Установки насосных станций рабочая программа. Повышение эффективности работы насосных станций

Размер: px

Начинать показ со страницы:

Транскрипт

1 УТВЕРЖДАЮ Проректор по учебной работе С.А. Болдырев 0 г. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА дисциплины Насосы и насосные станции (наименование дисциплины в соответствии с учебным планом) Программа переподготовки Институт/Факультет Кафедра Инженерное обеспечение зданий и сооружений Институт инженерной экологии Водоснабжения, водоотведения и гидротехники

2 СОДЕРЖАНИЕ 1. Цели и задачи изучения дисциплины Цель преподавания дисциплины Задачи изучения дисциплины Межпредметная связь Требования к результатам освоения дисциплины Объем дисциплины и виды учебной работы Содержание дисциплины Разделы дисциплины и виды занятий в часах (тематический план занятий) Содержание разделов и тем лекционного курса Практические занятия Лабораторные занятия Самостоятельная работа Учебно-методические материалы по дисциплине Основная и дополнительная литература, информационные ресурсы Перечень наглядных и других пособий, методических указаний и материалов к техническим средствам обучения Контрольно-измерительные материалы... 11

3 1.1. Цель преподавания дисциплины 1. Цели и задачи изучения дисциплины формирования знаний по основным видам насосов, компрессоров, технологического оборудования; формирования навыков по проектированию, строительству и эксплуатации насосных и воздуходувных станций, систем водоснабжения и водоотведения. 1.. Задачи изучения дисциплины подготовка бакалавров к проектно-конструкторской, производственно-технологической, научной деятельности и эксплуатации насосных и воздуходувных станций систем водоснабжения и водоотведения Межпредметная связь Дисциплина «Насосы и насосные станции» относится к вариативной части профессионального цикла. Профиль «Водоснабжение и водоотведение», основная часть. Дисциплина «Насосные и воздуходувные станции» основывается на знаниях, полученных при освоении дисциплин: «Математика», «Физика», «Гидравлика», «Теоретическая механика», «Архитектура», «Черчение», «Сопротивление материалов», «Строительные материалы», «Инженерная геодезия», «Электротехника». Требования к входным знаниям, умениям и компетенциям студентов. Студент должен: Знать: основные исторические события, основы правовой системы, нормативно-технические документы в сфере профессиональной деятельности; фундаментальные законы высшей математики, химии, физики, гидравлики, электротехники, теоретической механики, сопротивления материалов; Уметь: самостоятельно приобретать дополнительные знания по учебной и справочной литературе; применять знания, полученные при изучении предшествующих дисциплин; пользоваться персональным компьютером; Владеть: навыками решения математических задач; графоаналитическими методами исследования; методами постановки и решения инженерных задач. Дисциплины, для которых дисциплина «Насосы и насосные станции» является предшествующей: дисциплины профильной направленности: «Водопроводные сети», «Водоотводящие сети», «Водоподготовка и водозаборные сооружения», «Водоотведение и очистка сточных вод», «Санитарно-техническое оборудование зданий и сооружений», «Теплогазоснабжение с основами теплотехники», «Основы промышленного водоснабжения и водоотведения», «Основы промышленного водоотведения», «Эксплуатация сооружений систем водоснабжения и водоотведения», «Реконструкция сооружений систем водоснабжения и водоотведения».

