Pompa istasyonu ayarları çalışma programı. Su temin sistemlerinde hidrofor pompalama ekipmanının optimizasyonu

Pompalama ekipmanının enerji verimli kullanımının temeli, ağ üzerinde koordineli çalışmadır, yani. çalışma noktası, pompa karakteristiğinin çalışma aralığı içinde olmalıdır. Bu gereksinimin karşılanması, pompaların yüksek verimlilik ve güvenilirlikle çalıştırılmasına olanak tanır. Görev noktası, pompanın özelliklerine ve pompanın kurulu olduğu sisteme göre belirlenir. Uygulamada, birçok su temini kuruluşu, pompalama ekipmanının verimsiz çalışması sorunuyla karşı karşıyadır. Çoğu zaman verimlilik pompa istasyonu verimlilikten çok daha düşüktür. üzerine monte edilmiş pompalar.

Araştırmalar, ortalama verimliliğin pompalama sistemlerinin oranı %40 olup, pompaların %10'u verimle çalışmaktadır. %10'un altında. Bunun başlıca nedeni yeniden boyutlandırma (sistemin çalışması için gerekenden daha yüksek debi ve basma yüksekliği değerlerine sahip pompaların seçilmesi), kısma (yani valf) kullanılarak pompa çalışma modlarının düzenlenmesi, pompa ekipmanının aşınmasıdır. Büyük parametrelere sahip bir pompa seçiminin iki tarafı vardır.

Kural olarak, su temini sistemlerinde su tüketim programı günün saatine, haftanın gününe, yılın mevsimine bağlı olarak büyük ölçüde değişir. Aynı zamanda istasyon, pik yükler sırasında normal modda maksimum su tüketimini sağlamalıdır. Buna genellikle yangın söndürme sistemlerinin ihtiyaçları için su sağlama ihtiyacı eklenir. Düzenlemenin olmaması durumunda, pompa su tüketimindeki tüm varyasyon aralığında etkin bir şekilde çalışamaz.

Pompaların gerekli debilerin geniş bir aralıkta değiştiği koşullarda çalışması, ekipmanın çoğu zaman çalışma alanı dışında düşük verim değerleriyle çalışmasına neden olur. ve düşük kaynak. Bazen verimlilik pompa istasyonları %8-10, verim ise üzerlerine kurulan pompaların çalışma aralığı %70'in üzerindedir. Bu tür bir sömürünün bir sonucu olarak, tüketiciler, pompalama ekipmanının güvenilmezliği ve verimsizliği hakkında yanlış bir görüşe sahiptir. Yerli pompaların bunun önemli bir bölümünü oluşturduğu gerçeği göz önüne alındığında, yerli pompaların güvenilmezliği ve verimsizliği hakkında bir efsane ortaya çıkıyor. Aynı zamanda, uygulama, güvenilirlik ve enerji verimliliği açısından bir dizi yerli pompanın en iyi dünya analoglarından daha düşük olmadığını göstermektedir. Ana Tablo 1'de gösterilen enerji tüketimini optimize etmenin birçok yolu vardır.

Tablo 1. Pompalama sistemlerinin enerji tüketimini azaltma yöntemleri

Pompalama Sistemlerinin Enerji Tüketimini Azaltma Yöntemleri Azaltılmış enerji tüketimi
Akış kontrolünün hız kontrollü sürgülü vana ile değiştirilmesi 10 - 60%
Değişmeyen ağ parametreleriyle pompaların hızının düşürülmesi 5 - 40%
Paralel çalışan pompa sayısını değiştirerek düzenleme. 10 - 30%
Pervane düzeltme %20'ye kadar, ortalama %10
Pik yükler sırasında çalışmak için ek tankların kullanılması 10 - 20%
Elektrik motorlarını daha verimli olanlarla değiştirmek 1 - 3%
Pompaları daha verimli olanlarla değiştirmek 1 - 2%

Bir veya başka bir düzenleme yönteminin etkinliği, büyük ölçüde sistemin özellikleri ve zaman içindeki değişim programı ile belirlenir. Her durumda, çalışma koşullarının belirli özelliklerine bağlı olarak bir karar verilmelidir. Örneğin, son zamanlarda yaygın olarak kullanılan pompaların frekans değiştirilerek düzenlenmesi, her zaman enerji tüketiminde bir azalmaya yol açmayabilir. Bu bazen ters etki yapar. Bir frekans sürücüsünün kullanılması, pompalar, özelliğin dinamik bileşeninin baskın olduğu bir ağ üzerinde çalıştığında en büyük etkiye sahiptir, yani. boru hatlarında ve vanalarda kayıplar. Paralel olarak kurulan gerekli sayıda pompayı açıp kapatarak kademeli kontrolün kullanılması, ağırlıklı olarak statik bileşenli sistemlerde çalışırken en büyük etkiye sahiptir.

Bu nedenle, enerji tüketimini azaltmak için önlemlerin alınması için temel ilk gereklilik, sistemin özellikleri ve zaman içindeki değişimidir. Enerji tasarrufu önlemlerinin geliştirilmesindeki ana sorun, işletim tesislerinde ağ parametrelerinin neredeyse her zaman bilinmemesi ve tasarımdan çok farklı olması gerçeğiyle ilgilidir. Farklılıklar, boru hatlarının korozyonu, su temini şemaları, su tüketim hacimleri vb. nedeniyle ağ parametrelerindeki bir değişiklikle ilişkilidir.

Pompaların gerçek çalışma modlarını ve ağ parametrelerini belirlemek için, ölçümlerin doğrudan tesiste özel kontrol ve ölçüm ekipmanı, yani. hidrolik sistemin teknik denetiminin yapılması. Kurulu ekipmanın enerji verimliliğini artırmaya yönelik önlemlerin başarılı bir şekilde uygulanması için, pompaların çalışması hakkında mümkün olduğunca eksiksiz bilgiye sahip olunması ve gelecekte dikkate alınması gerekir. Genel olarak, pompa ekipmanı denetiminin birkaç belirli ardışık aşaması ayırt edilebilir.
1. Tesiste kurulu ekipmanın bileşimi hakkında ön bilgilerin toplanması, dahil. pompaların kullanıldığı teknolojik süreç hakkında bilgi (birinci, ikinci, üçüncü asansörün istasyonları vb.)
2. Kurulu ekipmanın bileşimi, ek veri elde etme olanakları, ölçüm cihazlarının mevcudiyeti, kontrol sistemi vb. hakkında alınan ön bilgilerin yerinde açıklaması. Testin önceden planlanması.
3. Sahada testler yapmak.
4. Sonuçların işlenmesi ve değerlendirilmesi.
5. Modernizasyon için çeşitli seçenekler için bir fizibilite çalışmasının hazırlanması.

Tablo 2. Artan enerji tüketiminin nedenleri ve azaltmaya yönelik önlemler

Yüksek enerji tüketiminin nedenleri Enerji Tüketimini Azaltmak İçin Önerilen Önlemler Faaliyetlerin tahmini geri ödeme süresi
Sistemin ihtiyaçları, teknolojik süreç vb. ne olursa olsun, sabit modda çalışan pompaların periyodik eylem sistemlerinde varlığı. - Pompaların sürekli çalışma ihtiyacının belirlenmesi.
- Pompanın manuel veya otomatik modda sadece aralıklarla açılması ve kapatılması.
Birkaç günden birkaç aya kadar
Zaman içinde değişen gerekli akış hızına sahip sistemler. - Sürtünme kayıplarının baskın olduğu sistemler için değişken hızlı sürücü kullanımı
- Karakteristik ağırlıklı olarak statik bir bileşene sahip sistemler için paralel olarak kurulmuş iki veya daha fazla pompaya sahip pompa istasyonlarının kullanılması.
Aylar, yıllar
Pompayı yeniden boyutlandırma. - Pervanenin kesilmesi.
- Pervanenin değiştirilmesi.
- Daha düşük devirli elektrik motorlarının kullanılması.
Haftalar - yıllar
Ana pompa elemanlarının aşınması - Çalışma parametrelerinde bir azalma olması durumunda pompa elemanlarının onarımı ve değiştirilmesi. Haftalar
Tıkalı ve paslanmış borular. - Boru temizliği
- Tıkanmayı önlemek için filtre, ayırıcı ve benzeri bağlantı elemanlarının kullanılması.
- Boru hatlarının modern polimerik malzemelerden yapılmış borularla, koruyucu kaplamalı borularla değiştirilmesi
Haftalar, aylar
Yüksek onarım maliyetleri (mekanik keçelerin, yatakların değiştirilmesi)
- Çalışma alanı dışında pompa çalışması (pompanın yeniden boyutlandırılması).
- Pervanenin kesilmesi.
- Pompa parametrelerinin sistemin ihtiyaçlarını önemli ölçüde aştığı durumlarda daha düşük devirli elektrik motorlarının veya dişli kutularının kullanılması.
- Pompanın daha küçük bir pompa ile değiştirilmesi.
hafta-yıl
Sürekli işletimde birkaç pompanın paralel çalışması - Bir kontrol sisteminin kurulması veya mevcut bir sistemin ayarlanması Haftalar

Pirinç. 1. Pompanın, frekans regülasyonu ile baskın bir statik bileşenle ağ üzerinde çalışması


Pirinç. 2. Frekans regülasyonu sırasında baskın sürtünme kayıpları ile pompanın ağ üzerinde çalışması

Sahaya yapılan ilk ziyarette enerji tüketimi açısından "sorunlu" olan pompaları tespit etmek mümkündür. Tablo 2, pompalama ekipmanının etkisiz çalışmasına işaret edebilecek ana işaretleri ve durumu düzeltebilecek tipik önlemleri göstererek, enerji tasarrufu önlemlerinin yaklaşık geri ödeme süresini gösterir.

Testler sonucunda aşağıdaki bilgilerin elde edilmesi gerekmektedir:
1. Sistemin özellikleri ve zaman içindeki değişimleri (saatlik, günlük, haftalık grafikler).
2. Pompaların gerçek özelliklerinin belirlenmesi. Karakteristik modların her biri için pompa çalışma modlarının belirlenmesi (en uzun mod, maksimum, minimum akış).

Çeşitli güçlendirme seçeneklerinin uygulanmasının ve düzenleme yönteminin değerlendirilmesi, ekipmanın yaşam döngüsü maliyeti (LCC) hesaplamasına dayanır. Herhangi bir pompalama sisteminin yaşam döngüsü maliyetlerindeki ana pay, enerji maliyetleridir. Bu nedenle, çeşitli seçeneklerin ön değerlendirmesi aşamasında, güç yoğunluğu kriterinin kullanılması gerekir, yani. pompalanan sıvının akış hızı birimine atıfta bulunulan pompa ekipmanı tarafından tüketilen güç.

sonuçlar:
Pompalama ekipmanının enerji tüketimini azaltma görevleri, her şeyden önce pompa ve sistemin koordineli çalışmasını sağlayarak çözülür. İşletmede olan pompa sistemlerinin aşırı enerji tüketimi sorunu, bu ihtiyacı karşılamaya yönelik modernizasyon ile başarılı bir şekilde çözülebilmektedir.

Buna karşılık, herhangi bir modernizasyon önlemi, pompalama ekipmanının çalışması ve sistemin özellikleri hakkında güvenilir verilere dayanmalıdır. Her durumda, birkaç seçeneği göz önünde bulundurmak ve en iyi seçeneği seçmek için bir araç olarak pompa ekipmanı yaşam döngüsünün maliyetini değerlendirme yöntemini kullanmak gerekir.

Alexander Kostyuk, Fizik ve Matematik Doktorası, Su Pompaları Programı Direktörü;
Olga Dibrova, mühendis;
Sergey Sokolov, Baş Mühendis. LLC "İngiltere" HMS Grubu "

1. Su temini ve dağıtım sistemlerinde (WSS) basınç yaratma ve arttırma problemlerini çözmek için pompalama teorisi, enjeksiyon ekipmanı ve teknolojisinin temellerinin analitik olarak gözden geçirilmesi.

