Ильина Т. Н. Основы гидравлического расчета инженерных сетей: учеб. пособие / Т. Н. Ильина. - М. : Ассоциация строительных вузов, 2007. - 192 с.

27. Инженерные системы зданий. - М. : ООО "Грундфос", 2006. - 256 с.

28. Каждан А. А. Гидроаудит как возможность комплексного решения проблем водоснабжения и водоотведения / А. А. Каждан // Вода: технология и экология. - 2008. - № 3. - С. 70-72.

29. Канаев А. Н. К вопросу измерения расходов воды в трубопроводах больших диаметров / А. Н. Канаев, А. И. Поляков, М. Г. Новиков // Вода: технология и экология. - 2008. - № 3. - С. 40-47.

30. Карамбиров С. Н. Совершенствование методов расчета систем подачи и распределения воды в условиях многорежимности и неполной исходной информации: автореф. дис. . докт.техн.наук / С. Н. Карамбиров. - М., 2005. - 48 с.

31. Карелин В. Я. Насосы и насосные станции / В. Я. Карелин, А. В. Минаев. - М. : Стройиздат, 1986. - 320 с.

32. Кармазинов Ф. В. Инновационные подходы к решению проблем водоснабжения и водоотведения Санкт-Петербурга / Ф. В. Кармазинов // ВСТ. - 2008. -№8. -С. 4-5.

33. Карттунен Э. Водоснабжение II: пер. с финского / Э. Карттунен; Ассоциация инженеров-строителей Финляндии RIL г.у. - СПб. : Новый журнал, 2005 - 688 с.

34. Ким А. Н. Мобильный измерительный комплекс (МИК) и его использование для оценки работы насосных систем / А. Н. Ким, О. А. Штейнмиллер, А. С. Миронов // Доклады 66-й научной конференции. - СПб., 2009. - Ч. 2. - С. 66-70.

35. Ким А. Н. Оптимизация насосных систем подачи воды / А. Н. Ким, О. А. Штейнмиллер // Доклады 64-й научной конференции. - СПб., 2007. - Ч. 2. -С. 44-48.

36. Ким А. Н. Проблемы в системах хозяйственно-питьевого водоснабжения зданий. Установки повышения давления / А. Н. Ким, П. Н. Горячев,

37. О. А. Штейнмиллер // Материалы 7-го международного форума НЕАТ&УЕЫТ. - М., 2005. - С. 54-59.

38. Ким А. Н. Разработка мобильного измерительного комплекса (МИК) для оценки работы насосных систем / А. Н. Ким, О. А. Штейнмиллер, А. С. Миронов // Материалы 4-х академических чтений. - СПб., 2009. - С. 46-50.

39. Ким А. Н. Совершенствование напорных водоочистных сооружений: ав-тореф. дис. . докт. техн. наук / А. Н. Ким. - СПб. : ГАСУ, 1998. - 48 с.

40. Кинебас А. К. Оптимизация подачи воды в зоне влияния Урицкой насосной станции Санкт-Петербурга / А. К. Кинебас, М. Н. Ипатко, Ю. В. Руксин и др. // ВСТ. - 2009. - № 10, ч. 2. - С. 12-16.

41. Кинебас А. К. Реконструкция системы подачи воды на Южной водопроводной станции Санкт-Петербурга / А. К. Кинебас, М. Н. Ипатко, Ю. А. Ильин //ВСТ. -2009. -№ Ю, ч. 2. -С. 17-22.

42. Классификация основных средств, включаемых в амортизационные группы: утв. Постановл. Прав-ва РФ от 01.01.2002 № 1. - М. : Налог Инфо, 2007. - 88 с.

43. Кожинов И. В. Устранение потерь воды при эксплуатации систем водоснабжения / И. В. Кожинов, Р. Г. Добровольский. - М. : Стройиздат, 1988. - 348 с.

44. Копытин А. Н. Современные подходы в определении эффективности работы насосных агрегатов / А. Н. Копытин, О. Ю. Царинник // Сантехника, отопление, кондиционирование. - 2007. -№8. - С. 14-16.

45. Корн Г. Справочник по математике (для научных работников и инженеров: пер. с англ: / Г. Корн, Т. Корн; под общ. ред. И. Г. Арамановича. - М. : Наука, 1973. - 832 с.