4 1.4. Требования к результатам освоения дисциплины Процесс изучения дисциплины «Отопление» направлен на формирование следующих компетенций: владением культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановки цели и выбору путей её достижения (ОК-1); умением логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь (ОК-); умением использовать нормативные правовые документы в своей деятельности (ОК-5); использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ПК-1); способностью выявить естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, привлечь их для решения соответствующий физикоматематический аппарат (ПК-); владением основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, навыками работы с компьютером как средством управления информации (ПК-5); знанием нормативной базы в области инженерных изысканий, принципов проектирования зданий, сооружений, инженерных систем и оборудования, планировки и застройки населённых мест (ПК-9); владением методами проведения инженерных изысканий, технологией проектирования деталей и конструкций в соответствии с техническим заданием с использованием стандартных прикладных расчётных и графических программных пакетов (ПК-10); способностью проводить предварительное технико-экономическое обоснование проектных расчётов, разрабатывать проектную и рабочую техническую документацию, оформлять законченные проектно-конструкторские работы, контролировать соответствие разрабатываемых проектов и технической документации заданию, стандартам, техническим условиям и другим нормативным документам (ПК-11); владением технологией, методами доводки и освоения технологических процессов строительного производства, производства строительных материалов, изделий и конструкций, машин и оборудования (ПК-1); способностью вести подготовку документации по менеджменту качества и типовыми методами контроля качества технологических процессов на производственных участках, организацию рабочих мест, их техническое оснащение, размещение технологического оборудования, осуществлять контроль соблюдения технологической дисциплины и экологической безопасности (ПК-13); знанием научно-технической информации, отечественного и зарубежного опыта по профилю деятельности (ПК-17); владением математическим моделированием на базе стандартных пакетов автоматизации проектирования и исследований, методами постановки и проведения экспериментов по заданным методикам (ПК-18); способностью составлять отчёты по выполненным работам, участвовать во внедрении результатов исследования и практических разработок (ПК-19); знанием правила и технологии монтажа, наладки, испытания и сдачи в эксплуатацию конструкций, инженерных систем и оборудования строительных объектов, образцов продукции, выпускаемой предприятием (ПК-0); владением методами опытной проверки оборудования и средств технологического обеспечения (ПК-1). В результате освоения дисциплины студент должен: Знать: виды и конструкции основного оборудования насосных и воздуходувных станций; виды и конструкции сооружений насосных и воздуходувных станций;

5 основы проектирования и строительства насосных и воздуходувных станций. Уметь: обосновано принимать проектные решения по составу технологического оборудования насосных и воздуходувных станций как элементов системы, для которой заданы требования потребителей по надёжности и условиям подачи воды, воздуха и режимам эксплуатации. Владеть: навыками монтажа, строительства и эксплуатации основного технологического оборудования и сооружений насосных и воздуходувных станций.

6 . Объем дисциплины и виды учебной работы Вид учебной работы Всего зачетных единиц (часов) Общая трудоемкость дисциплины 68 Аудиторные занятия: 40 лекции 0 практические занятия (ПЗ) 0 семинарские занятия (СЗ) - лабораторные работы (ЛР) - другие виды аудиторных занятий - промежуточный контроль тестирование Самостоятельная работа: 8 изучение теоретического курса (ТО) - курсовой проект - расчетно-графические работы (РГР) - реферат 8 задачи - задания другие виды самостоятельной работы - Вид промежуточного контроля (зачет, экзамен) зачёт

7 3. Содержание дисциплины 3.1. Разделы дисциплины и виды занятий в часах (тематический план занятий) п/п Модули и разделы дисциплины Насосы Назначение, принцип действия и области применения насосов различных видов Рабочий процесс лопастных насосов Характеристики работы лопастных насосов, совместная работа насосов и сетей 4. Конструкции насосов, применяемых для водоснабжения и водоотведения Насосные станции Типы насосных станций систем водоснабжения и водоотведения Водопроводные насосные станции Насосные станции систем водоотведения Лекции, зачетных единиц (часов) ПЗ или СЗ, зачетных единиц (часов) ЛР, зачетных единиц (часов) Самост. работа, зачетных единиц (часов) Реализуемые компетенции ПК-1, ПК-5, ПК-9, ПК-10, ПК-11, ПК-1 ПК-13, ПК-17, ПК-18, ПК-19, ПК-0, ПК ПК-1, ПК-5, ПК-9, ПК-10, ПК-11, ПК ПК-13, ПК-17, ПК-18, ПК-19, ПК-0, ПК-1 Итого Содержание разделов и тем лекционного курса темы лекции раздела Содержание лекции Кол-во часов (зач. ед) Самостоятельная работа Основные параметры и классификация Изучение теоретического насосов. Достоинства и недостатки курса. Проработка конспекта 1 насосов различных типов. Схемы лекций. Работа со устройства и принцип действия специальной литературой. лопастных насосов, насосов трения, Подготовка к текущей объёмных насосов. аттестации (КСР). Давление и напор, развиваемый 1 центробежным насосом. Мощность и КПД насоса. То же