1.1. Pompalar. Sınıflandırma, temel parametreler ve kavramlar. Modern pompalama ekipmanının teknik seviyesi.

1.1.1. Pompaların temel parametreleri ve sınıflandırılması.

1.1.2. Su kaynağındaki basıncı artırmak için pompalama ekipmanı.,

1.1.3. Pratik uygulama açısından pompa yeniliklerine ve iyileştirmelerine genel bakış.

1.2. SPRV'de üfleyici kullanma teknolojisi.

1.2.1. Su temini sistemleri için pompa istasyonları. Sınıflandırma.

1.2.2. Basınç yükseldiğinde pompaların çalışmasını düzenlemek için genel şemalar ve yöntemler.

1.2.3. Üfleyici performansını optimize etme: hız kontrolü ve işbirliği.

1.3. Dış ve iç su şebekelerinde basınç sağlama sorunları.

1.4. Sonuçlar ama bölüm.

2. Dış ve iç su şebekelerinde gerekli basıncın sağlanması. WSS bileşenlerinin ilçe, mahalle ve iç ağlar düzeyinde artırılması.

2.1. Su temini ağlarındaki basıncı artırmak için pompa ekipmanı kullanma pratiğinde genel gelişim yönleri.

2.2. Su temini şebekelerinde gerekli basıncı sağlama görevleri.

2.2.1. SPRV'nin kısa açıklaması (St. Petersburg örneğinde).

2.2.2. İlçe ve üç aylık ağlar düzeyinde artan baskı problemlerini çözme deneyimi.

2.2.3. İç ağlardaki baskıyı artırma görevlerinin özellikleri.

2.3. Güçlendirici bileşenlerin optimizasyonu sorununun ifadesi

Bölge, mahalle ve iç ağlar düzeyinde SPRV.

2.4. Bölüm Sonuçları.

3. Su tedarik sisteminin çevresel seviyesinde pompalama ekipmanının optimizasyonu için matematiksel model.

3.1. Bölge, mahalle ve iç ağlar düzeyinde pompalama ekipmanı parametrelerinin statik optimizasyonu.

3.1.1. Optimal sentez problemlerinin çözümünde bölge su şebekesinin yapısının genel tanımı.

3.1.2. Tek bir su tüketimi modu için enerji maliyetlerinin en aza indirilmesi.

3.2. Su tüketim rejimini değiştirirken su tedarik sisteminin çevresel seviyesinde pompalama ekipmanı parametrelerinin optimizasyonu.

3.2.1. Enerji maliyetlerini en aza indirme probleminde çok modlu modelleme (genel yaklaşımlar).

3.2.2. Süper şarj cihazının hızını (tekerlek hızı) düzenleme imkanı ile enerji maliyetlerinin en aza indirilmesi.

3.2.3. Kademeli frekans regülasyonu (kontrol) durumunda enerji maliyetlerinin minimizasyonu.

3.3. Su tedarik sisteminin çevresel seviyesinde pompalama ekipmanının parametrelerini optimize etmek için bir simülasyon modeli.

3.4. Bölüm Sonuçları.

4 ". Pompalama ekipmanı parametrelerinin optimizasyon problemlerini çözmek için sayısal yöntemler.

4.1. Optimal sentez problemlerini çözmek için ilk veriler.

4.1.1. Zaman serisi analizi yöntemleriyle su tüketim rejiminin incelenmesi.

4.1.2. Su tüketimi zaman serilerinin düzenliliklerinin belirlenmesi.

4.1.3. Maliyetlerin frekans dağılımı ve eşit olmayan su tüketimi katsayıları.

4.2. Pompalama ekipmanının performansının analitik sunumu.

4.2.1. Bireysel üfleyicilerin performansının modellenmesi

4.2.2. Pompa istasyonlarındaki üfleyicilerin performans özelliklerinin belirlenmesi.

4.3. Amaç fonksiyonunun optimumunu arayın.

4.3.1. Gradyan yöntemlerini kullanarak en uygun arama.

4.3.2. Hollanda'nın değiştirilmiş planı.

4.3.3. Bir bilgisayarda optimizasyon algoritmasının uygulanması.

4.4. Bölüm Sonuçları.

5. Parametreleri ölçmek için MIC kullanılarak yaşam döngüsü maliyetinin değerlendirilmesine dayalı olarak sistemin güçlendirici bileşenlerinin karşılaştırmalı verimliliği.

5.1. FPWS'nin çevresel bölümlerindeki güçlendirme bileşenlerinin karşılaştırmalı verimliliğini değerlendirmek için metodoloji.

5.1.1. Pompalama ekipmanının yaşam döngüsü maliyeti.

5.1.2. Sistemin artan bileşenlerinin etkinliğini değerlendirmek için toplam indirgenmiş maliyetleri en aza indirme kriteri.

5.1.3. Su tedarik sisteminin çevresel seviyesinde pompalama ekipmanının parametrelerini optimize etmek için ekspres modelin hedef işlevi.

5.2. Yeniden yapılanma ve modernizasyon sırasında su dağıtım sisteminin çevre bölümlerindeki güçlendirme bileşenlerinin optimizasyonu.

5.2.1. Mobil ölçüm kompleksi MIK kullanan su temini kontrol sistemi.

5.2.2. MIC kullanarak pompa istasyonunun pompalama ekipmanının parametrelerinin ölçülmesinin sonuçlarının uzman değerlendirmesi.

5.2.3. Parametrik denetim verilerine dayalı olarak pompa istasyonları için pompalama ekipmanının yaşam döngüsü maliyetinin bir simülasyon modeli.

5.3. Optimizasyon çözümlerinin uygulanmasının organizasyonel sorunları (son hükümler).

5.4. Bölüm Sonuçları.

Önerilen tezler listesi

  • Sabit olmayan teknolojik işlemlerde bir grup kanatlı üfleyicinin parametrelerini seçmek ve kontrolünü optimize etmek için enerji tasarruflu yöntemler 2008, Teknik Bilimler Doktoru Nikolaev, Valentin Georgievich

  • Su temini ve kanalizasyon sistemlerinin pompalama ünitelerinin çalışma modlarını kontrol etmek için enerji tasarrufu yöntemleri 2010, Teknik Bilimler Doktoru Nikolaev, Valentin Georgievich

  • Çok modlu ve eksik ilk bilgi koşullarında su temini ve dağıtım sistemlerini hesaplama yöntemlerinin iyileştirilmesi 2005, Teknik Bilimler Doktoru Karaambirov, Sergey Nikolaevich

  • Mühendislik yaşam destek sistemlerinde otomatik malzeme akış kontrolü 1999, Teknik Bilimler Adayı Abdulkhanov, Nail Nazimovich

  • Su temini ve dağıtım sistemlerini optimize ederken işlevsel ve yapısal teşhis için modellerin geliştirilmesi 2006, Teknik Bilimler Adayı Selivanov, Andrey Sergeevich

Tez tanıtımı (özetin bir parçası) "Su temini sistemlerinin pompa istasyonlarının ilçe, blok ve kurum içi ağlar düzeyinde optimizasyonu" konusunda

Su temini ve dağıtım sistemi (WSS), suyun tedarik edilen tesislerin topraklarına taşınmasını, bölge genelinde dağıtımını ve tüketiciler tarafından toplama noktalarına teslim edilmesini sağlayan su temini tesislerinin ana sorumlu kompleksidir. Su temin sisteminin ana yapısal unsurlarından biri olarak enjeksiyon (güçlendirici) pompa istasyonları (NS, PNS), bir bütün olarak su tedarik sisteminin operasyonel yeteneklerini ve teknik seviyesini büyük ölçüde belirler ve ayrıca ekonomik göstergeleri önemli ölçüde belirler. onun çalışması.

Konunun geliştirilmesine önemli bir katkı yerli bilim adamları tarafından yapıldı: N.N. Abramov, M.M. Andriyashev, A.G. Evdokimov, Yu.A. Ilyin, S.N. Karambirov, V.L. Karelin, A.M. Kurganov, A.P. Merenkov, LF Moshnin, EA Preger , SV Sumarokov, AD Tevyashev, VL Khasilev, PD Khorunzhiy, FA Shevelev ve diğerleri.

Rus kamu hizmetlerinin su temin şebekelerinde basınç sağlamada karşılaştığı sorunlar genellikle benzerdir. Ana ağların durumu, baskıyı azaltma ihtiyacına yol açtı, bunun sonucunda görev, bölge ve mahalle ağları düzeyinde karşılık gelen basınç düşüşünü telafi etmek için ortaya çıktı. PNS'nin bir parçası olarak pompaların seçimi, genellikle geliştirme beklentileri dikkate alınarak gerçekleştirildi, verimlilik ve basınç parametreleri fazla tahmin edildi. Pompaların vanalar yardımıyla kısılarak istenilen özelliklere getirilmesi yaygınlaşmış ve aşırı elektrik tüketimine neden olmuştur. Pompalar zamanında değiştirilmiyor, çoğu düşük verimle çalışıyor. Ekipmanın aşınması, operasyonun verimliliğini ve güvenilirliğini artırmak için PNS'nin yeniden yapılandırılması ihtiyacını ağırlaştırdı.

Öte yandan, şehirlerin gelişmesi ve özellikle binaların sızdırmaz hale getirilmesi durumunda evlerin yüksekliğinin artması, yüksek binaların üfleyicilerle (DPE) donatılması dahil olmak üzere yeni tüketiciler için gerekli basıncın sağlanmasını gerektirmektedir. Su temini şebekesinin terminal bölümlerinde çeşitli tüketiciler için gerekli olan basıncın oluşturulması, su temin sisteminin verimliliğini arttırmanın en gerçekçi yollarından biri olabilir.

Bu faktörlerin kombinasyonu, belirsizlik ve fiili maliyetlerin eşitsizliği koşullarında, girdi basıncı üzerindeki mevcut kısıtlamalar ile PNS'nin optimal parametrelerini belirleme probleminin formülasyonunun temelidir. Sorunu çözerken, pompa gruplarının sıralı çalışmasını ve bir grup içinde birleştirilmiş pompaların paralel çalışmasını birleştirmenin yanı sıra değişken frekanslı sürücü (VFD) ile paralel bağlı pompaların çalışmasının optimal kombinasyonunu ve , nihayetinde, belirli bir sistem su kaynağının gerekli parametrelerini sağlayan ekipman seçimi. Son yıllarda pompa ekipmanı seçimine yönelik yaklaşımlarda - hem fazlalığın ortadan kaldırılması hem de mevcut ekipmanın teknik seviyesi açısından - önemli değişiklikler dikkate alınmalıdır.

Tezde ele alınan konuların alaka düzeyi, modern koşullarda yerel ekonomik varlıkların ve bir bütün olarak toplumun enerji verimliliği sorununa verdiği önemin artmasıyla belirlenir. Bu sorunu çözmek için acil ihtiyaç, 23.11.2009 tarih ve 261-FZ sayılı Rusya Federasyonu Federal Kanununda "Enerji tasarrufu ve enerji verimliliğinin artırılması ve Rusya Federasyonu'nun bazı yasal düzenlemelerinin değiştirilmesi hakkında" yer almaktadır.

Su temin sisteminin işletme maliyetleri, elektrik tarifelerindeki artış nedeniyle artmaya devam eden su temini maliyetinin önemli bir bölümünü oluşturmaktadır. Enerji tüketimini azaltmak için HWS'nin optimizasyonuna büyük önem verilmektedir. Yetkili tahminler, pompalama ekipmanlarının ve kontrol yöntemlerinin değiştirilmesiyle pompa sistemlerinin enerji tüketiminin %30 ila %50'sinin azaltılabileceğini göstermektedir.