46. Костин В. И. Регулирование производительности нагнетателей при смешанной схеме совместной работы / В. И. Костин // Известия вузов. Строительство. - Новосибирск, 2006. - № 6. - С. 61-64.

47. Красильников А. Применение автоматизированных насосных установок с каскадным управлением в системах водоснабжения Электронный ресурс. /

48. A. Красильников // Строительная инженерия. - Электрон, дан. - М., 20052006. - Режим доступа: http://www.archive-online.ru/read/stroing/330.

49. Курганов А. М. Гидравлические расчеты систем водоснабжения и водоот-ведения: справочник / А. М. Курганов, Н. В. Федоров. - Л. : Стройиздат, 1986. -440 с.

50. Курганов А. М. Справочник по гидравлическим расчетам систем водоснабжения и канализации / А. М. Курганов, Н. Ф. Федоров. - Л. : Стройиздат, 1973. -408 с.

51. Лапчик М. П. Численные методы: учеб. пособие / М. П. Лапчик, М. И. Ра-гулина, Е. К. Хеннер; под ред. М. П. Лапчика. - М. : ИЦ "Академия", 2007 - 384 с.

52. Лезнов Б. С. Энергосбережения и регулируемый привод в насосных и воздуходувных установках / Б. С. Лезнов. - М. : Энергоатомиздат, 2006. - 360 с.

53. Лезнов Б.С. Современные проблемы использования регулируемого электропривода в насосных установках / Б. С. Лезнов // ВСТ. - 2006. - № 11, ч. 2. - С. 2-5.

54. Ленский В. А. Водоснабжение и канализация / В. А. Ленский,

55. B. И. Павлов. - М. : Высшая школа, 1964. - 387 с.

56. Меренков А. П. Теория гидравлических цепей / А. П. Меренков, В. Я. Хасилев. - М. : Наука, 1985. - 294 с.

57. Методика определения неучтенных расходов и потерь воды в системах коммунального водоснабжения: утв. Приказом МинПромЭнерго РФ от 20.12.2004 № 172. - М. : Росстрой России, 2005. - 57 с.

58. Морозов К. Е. Математическое моделирование в научном познании / К. Е. Морозов. - М. : Мысль, 1969. -212 с.

59. Мошнин Л. Ф. Методы технико-экономического расчета водопроводных сетей / Л. Ф. Мошнин. - М. : Стройиздат, 1950. - 144 с.

60. Николаев В. Анализ энергоэффективности различных способов управления насосными установками с регулируемым приводом / В. Николаев // В СТ. - 2006. - № 11, ч. 2. - С. 6-16.

61. Николаев В. Потенциал энергосбережения при переменной нагрузке лопастных нагнетателей / В. Николаев // Сантехника. - 2007. - № 6. - С. 68-73 ; 2008. -№ 1. -С. 72-79.

62. Оводов В. С. Примеры расчетов по сельскохозяйственному водоснабжению и канализации: учеб. пособие / В. С. Оводов, В. Г. Ильин. - М. : Государственное издательство сельскохозяйственной литературы, 1955. - 304 с.

63. Патент 2230938 Российская Федерация, МПК 7 Б 04 Д 15/00. Способ регулировки работы системы лопастных нагнетателей при переменной нагрузке / В.Николаев.

64. Патент на полезную модель № 61736, МПК Е03В 11/16. Система управления насосным агрегатом / Ф. В. Кармазинов, Ю. А. Ильин, В. С. Игнатчик и др. ; опубл. 2007, Бюлл. № 7.

65. Патент на полезную модель № 65906, МПК ЕОЗВ 7/04. Многозонная система водоснабжения / Ф. В. Кармазинов, Ю. А. Ильин, В. С. Игнатчик и др. ; опубл. 2007, Бюлл. № 7.

66. Патент на полезную модель № 81817, МПК в05В 15/00. Система контроля подачи воды / А. Н. Ким, О. А. Штейнмиллер. ; опубл. 2008, Бюлл. № 9.

67. Правила технической эксплуатации систем и сооружений коммунального водоснабжения и канализации: утв. Приказом Госстроя России от 30.12.1999. - М. : Госстрой России, 2000. - 123 с.