8 Кинематика движения жидкости в рабочих органах центробежного насоса. Основное уравнение центробежного насоса. Подобие 1 насосов. Формулы пересчёта и То же коэффициент быстроходности. Высота всасывания насосов. Кавитация в насосах. Допустимые значения высоты всасывания. 4 Характеристики центробежных насосов. Способы получения 1 характеристик. Совместная То же характеристика работы насоса и трубопровода. Испытания насосов. 5 Параллельная и последовательная 1 работа насосов. Конструкции насосов: центробежных, осевых, диагональных, скважинных, вихревых. Объёмные и шнековые насосы. То же 6 Классификация и типы насосных Выполнение письменной станций. Состав оборудования и контрольной работы помещений насосных и воздуходувных (реферат). станций. 7 Специфические особенности водопроводных насосных станций. Изучение теоретического курса. Проработка конспекта Основные конструктивные решения лекций. Работа со зданий насосных станций. Назначение специальной литературой.. и особенности проектирования насосных станций -1-го и -го подъёма. Подготовка к текущей аттестации (КСР Классификация насосных станций систем водоотведения. Схемы устройства, назначение. Особенности проектирования насосных станций систем водоотведения. Определение ёмкости приёмных резервуаров. Размещение насосных агрегатов. Особенности строительства насосных станций систем водоотведения. Эксплуатация воздуходувных и насосных станций. Техникоэкономические показатели работы насосных станций. Итого: 0 Выполнение письменной контрольной работы (реферат) То же То же

9 3.3. Практические занятия п/п раздела дисциплины Наименование практических занятий Объем в часах Назначение и технические характеристики насосов Классификация и характеристики насосов. Рабочая часть 1 1 характеристики насосов. Стабильная и нестабильная характеристики насосов. Пологие, нормальные, крутопадающие характеристики. Определение крутизны характеристики. Совместная работа насосов и трубопроводов Построение совместной характеристики работы насосов и 1 трубопроводов. Графическая характеристика Q-H трубопровода. Построение приведённой характеристики Q-H центробежного насоса. Определение режимной точки работы насоса в системе трубопроводов. Изменение энергетических характеристик центробежного 3 1 насоса при изменении диаметра и частоты вращения рабочего колеса насоса Рабочие поля характеристик Q-H насоса. Формулы пересчёта. 4 1 Определение геометрической высоты всасывания насоса (ч.1) Определение геометрической высоты всасывания насоса при установке насоса выше уровня жидкости в приёмном резервуаре, ниже уровня жидкости в приёмном резервуаре (насос установлен под заливом), в случае, когда жидкость в приёмном резервуаре находится под избыточным давлением. 5 1 Определение геометрической высоты всасывания насоса (ч.) Определение геометрической высоты всасывания насоса с учётом геодезической отметки установки насоса и с учётом температуры перекачиваемой воды. Выбор основного оборудования водопроводных насосных станций 67 Расчёт подачи насосной станции -го подъёма по ступенчатому и интегральному графикам водопотребления. Влияние вместимости 4 напорно-регулирующей ёмкости на режим работы насосной станции. Определение расчётного напора насосной станции и количества рабочих и резервных насосов. 7 Режим работы насосной станции водоотведения Расчёт подачи и напора насосной станции и вместимости приёмного резервуара. Выбор рабочих и резервных агрегатов. Построение графика часового притока и откачки, расчёт частоты включения насосов в зависимости от вместимости приёмного резервуара. Определение отметки оси насоса при условии его 8 бескавитвционной работы Определение отметки оси насоса. Проверка кавитационного запаса. 9 Учебно-ознакомительная экскурсия на насосные станции Итого: 0

10 3.4. Лабораторные занятия п/п раздела дисциплины Наименование лабораторных работ Объем в часах 3.5. Самостоятельная работа Для приобретения студентами практических навыков в выборе гидромеханического специального оборудования и проектирования сооружений для перекачивания вод предусматривается выполнение курсового проекта. Результатом самостоятельной работы является написание реферата. Данный вид работы составляет 8 часов. Организация самостоятельной работы производиться в соответствии с графиком учебного процесса и самостоятельной работы студентов.