Bu nedenle, proje hazırlanırken de dahil olmak üzere, çevresel ağ bölümlerinin enjeksiyon ekipmanının parametrelerini optimize etmek için metodolojik yaklaşımları geliştirmek, modeller geliştirmek ve kapsamlı karar verme desteği sağlamak uygun görünmektedir. Gerekli basıncın pompa üniteleri arasında dağılımının yanı sıra üniteler içinde belirlenmesi, tahmini akış dikkate alınarak en uygun pompa ünitesi sayısı ve tipi, çevresel ağ seçeneklerinin bir analizini sağlayacaktır. Elde edilen sonuçlar, sistemi bir bütün olarak optimize etme problemine entegre edilebilir.

Çalışmanın amacı, metodolojik, matematiksel ve teknik (teşhis) destek dahil olmak üzere, yeniden yapılanma ve inşaat için hazırlık sürecinde su temin sisteminin çevre bölümleri için hidrofor pompa ekipmanı seçimi için en uygun çözümleri araştırmak ve geliştirmektir. Bu amaca ulaşmak için, çalışmada aşağıdaki görevler çözülmüştür: modern pompaların ve kontrol yöntemlerinin yeteneklerini dikkate alarak hidrofor pompa sistemleri alanındaki uygulamanın analizi, VFD ile sıralı ve paralel çalışmanın bir kombinasyonu; sınırlı kaynaklar koşullarında su tedarik sisteminin hidrofor pompalama ekipmanını optimize etmek için metodolojik bir yaklaşımın (kavramın) belirlenmesi; su tedarik şebekesinin çevresel bölümleri için pompa ekipmanı seçme görevini resmileştiren matematiksel modellerin geliştirilmesi; tezde önerilen matematiksel modellerin incelenmesi için sayısal yöntemler için algoritmaların analizi ve geliştirilmesi; yeni PNS'nin yeniden inşası ve tasarımı sorunlarını çözmek için ilk verileri toplamak için bir mekanizmanın geliştirilmesi ve pratik uygulaması; PNS ekipmanının dikkate alınan versiyonu için yaşam döngüsü maliyetinin oluşturulması için bir simülasyon modelinin uygulanması.

Bilimsel yenilik. Su temin sisteminin enerji yoğunluğunun azaltılması ve "çevresel" pompalama ekipmanının yaşam döngüsünün maliyetinin düşürülmesi bağlamında su temininin çevresel modelleme kavramı sunulmaktadır.

Su temin sisteminin çevresel elemanlarının işleyişinin yapısal ilişkisi ve çok modlu doğası dikkate alınarak, pompa istasyonlarının parametrelerinin rasyonel seçimi için matematiksel modeller geliştirilmiştir.

PNS'deki (pompalama birimleri) üfleyici sayısının seçimine yönelik yaklaşım teorik olarak doğrulanmıştır; PNS yaşam döngüsünün maliyet fonksiyonu çalışması, üfleyici sayısına bağlı olarak gerçekleştirilmiştir.

Çevresel alanlarda NS'nin optimal konfigürasyonlarının incelenmesi için, gradyan ve rastgele yöntemlere dayalı olarak birçok değişkenin fonksiyonlarının ekstremumlarını bulmak için özel algoritmalar geliştirilmiştir.

81817 "Su besleme kontrol sistemi" faydalı modelinde patentli, çalışan hidrofor pompalama sistemlerinin teşhisi için bir mobil ölçüm kompleksi (MIC) oluşturuldu.

Yaşam döngüsü maliyetinin simülasyon modellemesine dayalı olarak pompa istasyonları için pompa ekipmanının en uygun versiyonunu seçme metodolojisi belirlenmiştir.

Çalışma sonuçlarının pratik önemi ve uygulanması. Taksonometrik bölüm, operasyonel, tasarım ve teknolojik özellikler dikkate alınarak, su tedarik sistemlerinde basıncı artırmak için modern pompa ekipmanlarının rafine bir sınıflandırması temelinde, hidrofor kurulumları ve pompa istasyonları için pompa tipi seçimi hakkında öneriler verilmektedir. .

Su temin sisteminin çevresel bölümlerinin PNS'nin matematiksel modelleri, öncelikle enerji yoğunluğu açısından "yedekler" tanımlayarak yaşam döngüsünün maliyetini düşürmeye izin verir. Optimizasyon problemlerinin çözümünü belirli değerlere getirmek için sayısal algoritmalar önerilmiştir.

İlk verileri (MIC) toplamak ve değerlendirmek için özel bir operasyonel araç geliştirilmiştir ve bu, yeniden yapılanma hazırlıklarında mevcut su tedarik sistemlerini denetlemek için kullanılır.

MIC kullanılarak mevcut hidrofor su temin sistemlerinin incelenmesi ve küçük boyutlu otomatik pompa istasyonlarına (IANS) dayalı olarak pompa istasyonu için ekipman seçimi (tasarım çözümü seçimi) için öneriler hazırlanmıştır.

Ar-Ge sonuçları, yüksek binalarda PNS ve IANS dahil olmak üzere bir dizi kamu su tedarik tesisinde uygulanmıştır.

1: POMPA TEORİSİ, BASINÇ EKİPMANLARI VE SU TEMİNİ VE DAĞITIM SİSTEMLERİNDE OLUŞTURMA VE ARTAN BAŞARI SORUNLARININ ÇÖZÜMÜ İÇİN TEMELLERİNİN ANALİTİK İNCELENMESİ

Modern su temin sistemlerinin en karmaşık ve pahalı kısmı, hidrolik etkileşim içinde olan birçok unsurdan oluşan su temin sistemidir. Dolayısıyla son çeyrek asırda bu alanda önemli gelişmelerin olması ve önemli değişikliklerin olması doğaldır.< плане конструктивного совершенствования насосной техники, так и в плане развития технологии создания и повышения напора.

benzer tezler "Su temini, kanalizasyon, su kaynaklarının korunması için inşaat sistemleri" uzmanlığında, 05.23.04 kod VAK

  • Acil durumlarda su temini ve dağıtım sistemlerinin (WSS) teşhisi ve operasyonel kontrolü için yöntemlerin geliştirilmesi 2002, teknik bilimler adayı Zaiko, Vasily Alekseevich

  • Halka su tedarik şebekelerinde geçici süreçlerin deneysel ve sayısal modellemesi 2010, teknik bilimler adayı Likhanov, Dmitry Mihayloviç

  • Enerji eşdeğeri ilkelerine dayalı su temini ve dağıtım sistemlerinin analizi, teknik teşhisi ve yenilenmesi 2002, Teknik Bilimler Doktoru Shcherbakov, Vladimir Ivanovich

  • Su temini ve dağıtım sistemlerinin hidrolik hesaplama yöntemlerinin iyileştirilmesi 1981, teknik bilimler adayı Kerimov, Rauf Khafizovich

  • Madenlerin ve çukurların ana drenaj tesisatlarının çalışma modunun bir elektrikli tahrik vasıtasıyla enerji tasarrufu sağlayan düzenlemesi 2010, teknik bilimler adayı Bochenkov, Dmitry Alexandrovich

Tezin sonucu "Su temini, kanalizasyon, su kaynaklarının korunması için inşaat sistemleri" konusunda, Steinmiller, Oleg Adolfovich

GENEL SONUÇLAR

1. Pompalama ekipmanındaki teknik yenilikler, güvenilirlik ve enerji tasarrufu açısından operasyonel uygulamaları etkileyen değişikliklerin koşullarını yaratmıştır. Öte yandan, bir dizi faktörün (ağların ve ekipmanın durumu, şehirlerin bölgesel ve yüksek katlı gelişimi) bir araya gelmesi, su tedarik sistemlerinin yeniden inşası ve geliştirilmesine yönelik yeni bir yaklaşım ihtiyacına yol açtı. Yayınların analizi ve birikmiş pratik deneyim, hidrofor pompalama ekipmanının optimal parametrelerini belirleme probleminin formülasyonunun temeli oldu.

2. Çevresel modelleme kavramı, üretim dışı kayıpları ve enerji maliyetlerini en aza indirmek için yükün sistemin ana ve dağıtım parçaları arasında yeniden dağıtılması fikrinin geliştirilmesi olarak önerilmektedir. Su temini şebekesinin uç bölümlerindeki fazla yüklerin stabilizasyonu, su temin sisteminin enerji yoğunluğunu azaltacaktır.

3. TGT'lerin katılımıyla şebekenin çevresel bölümlerinin hidrofor pompalama ekipmanının rasyonel seçimi için optimizasyon modelleri önerilmiştir. Geliştirilen metodoloji, işleyişin çok modlu doğasını, süper şarj cihazlarının çalışmasını düzenleme yöntemlerini ve NS'nin bir parçası olarak yerleşimlerini, sistemin bireysel unsurlarının geri bildirimi dikkate alarak etkileşimini ve çeşitli hedefleri dikkate alır. sistemin enerji verimliliğini veya yatırım çekiciliğini yansıtan fonksiyonlar.

4. Optimizasyon modellerinin incelenmesi ve çalışan hidrofor pompalama sistemlerinin simülasyon sonuçlarının doğrulanması, PNS'deki (pompalama üniteleri) üfleyicilerin sayısı ve parametrelerinin seçimine yönelik yaklaşımın teorik olarak doğrulanmasını mümkün kılmıştır. pompalama ekipmanının yaşam döngüsü maliyeti (ICCO). Pompalama ünitelerinin LCSS fonksiyonunun üfleyici sayısına bağımlılığı üzerine bir çalışma yapılmıştır.

5. Arama uzaylarını araştırmak için gradyan ve stokastik yaklaşımların özelliklerini birleştirerek, çevresel alanlardaki pompa istasyonlarını optimize etmenin gerçek problemlerini çözmek için birçok değişkenli fonksiyonların ekstremumlarını aramak için özel algoritmalar geliştirilmiştir. Holland'ın yeniden üretim planının değiştirilmesine dayanan algoritma, basitleştirici varsayımlar getirmeden ve olası çözümler uzayının ayrık doğasını sürekli bir çözümle değiştirmeden, söz konusu problemlerin çözülmesine izin verir.

6. Bir faydalı modelde (No. 81817) patentli, çalışan hidrofor pompalama sistemlerinin teşhisi için bir MIC oluşturulmuştur; bu, HSS elemanlarının optimal sentezi problemlerini çözmek için ilk verilerin gerekli eksiksizliğini ve güvenilirliğini sağlar. MIC kullanan mevcut hidrofor su tedarik sistemlerinin incelenmesi için öneriler geliştirilmiştir.

7. LCCB simülasyonuna dayalı olarak pompa istasyonu için pompa ekipmanının en uygun versiyonunu seçme metodolojisi geliştirilmiştir. Çalışmak için metodolojik, matematiksel ve teknik yaklaşımların kombinasyonu, bir çözüm aramamıza ve yatırımların geri ödeme süresini hesaplamak için mevcut ve yeni üfleyicilerin verimlilikleri açısından karşılaştırmalı bir değerlendirmesini yapmamıza olanak tanır.

Tez araştırma literatürü listesi Teknik Bilimler Adayı Steinmiller, Oleg Adolfovich, 2010

1. Abramov N. N. Su temini şebekelerinin hesaplanması / N. N. Abramov, M. M. Pospelova, M. A. Somov, V. N. Varapaev ve diğerleri - M .: Stroyizdat, 1983. - 278 s.

2. Abramov NN Su temini ve dağıtım sistemlerinin hesaplanması için teori ve metodoloji / NN Abramov. - M.: Stroyizdat, 1972 .-- 288 s.

3. Ayvazyan SA Uygulamalı istatistikler. Modellemenin temelleri ve birincil veri işleme / S.A. Ayvazyan, I.S. Enyukov, L.D. Meshalkin. - M.: Finans ve istatistik, 1983 .-- 471 s.