68. Прегер Е. А. Аналитический метод исследования совместной работы насосов и трубопроводов канализационных насосных станций: учеб. пособие / Е. А. Прегер. - Л.: ЛИСИ, 1974. - 61 с.

69. Прегер Е. А. Аналитическое определение в проектных условиях производительности центробежных насосов, параллельно работающих в сети / Е. А. Прегер // Научные труды ЛИСИ. - Л., 1952. - Вып. 12. - С. 137-149.

70. Промышленное насосное оборудование. - М. : ООО "Грундфос", 2006. - 176 с.

71. Промэнерго. Малогабаритные автоматические насосные станции ЗАО "Промэнерго". - Изд. 3-е, доп. - СПб., 2008. - 125 с.

72. Пфлейдерер К. Центробежные и пропеллерные насосы: пер. со 2-го немецкого издания / К. Пфлейдерер. - М.; Л. : ОНТИ, 1937. - 495 с.

73. Райзберг Б.А. Диссертация и ученая степень: пособие для соискателей / Б. А. Райзберг. - 3-е изд. - М. : ИНФРА-М, 2003. - 411 с.

75. Рутковская Д. Нейронные сети, генетические алгоритмы и нечеткие системы / Д. Рутковская, М. Пилиньский, Л. Рутковский. - М. : Горячая линия - Телеком, 2004. - 452 с.

76. Селиванов А. С. Разработка моделей функциональной и структурной диагностики при оптимизации систем подачи и распределения воды: автореф. дис. . канд. техн. наук / А. С. Селиванов. - СПб, 2007. - 27 с.

77. СНиП 2.04.01-85*. Внутренний водопровод и канализация зданий. - М. : ГПЦПП, 1996.

78. СНиП 2.04.02-84*. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. - М. : ГПЦПП, 1996.

79. СНиП 2.04.03-85. Канализация. Наружные сети и сооружения. - М. : ГП ЦПП, 1996.

80. СНиП 3.05.04-85*. Наружные сети и сооружения водоснабжения и канализации. - М. : ГП ЦПП, 1996.

81. Сумароков С. В. Математическое моделирование систем водоснабжения / С. В. Сумароков. - Новосибирск: Наука, 1983. - 167 с.

82. Турк В. И. Насосы и насосные станции / В. И. Турк. - М. : Стройиздат, 1976. -304 с.

83. Фаддеев Д. К. Вычислительные методы линейной алгебры / Д. К. Фаддеев, В. Н. Фаддеева. - М. : Лань, 2002. - 736 с.

84. Феофанов Ю. А. Повышение надежности систем водоснабжения городов (на примере Санкт-Петербурга) / Ю. А. Феофанов // Российская архитектурно-строительная энциклопедия. - М., 2000. - Т. 6. - С. 90-91.

85. Феофанов Ю. А. Методика определения неучтенных расходов и потерь в системах водоснабжения Санкт-Петербурга / Ю. А. Феофанов, П. П. Махнев, М. М. Хямяляйнен, М. Ю. Юдин // ВСТ. - 2006. - № 9, ч. 1. - С. 33-36.

86. Форсайт Дж. Машинные методы математических вычислений / Дж. Форсайт, М. Малькольм, К. Моулер. - М. : Мир, 1980. - 177 с.

87. Хасилев В. Я. Элементы теории гидравлических цепей: автореф. дис. . докт. техн. наук./ В. Я. Хасилев. - Новосибирск, 1966. - 98 с.

88. Хорунжий П. Д. Расчет гидравлического взаимодействия водопроводных сооружений / П. Д. Хорунжий. - Львов: Вища школа, 1983. - 152 с.

89. Хямяляйнен М. М. Комплексные гидравлические расчеты системы подачи воды Санкт-Петербурга / М. М. Хямяляйнен, С. В. Смирнова, М. Ю. Юдин // ВСТ. - 2006. - № 9, ч. 1. - С. 22-24.

90. Чугаев Р. Р. Гидравлика / Р. Р. Чугаев. - Л. : Энергоиздат, 1982. - 670 с.

91. Шевелев Ф. А. Водоснабжение больших городов зарубежных стран / Ф. А. Шевелев, Г. А. Орлов. - М. : Стройиздат, 1987. - 347 с.

92. Шевелев Ф. А. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб / Ф. А. Шевелев, А. Ф. Шевелев. -М. : Стройиздат, 1984. - 352 с.