11 4. Учебно-методические материалы по дисциплине 4.1. Основная и дополнительная литература, информационные ресурсы а) основная литература 1. Карелин В.Я., Минаев А.В. Насосы и насосные станции. М.: ООО «Бастет», Шевелёв Ф.А., Шевелёв А.Ф. Таблицы для гидравлического расчёта водопроводных труб. М.: ООО «Бастет», Лукиных А.А., Лукиных Н.А. Таблицы для гидравлического расчёта канализационных сетей и дюкеров по формуле акад. Н.Н. Павловского. М.: ООО «Бастет», Проектирование канализационной насосной станции: учебное пособие/б.м. Гришин, М.В.Бикунова, Саранцев В.А., Титов Е.А., Кочергин А.С. Пенза: ПГУАС, 01. б) дополнительная литература 1. Сомов М.А., Журба М.Г. Водоснабжение. М.: Стройиздат, Воронов Ю.В., Яковлев С.Я. Водоотведение и очистка сточных вод. М.: Изд-во АСВ, Справочник строителя. Монтаж систем внешнего водоснабжения и канализации./под ред. А.К.Перешивкина/. М.: Стройиздат, Водоснабжение и водоотведение. Наружные сети и сооружения. Под ред. Репина Б.Н. М.: Изд-во АСВ, 013. в) программное обеспечение 1. пакет электронных тестов 170 вопросов;. электронный курс лекций «Насосные и воздуходувные станции»; 3. Программа AUTOCAD, RAUCAD, MAGICAD; г) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы 4. электронные каталоги насосов; 5. образцы типовых проектов насосных станций; 6. поисковые системы: YANDEX, MAIL, GOOGLE и др. 7. Интернет сайты: и др. 4.. Перечень наглядных и других пособий, методических указаний и материалов к техническим средствам обучения Материально техническая база дисциплины включает: лабораторию со стендом для проведения лабораторных работ оснащённую необходимыми контрольно-измерительными приборами, аппаратурой и насосными агрегатами. компьютерный класс для проведения лабораторных работ с использованием имитаторов Контрольно-измерительные материалы Контрольно-измерительные материалы: перечень вопросов к экзамену и экзаменационные билеты. Пример типовых тестовых заданий по дисциплине «Насосы и насосные станции»: 1. Что учитывает коэффициент полезного действия? а) степень надежности работы насоса; б) все виды потерь, связанных с преобразованием насосом механической энергии двигателя в энергию движущейся жидкости; в) потери, обусловленные перетеканием воды через зазоры между корпусом и рабочим колесом. Правильный ответ б.. Что представляет собой напор насоса? а) работу производимую насосом в единицу времени; б) приращение удельной энергии жидкости на участке от входа в насос до выхода из него; в) удельную энергию жидкости на выходе из насоса.

12 Правильный ответ б. 3. Напор насоса измеряется а) в метрах столба перекачиваемой насосом жидкости, м; б) в м 3 /с; в) в м 3. Правильный ответ а. 4. Что называется объемной подачей насоса? а) объем жидкости, подаваемый насосом в единицу времени; б) масса жидкости, перекачиваемая насосом в единицу времени; в) вес перекачиваемой жидкости в единицу времени. Правильный ответ а. 5. Какие насосы относятся к группе динамических? а) центробежные насосы; б) поршневые насосы; в) плунжерные насосы. Правильный ответ а. 6. Какие насосы относятся к группе объемных? а) центробежные; б) вихревые; в) поршневые. Правильный ответ в. 7. Работа каких насосов основана на общем принципе силовом взаимодействии лопастей рабочего колеса с обтекающим их потоком перекачиваемой жидкости? а) диафрагменных; б) поршневых; в) центробежных, осевых, диагональных. Правильный ответ в. 8. Основной рабочий орган центробежного насоса? а) рабочее колесо; б) вал; в) корпус насоса. Правильный ответ а. 9. Под действием какой силы жидкость выбрасывается из рабочего колеса центробежного насоса? а) под действием силы тяжести; б) под действием центробежной силы; в) под действием силы Кариолиса. Правильный ответ б. 10. По компоновке насосного агрегата (расположению вала) центробежные насосы подразделяются а) на одноступенчатые и многоступенчатые; б) с односторонним подводом и двусторонним подводом; в) на горизонтальные и вертикальные. Правильный ответ в.