4. Alekseev MI Su tüketimini ve su temini ve su bertaraf sistemlerinin güvenilirliğini tahmin etmenin metodik ilkeleri / MI Alekseev, GG Krivosheev // RAASN Bülteni. - 1997. - Sayı. 2.

5. Alyptul AD Hidrolik ve aerodinamik: ders kitabı. üniversiteler için ders kitabı /

6. A.D. Alyptul, P.G. Kisilev. - Ed. 2. - M.: Stroyizdat, 1975 .-- 323 s.

7. Andriyashev MM Su boruları için ekipmanın hidrolik hesaplamaları / MM Andriyashev. - M.: Stroyizdat, 1979 .-- 104 s.

8. Bazhenov V. I. Göstergeye dayalı pompalama sistemlerinin ekonomik analizi - ■ yaşam döngüsü maliyetleri / V. I. Bazhenov, S. E. Berezin, N. N. Zubovskaya // VST. - 2006. - No. 3, bölüm 2. - S. 31-35.

9. Bellman R. Dinamik programlama / R. Bellman. - E.: IL, 1961. -400 s.

10. Berezin SE Dalgıç pompalı pompa istasyonları: hesaplama ve tasarım / SE Berezin. -M. : Stroyizdat, 2008 .-- 160 s.

11. Büyük Ansiklopedik Sözlük / Ch. ed. AM Prohorov. - M.: Büyük Rus Ansiklopedisi, 2002 .-- 1456 s.

12. St. Petersburg'un su temini / toplamın altında. ed. F.V. Karmazinova. -SPb. : Yeni dergi. - 2003 .-- 688 s.

13. Grimitlin AM Binaların mühendislik ekipmanlarındaki pompalar, vantilatörler, kompresörler: ders kitabı. ödenek / A. M. Grimitlin, O. P. Ivanov,

14. B. A. Puhkal. -SPb. : AVOK Kuzey-Batı, 2006 .-- 214 s.

15. Grishin AP Dalgıç elektrikli pompa / AP Grishin // Sıhhi Tesisatı beslerken frekans dönüştürücünün düzenleme yasası. - 2007. - No. 7. -1. 20-22.

16. Evdokimov A. Fonksiyonların en aza indirilmesi ve mühendislik ağlarının otomatik kontrol görevlerine uygulanması / A. Evdokimov. - Kharkov: Okul aranıyor, 1985 - 288 s.

17. Evdokimov A. G. Mühendislik ağlarında akış dağılımının modellenmesi ve optimizasyonu / A. G. Evdokimov, A. D. Tevyashev. - M.: Stroyizdat, 1990. -368 s.

18. Evdokimov A. Mühendislik ağlarında en uygun görevler / A. Evdokimov. - Kharkov: Vishcha okulu, 1976 .-- 153 s.

19. Zorkin EM Düzenlenmiş bir pompa ünitesi / EM Zorkin // Su: teknoloji ve ekoloji ile kapalı basınçlı su tedarik sistemlerinin kararlılığının karşılaştırmalı analizi. - 2008. - No. 3. - S. 32-39.

20. Ilyin Yu. A. Hidrofor pompa istasyonlarının yeniden inşası sırasında enerji tasarrufu sağlayan cihazları seçme metodolojisi / Yu. A. Ilyin, S. Yu. Ignatchik, SV Sarkisov ve diğerleri // 4 akademik okuma materyali. - SPb., 2009 .-- S. 53-58.

21. İlyin Yu.A. Su temini tesislerinin ve ekipmanlarının güvenilirliği / Yu.A. İlyin. - M.: Stroyizdat, 1985 .-- 240 s.

22. İlyin Yu. A. Pompaların ve su hatlarının paralel çalışması hakkında / Yu. A. İlyin, A. P. Avsyukevich // LISI çalışmalarının üniversiteler arası tematik koleksiyonu. - SPb., 1991. -S. 13-19.

23. Ilyin Yu. A. Su temini ağlarının izlenmesi için doğrulama hesaplamaları metodolojisinin özellikleri / Yu. A. Ilyin, V. S. Ignatchik, S. V. Sarkisov // 2 akademik okuma materyali. - SPb., 2004 .-- S. 30-32.

24. Ilyin Yu. A. Paralel sıralı su temini sistemi imar şeması ile su temininin güvenilirliğini arttırma / Yu. A. Ilyin, V. S. Ignatchik, S. Yu. Ignatchik ve diğerleri // 4 akademik okuma materyali. - SPb., 2009 .-- S. 50-53.

25. İlyin Yu.A. Su temininin güvenilirliğinin hesaplanması / Yu.A. İlyin. - M.: Stroyizdat, 1987 .-- 320 s.

26. Ilyina TN Mühendislik ağlarının hidrolik hesaplanmasının temelleri: ders kitabı. ödenek / T.N. Ilyina. - E.: İnşaat Mühendisliği Üniversiteleri Birliği, 2007. - 192 s.

27. Binaların mühendislik sistemleri. - M.: OOO "Grundfos", 2006. - 256 s.

28. Kazhdan A. A. Su temini ve kanalizasyon sorunlarına kapsamlı bir çözüm için bir fırsat olarak Su Denetimi / A. A. Kazhdan // Su: teknoloji ve ekoloji. - 2008. - No. 3. - S. 70-72.

29. Kanaev A. N. Büyük çaplı boru hatlarında su akış hızlarının ölçülmesi konusunda / A. N. Kanaev, A. I. Polyakov, M. G. Novikov // Su: teknoloji ve ekoloji. - 2008. - No. 3. - S. 40-47.

30. Karambirov SN Çok modlu ve eksik ilk bilgi koşullarında su temini ve dağıtım sistemleri için hesaplama yöntemlerinin iyileştirilmesi: yazar. dis. ... Teknik Bilimler Doktoru / S.N. Karaambirov. - M., 2005 .-- 48 s.

31. Karelin V. Ya. Pompalar ve pompa istasyonları / V. Ya. Karelin, A. V. Minaev. - M.: Stroyizdat, 1986 .-- 320 s.

32. Karmazinov FV St. Petersburg / FV Karmazinov // VST'de su temini ve atık su bertarafı sorunlarını çözmeye yönelik yenilikçi yaklaşımlar. - 2008. -№8. -İLE BİRLİKTE. 4-5.

33. Karttunen E. Su temini II: çev. Fince / E. Karttunen'den; Finlandiya İnşaat Mühendisleri Birliği RIL -SPb. : Yeni dergi, 2005 - 688 s.

34. Kim A. N. Mobil ölçüm kompleksi (MIC) ve pompalama sistemlerinin çalışmasını değerlendirmek için kullanımı / A. N. Kim, O. A. Steinmiller, A. S. Mironov // 66. bilimsel konferansın raporları. - SPb., 2009. - Bölüm 2. - S. 66-70.

35. Kim A. N. Su temini için pompalama sistemlerinin optimizasyonu / A. N. Kim, O. A. Steinmiller // 64. bilimsel konferansın raporları. - SPb., 2007. - Bölüm 2. -S. 44-48.

36. Kim AN Binaların ev ve içme suyu temini sistemlerindeki sorunlar. Basınç yükseltme üniteleri / A.N. Kim, P.N. Goryachev,

37. OA Steinmiller // 7. Uluslararası Forum HEAT & UEYT Materyalleri. - M., 2005 .-- S. 54-59.

38. Kim A. N. Pompalama sistemlerinin çalışmasını değerlendirmek için bir mobil ölçüm kompleksinin (MIC) geliştirilmesi / A. N. Kim, O. A. Steinmiller, A. S. Mironov // 4 akademik okuma materyali. - SPb., 2009 .-- S. 46-50.

39. Kim AN Basınçlı su arıtma tesislerinin iyileştirilmesi: av-toref. dis. ... doktor. teknoloji Bilimler / A.N. Kim. -SPb. : GASU, 1998 .-- 48 s.

40. Kinebas A. K. St. Petersburg / A. K. Kinebas, M. N. Ipatko, Yu. V. Ruksin ve diğerleri // VST'deki Uritskaya pompa istasyonunun etki bölgesindeki su kaynağının optimizasyonu. - 2009. - No. 10, bölüm 2. - S. 12-16.

41. Kinebas A. K. St. Petersburg Güney Su İşleri'nde su temin sisteminin yeniden inşası / A. K. Kinebas, M. N. Ipatko, Yu. A. Ilyin // VST. -2009. -№ Yu, bölüm 2. -S. 17-22.

42. Amortisman gruplarına dahil edilen sabit kıymetlerin sınıflandırılması: onaylandı. Çözünürlük Rusya Federasyonu Hükümeti 01.01.2002 No. 1. - M.: Vergi Bilgisi, 2007. - 88 s.

43. Kozhinov I. V. Su temin sistemlerinin çalışması sırasında su kayıplarının giderilmesi / I. V. Kozhinov, R. G. Dobrovolsky. - M.: Stroyizdat, 1988 .-- 348 s.

44. Kopytin A.N. Pompalama ünitelerinin verimliliğini belirlemeye yönelik modern yaklaşımlar / A.N. Kopytin, O. Yu. Tsarinnik // Sıhhi tesisat, ısıtma, klima. - 2007. -№8. - S.14-16.

45. Korn G. Matematik El Kitabı (bilim adamları ve mühendisler için: İngilizce'den çevrilmiştir: / G. Korn, T. Korn; I. G. Aramanovich'in genel editörlüğü altında. - M.: Nauka, 1973. - 832 ile.

46. ​​​​Kostin VI Karma bir ortak çalışma şemasına sahip üfleyicilerin performansının düzenlenmesi / VI Kostin // Izvestiya vuzov. Yapı. - Novosibirsk, 2006. - No. 6. - S. 61-64.

47. Krasilnikov A. Su temin sistemlerinde kademeli kontrollü otomatik pompalama ünitelerinin uygulanması Elektronik kaynak. /

48. A. Krasilnikov // İnşaat mühendisliği. - Elektron, dan. - M., 20052006. - Erişim modu: http://www.archive-online.ru/read/stroing/330.

49. Kurganov A. M. Su temini ve su bertaraf sistemlerinin hidrolik hesaplamaları: bir referans kitabı / A. M. Kurganov, N. V. Fedorov. - L.: Stroyizdat, 1986. -440 s.

50. Kurganov AM Su temini ve kanalizasyon sistemlerinin hidrolik hesaplamaları el kitabı / AM Kurganov, NF Fedorov. - L.: Stroyizdat, 1973.-408 s.

51. Lapchik MP Sayısal yöntemler: ders kitabı. ödenek / MP Lapchik, MI Ragulina, EK Henner; ed. M.P. Lapchik. - M.: ITs "Akademi", 2007 - 384 s.

52. Leznov BS Pompalama ve hava üfleme tesislerinde enerji tasarrufu ve ayarlanabilir tahrik / BS Leznov. - E.: Energoatomizdat, 2006 .-- 360 s.

53. Leznov B.S. Pompalama ünitelerinde kontrollü bir elektrikli tahrik kullanmanın modern sorunları / B.S.Leznov // VST. - 2006. - No. 11, bölüm 2. - S. 2-5.

54. Lensky V. A. Su temini ve kanalizasyon / V. A. Lensky,

55. V.I. Pavlov. - M.: Yüksek okul, 1964 .-- 387 s.

56. Merenkov A.P. Hidrolik devreler teorisi / A.P. Merenkov, V. Ya. Khasilev. - E.: Nauka, 1985 .-- 294 s.

57. Kamu su tedarik sistemlerinde hesaplanmamış maliyetlerin ve su kayıplarının belirlenmesi için metodoloji: onaylandı. Rusya Federasyonu Sanayi ve Enerji Bakanlığı'nın 20.12.2004 No. 172 sayılı emriyle. - M.: Rusya Rosstroy, 2005. - 57 s.

58. Morozov KE Bilimsel bilgide matematiksel modelleme / KE Morozov. - M.: Mysl, 1969.212 s.

59. Moshnin LF Su temini şebekelerinin teknik ve ekonomik hesaplama yöntemleri / LF Moshnin. - M.: Stroyizdat, 1950 .-- 144 s.

