АВТОМАТИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ РАБОТОЙ НАСОСОВ
Выбор схемы и определяющих параметров автоматизации управления насосами оказывает значительное влияние на надежность и экономичность работы насосных установок. Так как циркуляционные насосы должны работать круглосуточно, автоматизация их заключается только в создании схемы аварийного включения резерва (АВР). Основные сложности возникают при автоматизации работы повысительных установок.
Применяемая в настоящее время методика регулирования давления в системе и управлении работой повысительных насосов заключается в следующем (рис. 4.5): регулятор давления 3 поддерживает в точке А постоянное давление
Методика регулирования требует, чтобы за регулятором 3 постоянно поддерживалось давление воды, необходимое для максимального расхода воды. В этой схеме нельзя задавать давления, Определяющие включение- выключение насоса, меньшие, чем Ре, так как в режиме максимального водоразбора не будет обеспечиваться требуемое давление воды в системе. Продолжительность режима максимального водоразбора даже в крупных системах (более 1500 квартир) не превышает 0,5 ч/сут. Следовательно, чтобы обеспечить получасовой режим максимального водоразбора, система круглые сутки должна находиться под давлением, намного большим требуемого, а повысительный насос работать даже в часы, когда расход воды и давление меньше расчетных, если давление в городском водопроводе достаточно для расхода в данный момент, но недостаточно для расчетного расхода. Таким образом описанная схема автоматизации управления повысительными установками не обеспечивает поддержания экономичного режима работы систем.
Более экономичный режим работы имеет насосная установка, проектируемая по схеме, приведенной на рис. 4.6. К регулятору давления, установленному после насоса, подводится импульс не от точки А трубопровода, а от конца системы (точка В), где требуемое давление мало зависит от уровня водоразбора. Давление воды непосредственно за регулятором (в точке А) оказывается переменным и зависящим от фактического расхода воды в системе. С увеличением водоразбора в системе регулятор давления 3 раскрывается так, чтобы давление в точке А повысилось на величину потерь давления, образовавшихся в трубопроводе от точки А до точки В. При уменьшении водоразбора потери давления уменьшаются и регулятор прикрывается, обеспечивая неизменный уровень давления в точке В, но уменьшая давление в точке А на величину уменьшения потерь.
Несмотря на простоту, эта схема трудно реализуема из-за сложности передачи сигнала от конца системы к регулятору. Исключить эту сложность удается при использовании водонагревателя как аналога сети холодного водоснабжения. Водоразбор в сетях холодного и горячего водоснабжения изменяется примерно одинаково, причем потери давления в I ступени водонагревателя изменяются пропорционально потерям давления в сети холодного водопровода. Это дает возможность (рис. 4.7) присоединить импульсную трубку регулятора давления 3 к трубопроводу в точке В непосредственно за первой ступенью водонагревателя 4, что будет равноценно присоединению ее в конце сети холодного водопровода. Такое решение может быть применено при установке циркуляционного насоса на общем циркуляционном трубопроводе или циркуляционно-повысительного насоса на подающем трубопроводе системы. В последнем случае присоединение импульсного трубопровода в точке В упрощает выбор определяющего давления для регулирования, так как давление воды в этой точке, расположенной на всасывающем трубопроводе циркуляционно-повысительного насоса, не должно опускаться ниже высоты зданий, обслуживаемых системой горячего водоснабжения.
При уменьшении водоразбора в системах водоснабжения квартала и увеличении давления в городской водопроводной сети регулятор давления 3 прикрывается настолько, что ликвидирует напор, развиваемый повысительной установкой. Работа повысительного насоса в таких условиях становится бесполезной, поскольку давление воды в трубопроводе перед насосом 1 в точке Б будет равно давлению воды после регулятора 3 в точке А. В этот момент повысительную установку выключают.
Для сравнения давления в точках А и Б пользуются устройством РКС-1. Оно позволяет не только выключать повысительные установки, но и автоматизировать включение резервных повысительных и циркуляционных насосов при сравнивании давлений воды во всасывающем и напорном патрубках каждого насоса. При включении любого насоса одновременно срабатывает устройство РКС-1 данного насоса. Если, несмотря на сигнал включения насоса, устройство не зафиксирует перепад давлений, то оно подает команду на отключение данного насоса и включение резервного. При последовательном соединении (рис. 4.8) насосы 1 общей повысительной установки включаются в работу по команде электроконтактного манометра, контролирующего давление за первой ступенью водонагревателя 3, которое поддерживается на заданном уровне регулятором давления 2. Выключение насосов производится устройством 9, сравнивающим давление после регулятора 2 и перед каждым насосом. Перед II ступенью водонагревателя 4 установлена группа (рабочий и резервный) циркуляционно-повысительных насосов 5. Работа повысительных и циркуляционно-повысительных насосов контролируется индивидуальными устройствами 10, включающими резервные насосы при неисправности рабочих. Чтобы предотвратить подачу в систему недогретой воды по циркуляционному трубопроводу 7 в случае выхода из строя обоих циркуляционно-повысительных насосов, на нем установлен обратный клапан 8.
В описанную схему автоматизации работы насосов целесобразно включать резервную схему автоматизации на случай выхода из строя регулятора давления 2. В этом случае регулятор давления должен быть открыт. Выключение насосов производится по второму контакту электроконтактного манометра 2, устанавливаемому на давление, превышающее заданное на величину напора одного насоса.
На рис. 4.9 приведена аналогичная схема автоматизации работы повысительной установки, состоящей из разнонапорных насосов. При недостаточном давлении в точке 6 ЭКМ подает команду на включение низконапорного насоса 1. Если он не обеспечит требуемого давления в точке б, то автоматически выключается и включается высоконапорный насос 12. Последний выключается по команде РКС-1 9, если РА—РБ меньше напора насоса 12. Когда РБ—А=0, включается насос 1.
Описанные схемы компоновки насосного оборудования и автоматизации их работы были опробованы на ряде ЦТП Москвы. Эффективность применения этих схем иллюстрируется графиками работы насосов (рис. 4.10). Квартальная система обслуживает 9-этажные здания с общим числом квартир 1510. Общая повысительная установка состоит из последовательно установленных насосов. В системе горячего водоснабжения циркуляционный насос работает по повысительной схеме. Из графиков видно, что днем при давлении в городском водопроводе 0,4—0,45 МПа хозяйственные насосы часто не работали, а в часы пик работал в основном один насос и на непродолжительное время включался второй.
Таким образом, перевод циркуляционного насоса на подающий трубопровод позволил значительно уменьшить давление, которое необходимо поддерживать после общей повысительной установки. Последовательное соединение насосов в ней в сочетании с усовершенствованной схемой автоматизации привело к тому, что почти все время, когда включались насосы, повысительная установка создавала напор, в два раза меньший расчетного.
