КНС – автоматизация

Автоматизирование работы КНС

Насосные станции, входящие в состав систем водоотведения, предназначены для обеспечения требуемого режима водоотведения сточных вод. Эти станции образованы комплексом основного и вспомогательного оборудования и сооружений, характеристики и конструктивные особенности которых определяются в соответствии с предъявляемыми к ним технологическими требованиями, назначением КНС, принципами охраны природы и комплексного пользования водными ресурсами.

 

 

Основная функция насосных станций, образующих системы водоотведения, заключается в транспортировке сточных вод на очистные сооружения, расположенные на более высоком участке местности, поскольку в этом случае организация этого процесса самотеком невозможна. Также довольно часто КНС применяют для избегания глубокой закладки самотечного коллектора – в данном случае производится подача сточных вод из более низкого заглубленного коллектора в более высокий.

Классификация насосных станций в общей схеме систем водоотведения осуществляется на главные и районные. Главные насосные станции перекачивают сточные воды со всей территории промышленной зоны и населенного пункта. Районные насосные станции перекачивают сточные воды в близлежащий коллектор или непосредственно на очистные сооружения с части территории промышленной зоны и населенного пункта.

Автоматизация насосных станций выполняется в следующих направлениях: пуск/останов насосных агрегатов (НА) и вспомогательного оборудования, контроль заданных параметров и их поддержание на определенной величине (например, уровня воды), прием и передача на диспетчерский пункт сигналов от датчиков параметров. Датчики, используемые для мониторинга рабочих параметров насосной станции, функционируют на принципе преобразования контролируемой величины в электрический сигнал, который затем подается на исполнительный механизм.

Основным современным методом управления работой насосных станций является применение микропроцессорных схем. Основными параметрами, учитываемыми при построении таких систем автоматизированного управления насосными установками, являются уровень воды в резервуаре КНС (контролируемый датчиками) и величина напора в ее отводящем коллекторе. Одним из приоритетных направлений по внедрению автоматизированных систем управления процессом водоотведения считается управление насосными станциями. Таким образом достигается создание технологий, позволяющих обеспечить энергосбережение и экологическую безопасность.

Следует отметить, что во многих населенных пунктах работа сети КНС не автоматизирована, что приводит к повышенной вероятности возникновения аварийной обстановки. Это, в свою очередь, служит причиной перебоев с водоснабжением и сбросов неочищенных сточных вод в природные водные объекты (водоемы, реки), приводя к еще большему усугублению экологической обстановки.

 

Современная АСУ ТП водоотведения должна выполнять следующие основные функции:

• централизованно контролировать технологические параметры как непосредственно процесса водоотведения, так выполняющего его оборудования (основного и вспомогательного),
• оперативно учитывать и регистрировать рабочие параметры оборудования,
• идентифицировать аварийные ситуации,
• прогнозировать процессы водоотведения,
• оптимизировать режимы функционирования оборудования КНС и диагностировать его техническое состояние.

 

Использование автоматизированного управления позволяет:

• достигнуть бесперебойной и четкой работы оборудования,
• уменьшить объем приемных резервуаров путем установки оптимального режима откачивания стоков,
• достичь значительной экономии электроэнергии,
• увеличить срок эксплуатации оборудования,
• сосредоточить в одном месте управление несколькими КНС.

 

Основными функциями, выполнение которых обеспечивается приборами автоматики на насосных станциях, являются:

• прием и передача сигналов управления на пуск/останов НА,
• пуск в установленной временной последовательности одного или нескольких НА,
• обеспечение требуемой величины вакуума перед пуском на корпусе насоса и всасывающем трубопроводе,
• контроль над параметрами рабочего режима при пуске/останове и работе НА,
• остановка НА при выявлении нарушений в их рабочем режиме и пуск резервного НА,
• обеспечение защиты НА от повреждений теплового, электрического и механического характера,
• передача на диспетчерский пульт параметров рабочего режима НА,
• установление, поддержание и контроль таких величин параметров рабочего режима (уровня сточных вод, напора, подачи и др.), при которых данная конкретная КНС обеспечивает наиболее эффективную работу,
• пуск/останов насосных установок, выполняющих дренаж, уплотнение и охлаждение сальников,
• пуск/останов механических грабель,
• подача сигнала о затоплении насосной станции и др.

 

Пример автоматизации городской КНС.

До модернизации:

Пуск/останов насосных установок выполнялся вручную оператором. Для этого использовался звуковой сигнал, подаваемый в ночное и дневное время через каждые 15 – 30 минут.

После модернизации:

Работа насосных установок выполняется в автоматическом режиме, основываясь на предварительном состоянии системы, технологических задержках, скорости заполнения резервуара и логике недопущения аварийных ситуаций. Также внедрена система энергосберегающего освещения и автоматизация функционирования климатического оборудования.

 

Характеристики системы:

• автоматизированная работа насосных установок,
• обеспечение функционирования основных насосных установок через устройства плавного пуска или магнитные пускатели,
• смена основных и резервных насосных установок,
• автоматизированная работа нагревателей и вентиляторов, обеспечивающих вентиляцию КНС,
• визуально-звуковая индикация рабочих процессов и аварийных ситуаций,
• предупреждение возникновения аварийных ситуаций и негативных последствий от них,
• снижение энергопотребления и расширение учета электроэнергии,
• управление каждой насосной установкой в автоматическом или ручном режиме,
• свыше 18-ти защитных систем по электрическим и технологическим параметрам.
Проектирование силовой схемы и управляющей части ориентировано на гибкость и максимальную эффективность функционирования при минимальных вложениях.

 

Экономический, эксплуатационный и социальный эффект:

• энергопотребление основных насосных установок снижено на 5% путем реализации энергосберегающего алгоритма работы и не допущения динамических пусковых режимов,
• энергопотребление освещения КНС снижено на 70% путем секционирования зон освещения и монтажа герметичных энергосберегающих светильников,
• ресурс запорной арматуры и НА увеличен в 1,4 раза,
• нагрузка на энергосберегающую систему КНС снижена путем не допущения возникновения резких пусковых режимов,
• надежность работы КНС повышена путем резервирования режимов, использования качественного оборудования и исключения человеческого фактора,
• электробезопасность эксплуатации системы повышена,
• сведены к минимуму затраты на обслуживающий персонал и эксплуатационные расходы,
• операторы выполняют лишь функции дежурства, поскольку отсутствует необходимость их вмешательства в рабочий процесс в любое время суток. Использованием автоматики достигается бесперебойная работа городской КНС независимо от объема поступающих стоков.