60. Nikolaev V. Değişken tahrikli pompa ünitelerinin çeşitli kontrol yöntemlerinin enerji verimliliğinin analizi / V. Nikolaev // V ST. - 2006. - No. 11, bölüm 2. - S. 6-16.

61. Nikolaev V. Değişken kanatlı üfleyici yükünde enerji tasarrufu potansiyeli / V. Nikolaev // Tesisat. - 2007. - No. 6. - S. 68-73; 2008. -Hayır. 1. -C. 72-79.

62. Gadflies VS Tarımsal su temini ve kanalizasyon için hesaplama örnekleri: ders kitabı. ödenek / V. S. Ovodov, V. G. İlyin. - M.: Zirai Edebiyat Devlet Yayınevi, 1955. - 304 s.

63. Patent 2230938 Rusya Federasyonu, IPC 7 B 04 D 15/00. Değişken yükte kanatlı üfleyici sisteminin çalışmasını ayarlama yöntemi / V. Nikolaev.

64. 61736 numaralı faydalı model için patent, IPC Е03В 11/16. Pompa ünitesi kontrol sistemi / FV Karmazinov, Yu. A. Ilyin, VS Ignatchik ve diğerleri; yayın 2007, Boğa. 7 numara

65. 65906 numaralı faydalı model için patent, IPC EOZV 7/04. Çok bölgeli su temin sistemi / FV Karmazinov, Yu.A. Ilyin, VS Ignatchik ve diğerleri; yayın 2007, Boğa. 7 numara

66. 81817 numaralı faydalı model için patent, IPC в05В 15/00. Su temini kontrol sistemi / A.N. Kim, O.A. Steinmiller. ; yayın 2008, Boğa. 9.

67. Kamu su temini ve kanalizasyon sistemlerinin ve yapılarının teknik işletimi için kurallar: onaylandı. 12/30/1999 tarihli Rusya Gosstroy'un emriyle. - M.: Rusya'nın Gosstroy'u, 2000 .-- 123 s.

68. Preger EA Kanalizasyon pompa istasyonlarının pompalarının ve boru hatlarının ortak çalışmasına ilişkin analitik araştırma yöntemi: ders kitabı. ödenek / EA Preger. - L.: LISI, 1974 .-- 61 s.

69. Preger EA Şebeke içinde paralel çalışan santrifüj pompaların performanslarının tasarım koşullarında analitik olarak belirlenmesi / EA Preger // LISI'nin bilimsel çalışmaları. - L., 1952. - Sayı. 12. - S. 137-149.

70. Endüstriyel pompalama ekipmanı. - M.: OOO "Grundfos", 2006. - 176 s.

71. Promenergo. JSC "Promenergo"nun küçük boyutlu otomatik pompa istasyonları. - Ed. 3. ekleyin. - SPb., 2008 .-- 125 s.

72. Pfleiderer K. Santrifüj ve pervaneli pompalar: çev. 2. Almanca baskıdan / K. Pfleiderer. - M .; L.: ONTI, 1937 .-- 495 s.

73. Raizberg B.A. Tez ve akademik derece: adaylar için bir rehber / BA Raizberg. - 3. baskı. - E.: INFRA-M, 2003 .-- 411 s.

75. Rutkovskaya D. Sinir ağları, genetik algoritmalar ve bulanık sistemler / D. Rutkovskaya, M. Pilinsky, L. Rutkovsky. - M.: Yardım Hattı - Telekom, 2004 .-- 452 s.

76. Selivanov AS Su temini ve dağıtım sistemlerinin optimizasyonunda fonksiyonel ve yapısal teşhis modellerinin geliştirilmesi: yazar. dis. ... Cand. teknoloji Bilimler / A.S. Selivanov. - SPb, 2007 .-- 27 s.

77.SNiP 2.04.01-85 *. Binaların iç su temini ve kanalizasyon. - E.: GPCPP, 1996.

78.SNiP 2.04.02-84 *. Su tedarik etmek. Dış ağlar ve tesisler. - E.: GPCPP, 1996.

79.SNiP 2.04.03-85. Kanalizasyon. Dış ağlar ve tesisler. - E.: GP TsPP, 1996.

80.SNiP 3.05.04-85 *. Dış ağlar ve su temini ve kanalizasyon tesisleri. - E.: GP TsPP, 1996.

81. Sumarokov SV Su temin sistemlerinin matematiksel modellemesi / SV Sumarokov. - Novosibirsk: Nauka, 1983 .-- 167 s.

82. Turk V. I. Pompalar ve pompa istasyonları / V. I. Türk. - M.: Stroyizdat, 1976.-304 s.

83. Faddeev DK Lineer cebirin hesaplama yöntemleri / DK Faddeev, VN Faddeeva. - E.: Lan, 2002 .-- 736 s.

84. Feofanov Yu. A. Şehirlerdeki su temin sistemlerinin güvenilirliğinin arttırılması (St. Petersburg örneğinde) / Yu. A. Feofanov // Rus mimari ve inşaat ansiklopedisi. - M., 2000. - T. 6. - S. 90-91.

85. Feofanov Yu.A. St. Petersburg / Yu.A. Feofanov, P.P. Makhnev, M.M. Khyamalyaynen, M. Yu. Yudin // VST'nin su temin sistemlerinde hesaplanmayan maliyetleri ve kayıpları belirleme metodolojisi. - 2006. - No. 9, bölüm 1. - S. 33-36.

86. Forsyth J. Matematiksel hesaplamaların makine yöntemleri / J. Forsyth, M. Malcolm, K. Mowler. - M.: Mir, 1980 .-- 177 s.

87. Khasilev V. Ya. Hidrolik devreler teorisinin unsurları: yazar. dis. ... doktor. teknoloji Bilimler. / V. Ya. Khasilev. - Novosibirsk, 1966 .-- 98 s.

88. Khorunzhiy PD Su işlerinin hidrolik etkileşiminin hesaplanması / PD Khorunzhiy. - Lviv: Vishcha okulu, 1983 .-- 152 s.

89. Hämäläinen MM St. Petersburg / M. M. Hämäläinen, S. V. Smirnova, M. Yu. Yudin // VST'deki su temin sisteminin karmaşık hidrolik hesaplamaları. - 2006. - No. 9, bölüm 1. - S. 22-24.

90. Chugaev R.R. Hidrolik / R.R. Chugaev. - L.: Energoizdat, 1982 .-- 670 s.

91. Shevelev F. A. Yabancı ülkelerin büyük şehirlerinin su temini / F. A. Shevelev, G. A. Orlov. - M.: Stroyizdat, 1987 .-- 347 s.

92. Shevelev F. A. Su borularının hidrolik hesaplama tabloları / F. A. Shevelev, A. F. Shevelev. -M. : Stroyizdat, 1984 .-- 352 s.

93. Steinmiller OA Mikro bölge / OA Steinmiller, AN Kim // İnşaat Mühendisleri Bülteni'nin suyunun (WSS) temini ve dağıtımı için hidrofor sistemlerinin optimal sentezi sorunu. - 2009. - No. 1 (18). - S.80-84.

94. Steinmiller OA Toplu su tedarik sistemleri / OA Steinmiller // Eurostroy, Ek "Ev". - SPb., 2003 .-- S. 5457.

95. Steinmiller OA Toplu su tedarik sistemleri / OA Steinmiller // AVOK North-West'in mühendislik sistemleri. - SPb., 2005. - Sayı 4 (20). - S. 22-24.

96. Steinmiller OA Binaların ev ve içme suyu temini sistemlerindeki sorunlar. Basınç yükseltme üniteleri / OA Steinmiller // Mühendislik sistemleri AVOK North-West. - SPb., 2004. - No. 2 (14). - S.26-28.

97. Steinmiller OA Kuyu içi su girişleri / OA Steinmiller // Bilimsel-pratik konferansın özetlerinin toplanması. Seri "Yerli sanayinin yükselişi - Rusya'nın yükselişi" / ed. A.M. Grimitlin. - SPb., 2005 .-- S. 47-51.

98. Steinmiller OA "Bölge pompa istasyonu - abone ağı" sisteminin pompalama ekipmanı parametrelerinin statik ve çok modlu optimizasyonu / OA Steinmiller, AN Kim // İnşaat mühendisleri Bülteni. - 2009. - No. 2 (19). - S.41-45.

99. Steinmiller OA Mikro bölgede artan su tedarik ve dağıtım sistemlerinin optimal sentezi problemini çözmek için sayısal yöntemler / OA Steinmiller // İnşaat mühendisleri Bülteni. - 2009. - Sayı 4 (21) .1. 81-87.

101. GRUNDFOS. Ürün katalogları. İzahnameler Elektronik kaynak. / GRUNDFOS // Teknik dokümantasyon 2007. - Elektron, dan. - M.: OOO "Grundfos", 2007. - 1 elektron, seç. disk (CD-ROM).

102. İnşaat ve Çevre Mühendisliğinde Hidrolik: Çözümler kılavuzu. - Taylor & Francis, 2004 .-- 680 s.

103. ITT. Vogel Pumpen. Lowara. Genel katalog (2/2008 tarihli ürün No. 771820390 türkçe). - 2008 .-- 15 s.

104. Muhammed Karamouz. Su Kaynakları Sistemleri Analizi / Mohammad Karamouz, Ferenc Szidarovszky, Banafsheh Zahraie. - Lewis Publishers / CRC, 2003. - 608 s.

105. Pompa Yaşam Döngüsü Maliyetleri: Pompalama Sistemleri için LCC Analizi Kılavuzu. Yönetici Özeti / Hidrolik Enstitüsü, Europump, U.S. Enerji Bakanlığı Endüstriyel Teknolojiler Dairesi (OIT). - 2000. - 16 s.

106. Rama Prasad. Hidrolik ve Su Kaynakları Mühendisliğinde Araştırma Perspektifleri / Rama Prasad, S. Vedula. - Dünya Bilimsel Yayıncılık Şirketi, 2002, 368 s.

107. Thomas M. Walski. Gelişmiş su dağıtım modellemesi ve yönetimi / Thomas M. Walski, Donald V. Chase, Dragan A. Savic. - Bentley Enstitüsü Yayınları, 2004. - 800 s.

Lütfen yukarıdaki bilimsel metinlerin inceleme için gönderildiğini ve orijinal tez metinlerinin (OCR) tanınması yoluyla elde edildiğini unutmayın. Bu bağlamda, tanıma algoritmalarının kusurlu olmasıyla bağlantılı hatalar içerebilirler. Teslim ettiğimiz tez ve özetlerin PDF dosyalarında böyle bir hata yoktur.

ONAYLANDI

Doğal Kaynaklar Enstitüsü Müdürü

A.Yu. Dmitriev

Modülün (disiplin) temel çalışma programı "pompalama ve kompresör istasyonlarının çalıştırılması"

Yön (uzmanlık) FKÖ 03/21/01 "Petrol ve gaz işi"

Küme numarası ( birleşik disiplinler için)

Eğitim profil(ler)i (uzmanlık, program)

« Petrol, gaz ve rafine ürünler için taşıma ve depolama tesislerinin işletilmesi ve bakımı»

Yeterlilik (derece) Üniversite mezunu

Temel kabul müfredatı 2014 G.