93. Штейнмиллер О. А. Задача оптимального синтеза повысительных систем подачи и распределения воды (СПРВ) микрорайона / О. А. Штейнмиллер, А. Н. Ким // Вестник гражданских инженеров. - 2009. -- № 1 (18). - С. 80-84.

94. Штейнмиллер О. А. Коллективные системы водоснабжения / О. А. Штейнмиллер // Еврострой, Приложение "Дом". - СПб., 2003. - С. 5457.

95. Штейнмиллер О. А. Коллективные системы водоснабжения / О. А. Штейнмиллер // Инженерные системы АВОК Северо-Запад. - СПб., 2005. - № 4 (20). - С. 22-24.

96. Штейнмиллер О. А. Проблемы в системах хозяйственно-питьевого водоснабжения зданий. Установки повышения давления / О. А. Штейнмиллер // Инженерные системы АВОК Северо-Запад. - СПб., 2004. - № 2 (14). - С. 26-28.

97. Штейнмиллер О. А. Скважинные водозаборы / О. А. Штейнмиллер // Сборник тезисов докладов научно-практической конференции. Серия "Подъем отечественной промышленности - подъем России" / под ред. А. М. Гримитли-на. - СПб., 2005. - С. 47-51.

98. Штейнмиллер О. А. Статическая и полирежимная оптимизация параметров насосного оборудования системы "районная насосная станция - абонентская сеть" / О. А. Штейнмиллер, А. Н. Ким // Вестник гражданских инженеров. - 2009. - № 2 (19). - С. 41-45.

99. Штейнмиллер О. А. Численные методы решения задачи оптимального синтеза повысительных систем подачи и распределения воды микрорайона / О. А. Штейнмиллер // Вестник гражданских инженеров. - 2009. - № 4 (21) .1. С. 81-87.

101. GRUNDFOS. Каталоги продукции. Проспекты Электронный ресурс. / GRUNDFOS // Техническая документация 2007. - Электрон, дан. - М. : ООО "Грундфос", 2007. - 1 электрон, опт. диск (CD-ROM).

102. Hydraulics in Civil and Environmental Engineering: Solutions manual. - Taylor & Francis, 2004. - 680 p.

103. ITT. Vogel Pumpen. Lowara. Общий каталог (поз. № 771820390 от 2/2008 russisch). - 2008. - 15 с.

104. Mohammad Karamouz. Water Resources Systems Analysis / Mohammad Karamouz, Ferenc Szidarovszky, Banafsheh Zahraie. - Lewis Publishers/CRC,2003. - 608 p.

105. Pump Life Cycle Costs: A Guide to LCC Analysis for Pumping Systems. Executive Summary / Hydraulic Institute, Europump, U.S. Department of Energy"s Office of Industrial Technologies (OIT). - 2000. - 16 p.

106. Rama Prasad. Research Perspectives in Hydraulics and Water Resources Engineering / Rama Prasad, S. Vedula. - World Scientific Publishing Company, 2002.368 p.

107. Thomas M. Walski. Advanced water distribution modeling and management / Thomas M. Walski, Donald V. Chase, Dragan A. Savic. - Bentley Institute Press,2004. - 800 p.

Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.

Все о тюнинге авто

Установки насосных станций рабочая программа. Пути повышения энергоэффективности насосных систем. Список использованной литературы

Еще по теме Повышение эффективности работы насосных станций:

Рекомендованный список диссертаций

Автоматическое управление материальными потоками в инженерных системах жизнеобеспечения 1999 год, кандидат технических наук Абдулханов, Наиль Назымович

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Оптимизация насосных станций систем водоснабжения на уровне районных, квартальных и внутридомовых сетей»

Похожие диссертационные работы по специальности «Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов», 05.23.04 шифр ВАК

Экспериментальное и численное моделирование переходных процессов в кольцевых водопроводных сетях 2010 год, кандидат технических наук Лиханов, Дмитрий Михайлович

Совершенствование методов гидравлического расчета систем подачи и распределения воды 1981 год, кандидат технических наук Каримов, Рауф Хафизович

Заключение диссертации по теме «Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов», Штейнмиллер, Олег Адольфович

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Штейнмиллер, Олег Адольфович, 2010 год