Направление подготовки РАБОЧАЯ ПРОГРАММА дисциплины Б3.В.ДВ.3. «Насосы и насосные станции» (индекс и наименование дисциплины в соответствии с ФГОС ВПО и учебным планом) 08.03.01 Строительство (шифр и наименование

УТВЕРЖДАЮ Проректор по учебной работе С.А. Болдырев 0 г. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА дисциплины Водоснабжение и водоотведение (наименование дисциплины в соответствии с учебным планом) Программа переподготовки Институт/Факультет

УТВЕРЖДАЮ Проректор по учебной работе С.А. Болдырев 20 г. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА дисциплины Реконструкция сетей водоснабжения и водоотведения (наименование дисциплины в соответствии с учебным планом) Программа

УТВЕРЖДАЮ Проректор по учебной работе С.А. Болдырев 20 г. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА дисциплины Эксплуатация сетей водоснабжения и водоотведения (наименование дисциплины в соответствии с учебным планом) Программа

УТВЕРЖДАЮ Проректор по учебной работе С.А. Болдырев 0 г. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА дисциплины Санитарно-техническое оборудование зданий (наименование дисциплины в соответствии с учебным планом) Программа переподготовки

ПРИМЕРНАЯ ПРОГРАММА МОДУЛЯ ИНЖЕНЕРНЫЕ СИСТЕМЫ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ (ТГВ, ВИВ, ОБЩАЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ, И ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ТРАНСПОРТ) Рекомендуется для направления подготовки специальности 270800

УТВЕРЖДАЮ Проректор по учебной работе С.А. Болдырев 20 г. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА дисциплины Насосы, вентиляторы и компрессоры в системах ТГВ (наименование дисциплины в соответствии с учебным планом) Программа

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА дисциплины Б3.В.ДВ.1.2 «Основы водоснабжения и водоотведения населенных пунктов» (индекс и наименование дисциплины в соответствии с ФГОС ВПО и учебным планом) Направление подготовки 08.03.01

УТВЕРЖДАЮ Проректор по учебной работе С.А. Болдырев 0 г. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА дисциплины Метрология, стандартизация и сертификация (наименование дисциплины в соответствии с учебным планом) Программа переподготовки

УТВЕРЖДАЮ Проректор по учебной работе С.А. Болдырев 20 г. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА дисциплины Теплогазоснабжение и вентиляция (наименование дисциплины в соответствии с учебным планом) Программа переподготовки

УТВЕРЖДАЮ Проректор по учебной работе С.А. Болдырев 20 г. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА дисциплины Безопасность зданий и сооружений в сложных природных и природно-техногенных условиях (наименование дисциплины в соответствии

СОДЕРЖАНИЕ 1. Цели и задачи изучения дисциплины... 3 1.1 Цель преподавания дисциплины... 3 1.2 Задачи изучения дисциплины... 3 1.3 Межпредметная связь... 4 2. Объем дисциплины и виды учебной работы...

УТВЕРЖДАЮ Проректор по учебной работе С.А. Болдырев 20 г. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА дисциплины Централизованное теплоснабжение (наименование дисциплины в соответствии с учебным планом) Программа переподготовки

УТВЕРЖДАЮ Проректор по учебной работе С.А. Болдырев 20 г. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА дисциплины Организация, планирование и управление строительством (наименование дисциплины в соответствии с учебным планом) Программа

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ ДОНЕЦКОЙ НАРОДНОЙ РЕСПУБЛИКИ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «ДОНБАССКАЯ НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРЫ»

1. Цель второй производственной практики: - ознакомление студентов 3 курса со специальностью «Водоснабжение и водоотведение» на объектах, где эксплуатируются сети, системы и устройства водоснабжения и

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА дисциплины Б3.В.ДВ.2.2 «Эксплуатация систем и сооружений водоснабжения и водоотведения» (индекс и наименование дисциплины в соответствии с ФГОС ВПО и учебным планом) Направление подготовки

2 Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году Утверждаю: Проректор по УР 2016 г. Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для исполнения в 2016-2017 учебном году на заседании кафедры

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА дисциплины М2.В.ДВ.2.1 «Проектное дело» (индекс и наименование дисциплины в соответствии с ФГОС ВПО и учебным планом) Направление подготовки 08.04.01 «Строительство» (шифр и наименование

Аннотация УМКД УМКД представляет собой совокупность нормативно-методических документов и учебно-методических материалов, обеспечивающих реализацию ООП в образовательном процессе и способствующих эффективному

М и н и с т е р с т в о о б р а з о в а н и я и н а у к и А с т р а х а н с к о й о б л а с т и Г A О У А О В П О «А с т р а х а н с к и й и н ж е н е р н о - с т р о и т е л ь н ы й и н с т и т у т» РАБОЧАЯ