İyi 4 yarıyıl 7

Kredi miktarı 6

Disiplin kodu B1.VM5.1.4

Yazışma yoluyla çalışma şekli

Eğitim faaliyetleri türleri

Yazışma kursları için zaman kaynağı

Dersler, h

Uygulamalı dersler, h

Laboratuvar çalışmaları, h

Sınıf dersleri, h

ders, h

Bağımsız çalışma, h

Ara sertifika türü sınav

destek ünitesi TKhNG IPR Departmanı

2014 G.

1. Modülde (disiplin) ustalaşmanın amaçları

B1.VM5.1.4 "Pompa ve kompresör istasyonlarının işletilmesi" disiplinine hakim olmanın bir sonucu olarak, lisans Ts1, Ts3, Ts4, Ts5 OOP 21.03.01 "Petrol hedeflerine ulaşılmasını sağlayan bilgi, beceri ve yetenekler kazanır. ve gaz işi":

Hedef kodu

Hedef beyanı

FSES gereksinimleri

ve ilgilenen

işverenler

Mezunların üretim, teknolojik ve tasarım faaliyetleri için hazır olması, petrol ve gazın çıkarılması, taşınması ve depolanması için ekipmanların modernizasyonu, uygulanması ve işletilmesinin sağlanması

FGOS gereksinimleri, AEER kriterleri, uluslararası EUR-ACE ve FEANI standartlarına uygunluk. OJSC "TomskNIPIneft" araştırma merkezlerinin ve petrol ve gaz endüstrisi işletmelerinin, LLC "Gazprom", AK "Transneft" işletmelerinin ihtiyaçları

Mezunların, yönetim ve yönetim ilkelerini kullanarak modern petrol ve gaz teknolojilerinin disiplinlerarası alanlarında profesyonel kararlar almak için örgütsel ve yönetsel faaliyetlere hazır olmaları

Mezunların, değişen derecelerde disiplinler arası profesyonel hazır bulunuşluk sınıflarında kendi sonuçlarını ve sonuçlarını kanıtlayabilmeleri ve savunabilmeleri için hazır olmaları

FGOS gereklilikleri, AEER kriterleri, uluslararası EUR-ACE ve FEANI standartlarına uygunluk, yerli ve yabancı işverenlerden gelen talepler

Mezunların özerklik ve özyönetim koşullarında kendi kendine çalışma ve sürekli mesleki kişisel gelişim için hazır olmaları

FGOS gereklilikleri, AEER kriterleri, uluslararası EUR-ACE ve FEANI standartlarına uygunluk, yerli ve yabancı işverenlerden gelen talepler

Disiplini incelemenin genel amacı öğrencilerin pompa ve kompresör istasyonlarının işletilmesi ile ilgili temel bilgileri edinmesidir.

Disiplinin incelenmesi, öğrencilerin pompalar ve kompresörler alanında gerekli bilgi ve becerilere hakim olmalarını sağlayacaktır. Pompaların ve kompresörlerin ve yardımcı ekipmanlarının tasarımı, yapımı ve çalıştırılması konusunda bilgi, beceri ve yetenekler kazanmak.

2014-03-15

Modern SCADA sistemlerinin su endüstrisinde tanıtılması, işletmelere, merkezi bir kontrol sisteminden su alma, tedarik etme ve dağıtmanın tüm yönlerini kontrol etme ve yönetme konusunda benzeri görülmemiş bir yetenek sağlar. Yurtdışındaki modern tesisler, bir SCADA sisteminin bir veya birkaç yalıtılmış "otomasyon adasından" oluşmaması gerektiğini, ancak coğrafi olarak dağıtılmış bir ağda çalışan ve işletmelerinin bilgi ve bilgi işlem sistemine entegre edilmiş tek bir sistem olabileceğini ve olması gerektiğini kabul eder. Bir SCADA sistemini uyguladıktan sonraki mantıklı adım, su tedarik sisteminin tahmine dayalı kontrolünü (geri besleme kontrolünün aksine) sağlayan son teknoloji ürünü yazılımla bu yatırımı daha verimli bir şekilde kullanmaktır. Bu eylemlerden elde edilen faydalar, yaşı azaltarak, enerji maliyetlerini en aza indirerek ve operasyonel güvenilirlikten ödün vermeden sistem performansını artırarak iyileştirilmiş su kalitesini içerebilir.


Tanıtım

1970'lerin ortalarından beri otomasyon, geleneksel olarak manuel bir yöntemle kontrol edilen içme suyunun hazırlanması, tedariki ve dağıtımı süreçlerini istila etti. Bu zamana kadar çoğu yapı, manuel kontrol sistemini tamamlayan cihazlar olarak basit alarm lambası konsolları, kadranlı göstergeler ve dairesel grafik kaydediciler gibi konsol ekranları kullandı. Daha sonra nefelometreler, partikül sayaçları ve pH metreler gibi akıllı cihazlar ve analizörler ortaya çıktı. Geçerli su tedarik standartlarına uygunluğu sağlamak için kimyasal dozaj pompalarını kontrol etmek için kullanılabilirler. Nihayetinde, PLC veya dağıtılmış kontrol sistemleri ile tam otomatik kontrol, 1980'lerin başında denizaşırı ülkelerde ortaya çıktı. Teknolojinin gelişmesiyle birlikte yönetim süreçleri de gelişmiştir. Bunun bir örneği, pıhtılaştırıcı dozajı için iç döngünün akış aşağısında ikincil bir kontrol döngüsü olarak akış ölçerlerin kullanılmasıdır. Asıl sorun, bireysel ölçüm araçlarının kullanım teorisinin endüstride varlığını sürdürmesiydi. Kontrol sistemleri, sanki tek bir çıkış değişkenini kontrol etmek için bir veya daha fazla fiziksel sayaç birbirine bağlanmış gibi geliştirildi. PLC'nin ana avantajı, büyük miktarda dijital ve analog veriyi birleştirmenin yanı sıra, ayrı ölçüm cihazlarının birleştirilmesiyle elde edilebileceklerden daha karmaşık algoritmalar oluşturma yeteneğiydi.

Sonuç olarak, su dağıtım sisteminde egzersiz yapmak ve aynı düzeyde kontrol elde etmeye çalışmak mümkün hale geldi. Telemetri ekipmanındaki ilk gelişmeler, düşük veri hızları, yüksek gecikme süresi ve güvenilmez radyo veya kiralık hatlarla ilgili sorunlarla karşı karşıya kaldı. Bugüne kadar, bu sorunlar hala tam olarak çözülmemiştir, ancak çoğu durumda, veri paketi anahtarlamalı yüksek güvenilir ağların veya geniş alan telefon ağlı ADSL bağlantılarının kullanılması nedeniyle üstesinden gelinmiştir.

Tüm bunlar yüksek maliyetlidir, ancak su hizmetleri için bir SCADA sistemine yatırım yapılması şarttır. Amerika, Avrupa ve endüstriyel olarak gelişmiş Asya ülkelerinde, birkaç kişi böyle bir sistem olmadan bir işletmeyi yönetmeye çalışır. Bir SCADA sisteminin ve bir telemetri sisteminin kurulumuyla ilgili önemli maliyetlerin geri ödenmesi için bir gerekçe sağlamak zor olabilir, ancak gerçekte bu yönün alternatifi yoktur.

Yaygın olarak dağıtılmış bir sistemi yönetmek için merkezi bir deneyimli personel havuzu kullanarak iş gücünü azaltmak ve kaliteyi kontrol etme ve yönetme yeteneği en yaygın gerekçelerden ikisidir.

Gelişmiş algoritmaların etkinleştirilmesi için temel sağlayan PLC'lerin yapılara kurulumuna benzer şekilde, geniş çapta dağıtılmış bir telemetri sisteminin ve SCADA sisteminin uygulanması, su dağıtımı üzerinde daha karmaşık kontrole izin verir. Aslında, sistem çapında optimizasyon algoritmaları artık kontrol sistemine entegre edilebilir. Saha Uzaktan Telemetri Birimleri (RTU'lar), telemetri ve tesis yönetim sistemleri, önemli enerji maliyetlerini ve su hizmetleri için diğer faydaları azaltmak için senkronize edilebilir. Su kalitesi, sistem güvenliği ve enerji verimliliği alanlarında önemli ilerleme kaydedilmiştir. Örnek olarak, şu anda Amerika Birleşik Devletleri'nde dağıtım sisteminde istihbarat ve enstrümantasyon kullanarak terör saldırılarına gerçek zamanlı tepkileri incelemek için araştırmalar devam etmektedir.

Dağıtılmış veya merkezi yönetim

Akış ölçerler ve analizörler gibi enstrümantasyon, kendi başlarına oldukça karmaşık olabilir ve birden çok değişken ve farklı çıktılar kullanarak karmaşık algoritmalar yürütebilir. Bunlar da, oldukça karmaşık sevk telekontrolü yapabilen PLC'lere veya akıllı RTU'lara iletilir. PLC'ler ve RTU'lar, genellikle su idaresinin genel merkezinde veya büyük tesislerden birinde bulunan merkezi bir kontrol sistemine bağlanır. Bu merkezi kontrol sistemleri, aynı zamanda oldukça karmaşık algoritmaları yürütebilen güçlü bir PLC ve SCADA sisteminden oluşabilir.

Bu durumda soru, akıllı sistemin nereye kurulacağı veya akıllı sistemin birkaç düzeyde kopyalanmasının tavsiye edilip edilemeyeceğidir. Sistemi merkezi kontrol sunucusuyla iletişim kaybına karşı nispeten bağışık kılan, RTU düzeyinde yerel kontrole sahip olmanın avantajları vardır. Dezavantajı, RTU'ya yalnızca yerelleştirilmiş bilgilerin gönderilmesidir. Bir örnek, operatörün suyun pompalandığı tanktaki su seviyesini veya suyun pompalandığı tankın seviyesini bilmediği bir pompa istasyonudur.

Sistem genelinde, RTU düzeyindeki bireysel algoritmalar, örneğin yanlış zamanda çok fazla su gerektirerek, tesisin çalışması için istenmeyen sonuçlara yol açabilir. Genel bir algoritma kullanmak arzu edilir. Bu nedenle, en iyi yol, iletişim kaybı durumunda en azından temel korumayı sağlamak için yerel kontrole sahip olmak ve genel kararlar almak için merkezi sistemi kontrol etme yeteneğini korumaktır. Basamaklı kontrol ve koruma katmanlarını kullanma fikri, mevcut iki seçenek arasında en uygunudur. RTU kontrolleri hareketsiz durumda olabilir ve yalnızca olağandışı koşullar oluştuğunda veya iletişim kesildiğinde açılabilir. Ek bir avantaj, nispeten programlanamayan RTU'ların, yalnızca nispeten basit işletim algoritmalarını gerçekleştirmeleri gerektiğinden sahada kullanılabilmesidir. Amerika Birleşik Devletleri'ndeki birçok kamu hizmeti kuruluşu, nispeten ucuz “programlanamayan” RTU'ların norm olduğu 1980'lerde RTU'lar kurdu.

Bu kavram şimdi de kullanılmaktadır, ancak yakın zamana kadar sistem genelinde optimizasyon sağlamak için çok az şey yapılmıştır. Schneider Electric, su dağıtım sistemini otomatikleştirmek için gerçek zamanlı bir kontrol programı olan ve SCADA sistemine entegre edilen yazılıma (yazılım) dayalı kontrol sistemleri uygular (bkz. Şekil #1).

Yazılım, mevcut rezervuar seviyeleri, su akışları ve ekipman mevcudiyeti hakkında SCADA sisteminden canlı verileri okur ve ardından planlanan süre için sistemdeki yapılar, tüm pompalar ve otomatik vanalar için kirli ve arıtılmış su akışları için grafikler oluşturur. Yazılım, bu eylemleri iki dakikadan daha kısa sürede gerçekleştirebilir. Her yarım saatte bir, özellikle tüketim tarafındaki yük değiştiğinde ve ekipman arızalandığında değişen koşullara uyum sağlamak için program yeniden başlatılır. Kontroller yazılım tarafından otomatik olarak etkinleştirilir ve işletme personeli olmadan en güçlü su dağıtım sistemlerinin bile tam otomatik kontrolüne izin verir. Asıl zorluk, başta enerji kaynakları olmak üzere su dağıtım maliyetini azaltmaktır.

optimizasyon sorunu

Dünya tecrübesi incelendiğinde, su dağıtım sistemlerinde üretim planlaması, pompa ve vanalarla ilgili problemin çözümüne yönelik çok sayıda çalışma ve çabanın olduğu sonucuna varılabilir. Piyasada bir çözüm yaratmak için birkaç ciddi girişim olmasına rağmen, bu çabanın çoğu tamamen bilimsel olmuştur. 1990'larda, bir grup Amerikan kamu hizmeti şirketi, Amerikan Su İşleri Derneği (AWWA) Araştırma Vakfı'nın himayesinde bir Enerji ve Su Kalitesi Yönetim Sistemi (EWQMS) fikrini desteklemek için bir araya geldi. Bu projenin bir sonucu olarak, çeşitli testler yapıldı. Birleşik Krallık'taki Su Araştırma Konseyi (WRC) 1980'lerde benzer bir yaklaşım benimsedi. Ancak hem ABD hem de İngiltere, bu sektörde ticari teşviklerin olmamasının yanı sıra yönetim sistemleri altyapısının eksikliği nedeniyle kısıtlandı, bu nedenle ne yazık ki bu ülkelerden hiçbiri başarılı olmadı ve ardından tüm bu girişimlerden vazgeçildi.

Yetkin bir mühendisin bilinçli tasarım kararları vermesini sağlamak için evrimsel genetik algoritmaları kullanan birkaç hidrolik sistem simülasyon yazılım paketi vardır, ancak hiçbiri herhangi bir su dağıtım sistemi için hedeflenen otomatik gerçek zamanlı kontrol sistemi olarak kabul edilemez.

Amerika Birleşik Devletleri'ndeki 60.000'den fazla su tedarik sistemi ve 15.000 atık su toplama ve bertaraf sistemi, ülke çapında yaklaşık 75 milyar kWh / yıl - Amerika Birleşik Devletleri'ndeki yıllık elektrik tüketiminin yaklaşık % 3'ünü kullanarak, ülkedeki en büyük elektrik tüketicileridir.

Enerji kullanımını optimize etme problemini çözmeye yönelik yaklaşımların çoğu, özellikle çok kriterli evrimsel algoritmalar (MOEA) kullanıldığında, pompa çalışma modlarının planlanması alanında uygun kararlar alınarak önemli tasarrufların sağlanabileceğini göstermektedir. Kural olarak, bu durumda, enerji maliyetlerinde %10-15 aralığında, bazen daha fazla tasarruf öngörülmektedir.

Zorluklardan biri her zaman bu sistemleri gerçek dünya donanımına entegre etmek olmuştur. MOEA tabanlı çözümler, özellikle standart sistemlerden daha fazla pompa kullanan sistemlerde, her zaman nispeten yavaş çözüm yanıt sürelerinden zarar görmüştür. Pompa sayısı 50 ila 100 aralığına ulaştığında çözüm performansı katlanarak artar. Bu, MOEA algoritmalarının işleyişindeki sorunları tasarımla ilgili sorunlar olarak ve algoritmaların kendilerini gerçek zamanlı otomatik kontrol sistemleri yerine öğrenme sistemleri olarak sınıflandırmayı mümkün kılar.

En düşük maliyetle su dağıtımı sorununa önerilen herhangi bir genel çözüm, birkaç temel bileşen gerektirir. İlk olarak, çözüm, gerçek dünyadaki çalışma koşullarında değişen koşullarla başa çıkacak kadar duyarlı olmalı ve merkezi bir kontrol sistemine bağlanabilmelidir. İkinci olarak, mevcut kontrol sistemine entegre edilmiş ana koruma cihazlarının çalışmasına müdahale etmemelidir. Üçüncüsü, su kalitesini veya su temini güvenilirliğini olumsuz etkilemeden enerji maliyetlerini düşürme hedefini karşılamalıdır.

Şu anda ve bu dünya deneyimiyle kanıtlanmıştır, ilgili sorun yeni, daha gelişmiş (MOEA'ya kıyasla) algoritmalar uygulanarak çözülmüştür. Amerika Birleşik Devletleri'ndeki dört büyük tesisle, dağıtım maliyetlerini düşürme hedefine ulaşırken çözümlerin olası performansının kanıtı var.

EBMUD, yarım saatlik bloklardan oluşan 24 saatlik bir programı 53 saniyeden daha kısa bir sürede derler, Maryland'deki Washington Suburban 118 saniye veya daha kısa sürer, Eastern Municipal California bunu 47 saniye veya daha kısa sürede yapar ve Kansas City'deki WaterOne - 2 dakikadan kısa sürer. Bu, MOEA algoritmalarına dayalı sistemlere kıyasla çok daha hızlıdır.

Görevleri tanımlama

Enerji maliyetleri, su arıtma ve dağıtım sistemlerinde ana maliyetlerdir ve genellikle işçilik maliyetlerinden sonra ikinci sıradadır. Toplam elektrik maliyetlerinin %95'ini pompalama ekipmanı oluştururken, geri kalanı aydınlatma, havalandırma ve iklimlendirme ile ilgilidir.

Enerji maliyetlerini düşürmenin bu tesisler için ana teşvik olduğu, ancak operasyonel riskleri artırma veya su kalitesini düşürme pahasına olmadığı açıktır. Herhangi bir optimizasyon sistemi, rezervuarın operasyonel sınırları ve yapıların teknolojik gereksinimleri gibi değişen sınırlayıcı koşulları hesaba katabilmelidir. Herhangi bir gerçek sistemde, her zaman önemli sayıda kısıtlama vardır. Bu kısıtlamalar şunları içerir: minimum pompa çalışma süresi, minimum pompa soğutma süresi, valf düzeneklerinin minimum akış hızı ve maksimum çıkış basıncı, yapıların minimum ve maksimum kapasitesi, pompa istasyonlarında basınç oluşturma kuralları, önemli dalgalanmaları veya suyu önlemek için pompa çalışma sürelerinin belirlenmesi çekiç...

Bir rezervuardaki minimum işletme suyu seviyesi gereksinimleri arasındaki ilişki, su yaşını azaltmak için bir rezervuarda düzenli su sirkülasyonu ihtiyacı ile çelişebileceğinden, su kalitesi kurallarının belirlenmesi ve ölçülmesi daha zordur. Klor bozunması suyun yaşı ile yakından ilişkilidir ve ayrıca ortam sıcaklığına da oldukça bağlıdır, bu da dağıtım sisteminin tüm noktalarında gerekli artık klor seviyesinin korunmasını sağlamak için katı kurallar oluşturmayı zorlaştırır.

Her uygulama projesinde ilginç bir adım, yazılımın optimizasyon programının çıktısı olarak "kısıt başına maliyeti" belirleme yeteneğidir. Bu, müşterinin bazı algılarına güvenilir verilerle meydan okumamızı sağlar ve bu süreç aracılığıyla bazı kısıtlamalar kaldırılabilir. Bu, operatörün zaman içinde ciddi kısıtlamalarla karşılaşabileceği büyük tesisler için yaygın bir sorundur.

Örneğin, büyük bir pompa istasyonunda, istasyonun inşası sırasında ortaya konan haklı nedenlerle üçten fazla pompanın aynı anda kullanılma olasılığı ile ilgili bir sınırlama olabilir.

Yazılımımızda, herhangi bir basınç limitini karşılamak için gün boyunca pompa istasyonu çıkışındaki maksimum akışı belirlemek için bir hidrolik sistem simülasyon devresi kullanıyoruz.

Su dağıtım sisteminin fiziksel yapısını belirledikten, artan basınç bölgelerini belirterek, yazılımımız tarafından otomatik olarak kontrol edilecek ekipmanı seçtikten ve üzerinde anlaşmaya varılan bir dizi kısıtlamayı aldıktan sonra, uygulama projesini uygulamaya başlayabilirsiniz. Müşteri spesifikasyonlarına göre üretim (önceden hazır olma durumuna bağlı olarak) ve konfigürasyon genellikle beş ila altı ay sürer ve ardından üç ay veya daha uzun süren kapsamlı testler yapılır.

Yazılım çözümlerinin olanakları

Çok karmaşık bir çizelgeleme sorununun çözümü birçok kişinin ilgisini çekse de, aslında bu, kullanılabilir, güvenilir ve tam otomatik bir optimizasyon aracı oluşturmak için gereken birçok adımdan sadece biridir. Tipik adımlar aşağıda listelenmiştir:

  • Uzun vadeli ayarların seçimi.
  • SCADA sisteminden veri okuma, hataları tespit etme ve ortadan kaldırma.
  • Arz güvenilirliğini ve su devrini sağlamak için rezervuarlarda olması gereken hedef hacimlerin belirlenmesi.
  • Gerçek zamanlı elektrik fiyatları gibi değişen üçüncü taraf verilerini okuma.
  • Tüm pompalar ve valfler için grafiklerin hesaplanması.
  • Gerektiğinde pompaları başlatmak veya vanaları açmak için SCADA sistemi için veri hazırlayın.
  • Öngörülen talep, maliyetler, su arıtma tahminleri gibi analiz verilerinin güncellenmesi.

Bu süreçteki adımların çoğu yalnızca birkaç saniye sürecektir ve çözücü en uzun süreyi alacaktır, ancak yukarıda belirtildiği gibi etkileşimli olarak çalışacak kadar hızlı olacaktır.

Dağıtım sistemi operatörleri, Windows gibi basit bir istemcide tahminleri ve çıktıları görüntüleyebilir. Aşağıdaki ekran görüntüsü (Şekil # 1), üst grafikteki talebi, ortadaki grafik rezervuar su seviyesini ve alt sıradaki noktalar ise pompa çizelgesini göstermektedir. Sarı çubuklar geçerli saati gösterir; sarı sütundan önceki her şey arşivlenmiş verilerdir; ondan sonraki her şey gelecek için bir tahmindir. Çalışan pompalar (yeşil noktalar) koşullarında rezervuardaki su seviyesinde öngörülen artış ekran formunda görülebilir.

Yazılımımız, enerji maliyetlerinin yanı sıra işletme maliyetlerini de düşürme fırsatları bulmak üzere tasarlanmıştır; ancak, elektrik maliyetlerinin baskın bir etkisi vardır. Enerji maliyetlerini düşürme açısından, üç ana alana bakar:

  • Enerji kullanımının daha ucuz tarifeli dönemlere aktarılması, rezervuarın müşterilere su temini için kullanılması.
  • Bu dönemlerde maksimum pompa sayısını sınırlayarak en yüksek talep maliyetlerini azaltın.
  • Bir pompa veya bir grup pompayı optimum performanslarına yakın bir modda kullanarak su dağıtım sistemine su sağlamak için gereken elektriği azaltmak.

EBMUD Kaliforniya Sonuçları

Benzer bir sistem, Temmuz 2005'te EBMUD'da başlatıldı. Programın ilk faaliyet yılında, bağımsız uzmanlar tarafından onaylanan, %12,5'lik bir enerji tasarrufu (2.7 milyon ABD doları tüketen bir önceki yıla göre 370.000 ABD Doları) elde edildi. İşletmenin ikinci yılında, yaklaşık %13,1 tasarrufla daha da iyi sonuçlar verdi. Bu, esas olarak elektrik yükünün üç bantlı tarife moduna aktarılmasıyla sağlandı. Yazılımı kullanmadan önce EBMUD, manuel operatör müdahalesi yoluyla enerji maliyetlerini azaltmak için önemli çabalar göstermiş ve enerji maliyetlerini 500.000 $ azaltmıştır. Şirketin tüm pompaları yaklaşık 32 sent/kWh'lik 6 saatlik bir maksimum oran süresi boyunca kapatmasına izin veren yeterince büyük bir basınç havuzu inşa edildi. Yazılım, pompaları, tepe periyodunun her iki tarafında 12 cent/kWh oranındaki iki kısa süreli düz yük programından, 9 cent/kWh'lık on saatlik yoğun olmayan gece oranına geçecek şekilde programlıyordu. Elektriğin maliyetinde küçük bir fark olsa bile, faydaları önemliydi.

Her pompa istasyonunda birkaç pompa bulunur ve bazı durumlarda aynı istasyonda farklı kapasitelerde pompalar kullanılır. Bu, optimizasyon programına su dağıtım sisteminde farklı akışlar oluşturmak için çok sayıda seçenek sunar. Yazılım, maksimum verimlilik ve minimum akış ile gerekli günlük kütle dengesini hangi pompa kombinasyonunun sağlayacağını belirlemek için hidrolik performansla ilgili doğrusal olmayan denklemleri çözer. EBMUD, pompa performansını iyileştirmek için çok çalışmış olsa da, yazılım akış oluşturmak için gereken toplam kWh'yi başarıyla azaltmıştır. Bazı pompa istasyonlarında, sadece doğru pompa veya pompaların doğru zamanda seçilmesiyle kapasite %27'den fazla artırılmıştır.

Kalitedeki iyileşmeyi ölçmek daha zordur. EBMUD, manuel olarak uygulamaya çalıştıkları su kalitesini iyileştirmek için üç çalışma kuralı kullandı. İlk kural, atık su arıtma tesisindeki akış hızını günde sadece iki hız değişimine eşitlemekti. Daha düzgün üretim akışları, daha temiz bir tesis rezervuarı ile optimize edilmiş kimyasal dozajı, tutarlı düşük bulanıklık akışı ve tutarlı klor seviyeleri sağlar. Yazılım artık sağlam talep tahmini yoluyla atık su arıtma tesislerinde sürekli olarak iki akış hızı tespit ediyor ve bu oranları gün boyunca dağıtıyor. İkinci gereklilik, ortalama su yaşını azaltmak için döngüsel rezervuarların derinliğini artırmaktı. Yazılım, kütle dengesini düzenlemenin bir yolu olduğundan, bu stratejinin uygulanması zor olmadı. Üçüncü gereklilik en katıydı. Kaskadda farklı basınçlarda su sağlayan birkaç tank ve pompa istasyonu bulunduğundan, EBMUD, ara tanktan eski su yerine kaskadının altından temiz suyun gelmesi için üst tank suya ihtiyaç duyduğunda tüm pompa istasyonlarının aynı anda çalışmasını istedi. ... ... Bu gereksinim de karşılanmıştır.

WSSC Sonuçları (Pennsylvania, New Jersey, Maryland)

Optimizasyon sistemi şirkette Haziran 2006'dan beri kullanılmaktadır. WSSC, elektriğinin %80'inden fazlasını gerçek fiyatlarla satın alarak Amerika Birleşik Devletleri'nde neredeyse benzersiz bir konuma sahiptir. PJM pazarında (Pennsylvania, New Jersey, Maryland) faaliyet gösterir ve doğrudan bağımsız bir piyasa operatöründen elektrik satın alır. Geri kalan pompa istasyonları, üç ayrı elektrik tedarikçisi şirketin farklı tarife yapıları altında faaliyet göstermektedir. Açıkçası, gerçek piyasada pompa planlamasını optimize etme sürecini otomatikleştirmek, programlamanın esnek olması ve elektrik fiyatlarındaki saatlik değişikliklere yanıt vermesi gerektiği anlamına gelir.

Yazılım bu sorunu iki dakikadan daha kısa sürede çözer. Operatörler, yazılım kurulumundan önceki yıl boyunca fiyatların yönlendirdiği büyük pompa istasyonlarında yükü kaydırmada zaten başarılı oldular. Aynı zamanda, otomatik sistemin başlamasından sonraki birkaç gün içinde planlamada gözle görülür gelişmeler görüldü. İlk haftada, sadece bir pompa istasyonunda günde yaklaşık 400 ABD Doları tasarruf kaydedildi. İkinci haftada bu miktar günlük 570 dolara yükseldi ve üçüncü haftada günlük 1000 doları aştı. Benzer etkiler 17 pompa istasyonunda daha elde edildi.

WSSC su dağıtım sistemi, yüksek düzeyde karmaşıklıkla karakterize edilir ve su tüketimini hesaplama ve optimize etme sürecini karmaşıklaştıran çok sayıda kontrolsüz basınç tahliye vanasına sahiptir. Sistemde depolama, günlük su tüketiminin yaklaşık %17,5'i ile sınırlıdır, bu da yükü daha düşük maliyetli dönemlere kaydırma olasılığını azaltır. En ciddi kısıtlamalar, günde 4'ten fazla pompa değişimine izin verilmeyen iki büyük su arıtma tesisiyle ilişkilendirildi. Zamanla, yenileme projelerinden elde edilen tasarrufları artırmak için bu kısıtlamaları kaldırmak mümkün hale geldi.

Kontrol sistemi ile etkileşim

Bu örneklerin her ikisi de mevcut kontrol sistemleriyle yazılım etkileşimi gerektiriyordu. EBMUD, her bir pompa için maksimum 6 başlatma ve durdurma döngüsüne sahip bir giriş tablosu içeren son teknoloji ürünü, merkezi bir pompa planlama paketine zaten sahipti. Bu mevcut işlevi kullanmak ve soruna her çözümden sonra bu tablolardan verilerle bir pompa programı almak nispeten kolaydı. Bu, mevcut yönetim sisteminde minimum değişiklik yapılması gerektiği anlamına geliyordu ve ayrıca rezervuarlar için mevcut taşma ve alttan taşma koruma sistemlerinin kullanılabileceğini gösterdi.

Washington banliyö sistemi oluşturmak ve sisteme bağlanmak için daha da karmaşıktı. Merkezde merkezi bir PLC kurulmamıştır. Ayrıca sahada programlanamayan RTU'ların akıllı PLC'lerle değiştirilmesi için bir program yürütülüyordu. SCADA sistem paketinin scripting diline önemli sayıda mantıksal algoritma eklenirken, SCADA sistem sunucularında veri yedekliliği sağlama ek görevi de çözüldü.

Genel otomasyon stratejilerini kullanmak ilginç bir durum yaratır. Operatör belirli bir alandaki bir rezervuarı manuel olarak doldurursa, hangi pompaların çalıştırıldığını bilir ve bu nedenle rezervuardaki hangi su seviyelerinin izlenmesi gerektiğini de bilir. Operatör, doldurma süresi birkaç saat olan bir rezervuar kullanırsa, pompalar çalıştırıldığı andan itibaren birkaç saat içinde bu rezervuarın seviyelerini izlemek zorunda kalacaktır. Bu süre zarfında bir iletişim kaybı olursa, her durumda pompa istasyonunu durdurarak bu durumu ortadan kaldırabilecektir. Ancak, pompalar tam otomatik bir sistem tarafından çalıştırılırsa, operatörün bunun olduğunu bilmesine gerek yoktur ve bu nedenle sistem, sistemi korumak için otomatik yerel kontrollere daha fazla güvenecektir. Bu, RTU alan birimindeki yerelleştirilmiş mantığın işlevidir.

Herhangi bir karmaşık yazılım uygulama projesinde olduğu gibi, nihai başarı, girdi verilerinin kalitesine ve çözümün dış etkenlere karşı dayanıklılığına bağlıdır. Herhangi bir hayati yardımcı program için gereken güvenlik seviyesini sağlamak için kademeli kilitleme seviyeleri ve koruma cihazları gereklidir.

Çözüm

Son 20 yılda, yurtdışındaki su tedarik şirketleri için otomasyon ve kontrol sistemlerine yapılan büyük yatırımlar, genel optimizasyon stratejilerinin uygulanması için gerekli altyapıyı yarattı. Su hizmetleri kuruluşları, su verimliliğini artırmak, sızıntıları azaltmak ve genel su kalitesini iyileştirmek için bağımsız olarak daha da gelişmiş yazılımlar geliştirmektedir.

Yazılım kullanımı, otomasyon ve kontrol sistemlerine yapılan önemli ön yatırımlardan yararlanarak finansal faydaların nasıl sağlanabileceğinin bir örneğidir.

Deneyimlerimiz, Rusya'daki su temini işletmelerinde ilgili deneyimin kullanılmasının, gelişmiş merkezi kontrol sistemlerinin inşasının, endüstrinin bir dizi acil görevini ve sorununu etkin bir şekilde çözebilecek umut verici bir çözüm olduğunu iddia etmemize izin veriyor.

Bu görevin yerine getirilmesi, Şekil 2'de sunulan pompa istasyonları için geliştirilmiş teşhis prosedürü temelinde gerçekleştirilen pompa ünitelerinin tam ölçekli testlerinin yapılmasına dayanmaktadır. on dört.
Pompalama ünitelerinin çalışmasını optimize etmek için, pompa istasyonunun ekonomik verimliliğinin değerlendirilmesini sağlayacak olan pompa ünitelerinin saha testleri yoluyla verimliliklerini ve spesifik güç tüketimini belirlemek gerekir.
Pompalama ünitelerinin verimliliğini belirledikten sonra, pompalama ünitelerinin en ekonomik çalışma modlarının seçimine geçmenin kolay olduğu yerden pompa istasyonunun verimliliği belirlenir.
istasyon beslemesinin doğruluğu, kurulu pompaların standart boyutları ve izin verilen açılma ve kapanma sayısı.
İdeal olarak, elde edilen veriler bir pompa istasyonunun verimliliğini belirlemek için kullanılabilir.
pompanın çalışma aralığında 10-20 besleme noktasında çeşitli valf açıklığı değerlerinde (0 ila %100 arasında) tam ölçekli testler yapılması gereken pompalama ünitelerinin tam ölçekli testleri sırasında doğrudan ölçümler ).
Pompaların tam ölçekli testleri yapılırken, mevcut frekans motorun devir sayısı ile doğru orantılı olduğundan, özellikle frekans kontrolörlerinin varlığında çarkın hızı ölçülmelidir.
Test sonuçlarına dayanarak, gerçek özellikler oluşturulur Bu özel pompalar için.
Tek tek pompalama ünitelerinin verimliliğini belirledikten sonra, pompalama ünitesinin en ekonomik kombinasyonları veya çalışma modlarının yanı sıra bir bütün olarak pompa istasyonunun verimliliği hesaplanır.
Şebekenin özelliklerini değerlendirmek için, istasyonun çıkışındaki ana su boru hatlarındaki maliyetlerin ve baskıların otomatik muhasebesi verilerini kullanabilirsiniz.
Bir pompalama ünitesinin saha testlerini gerçekleştirmek için doldurma formlarının bir örneği Ek'te sunulmuştur. 4, pompanın gerçek performansının grafikleri - ekte. 5.
Bir pompa istasyonunun çalışmasını optimize etmenin geometrik anlamı, söz konusu zaman aralıklarında dağıtım ağının ihtiyaçlarını (debi, basma yüksekliği) en yakın şekilde karşılayan çalışan pompaları seçmektir (Şekil 15).
Bu çalışma sonucunda, istasyonun büyüklüğü, kurulu pompa sayısı ve standart boyutları ile su tüketiminin niteliğine bağlı olarak elektrik tüketiminde %5-15 oranında azalma sağlanmaktadır.


Bir kaynak: Zakharevich, M.B .. Operasyon ve inşaatlarının güvenli organizasyon biçimlerinin tanıtılması yoluyla su temin sistemlerinin güvenilirliğinin arttırılması: ders kitabı. ödenek. 2011(orijinal)

Konuyla ilgili daha fazla bilgi Pompa istasyonlarının verimliliğini artırma:

  1. Zakharevich, M.B. / M.B. Zakharevich, A.N. Kim, A. Yu. Martyanova; SPbEASU - SPb., 2011. - 6 İşletme ve inşaatlarının güvenli organizasyon biçimlerinin tanıtılması yoluyla su temini sistemlerinin güvenilirliğinin arttırılması: ders kitabı. kılavuz, 2011