Направление подготовки РАБОЧАЯ ПРОГРАММА дисциплины Б3.В.ДВ.15.2 «Водопроводные сети» (индекс и наименование дисциплины в соответствии с ФГОС ВПО и учебным планом) 08.03.01 Строительство (шифр и наименование

Цели освоения дисциплины В результате освоения данной дисциплины бакалавр приобретает знания, умения и навыки, обеспечивающие достижение целей Ц, Ц2, Ц4, Ц5 основной образовательной программы «Теплоэнергетика

УТВЕРЖДАЮ Проректор по учебной работе С.А. Болдырев 20 г. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА дисциплины Строительная информатика (наименование дисциплины в соответствии с учебным планом) Программа переподготовки Институт/Факультет

Аннотация дисциплины «Основы гидравлики и теплотехники» 1. Цель дисциплины Дисциплина «Основы гидравлики и теплотехники» обеспечивает функциональную связь с базовыми дисциплинами и имеет свою цель приобретение

2 1. ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Целью дисциплины «Теплогазоснабжение и вентиляция» является: освоение основы технической термодинамики и теплопередачи, получение знаний студентами по конструкциям, принципам

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА дисциплины М2.В.ОД.4 «Проектирование современных систем вентиляции» (индекс и наименование дисциплины в соответствии с ФГОС ВПО и учебным планом) Направление подготовки 08.04.01 «Строительство»

УТВЕРЖДАЮ Проректор по учебной работе С.А. Болдырев 0 г. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА дисциплины Кондиционирование воздуха и холодоснабжение (наименование дисциплины в соответствии с учебным планом) Программа переподготовки

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА дисциплины Б2.В.ДВ.2.1 «Прикладные задачи теоретической механики» (индекс и наименование дисциплины в соответствии с ФГОС ВПО и учебным планом) Направление подготовки 08.03.01 Строительство

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА дисциплины Б3.В.ДВ.4.1 «Динамический расчет и обеспечение устойчивости зданий и сооружений при строительстве и эксплуатации» (индекс и наименование дисциплины в соответствии с ФГОС ВПО

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Сибирский федеральный университет» Инженерно-строительный (наименование института) Инженерных систем

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования УТВЕРЖДАЮ Декан строительного факультета В.А. Пименов..20 Рабочая программа дисциплины АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ

2 1. ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Целью дисциплины «Механика жидкости и газа» является развитие и закрепление у студентов способности самостоятельно выполнять аэродинамические и гидравлические инженерные расчеты

УТВЕРЖДАЮ Проректор по учебной работе С.А. Болдырев 20 г. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА дисциплины Инженерная геодезия (наименование дисциплины в соответствии с учебным планом) Программа переподготовки Институт/Факультет

2 1. ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Целями освоения дисциплины Промбезопасность являются: приобретение студентами знаний в области Промбезопасности опасных производственных объектов. 2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ

Негосударственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Камский институт гуманитарных и инженерных технологий» Факультет «Нефти и газа» Кафедра «Инженерные и технические дисциплины»

Лекция 3 Характеристики насоса. Изменение характеристик насосов. .8. Характеристики насоса Характеристикой насоса называется графически выраженная зависимость основных энергетических показателей от подачи

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА дисциплины М2.Б.3 «Методы решения научно-технических задач в строительстве» (индекс и наименование дисциплины в соответствии с ФГОС ВПО и учебным планом) Направление подготовки 08.04.01

ПРИМЕРНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ ИНЖЕНЕРНАЯ ГРАФИКА Рекомендуется для направления подготовки специальности 70800 «СТРОИТЕЛЬСТВО» Квалификация (степень) выпускника бакалавр Москва 010 1. Цели и задачи дисциплины:

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА дисциплины М1.В.ДВ.1.1 «Планирование и обработка результатов эксперимента» (индекс и наименование дисциплины в соответствии с ФГОС ВПО и учебным планом) Направление подготовки 08.04.01

«УТВЕРЖДАЮ» Заведующий кафедрой ТиО ОМД С.В. Самусев 2016г. АННОТАЦИЯ ДИСЦИПЛИНЫ 1. НАИМЕНОВАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ: «ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ПРАКТИКА» 2. НАПРАВЛЕНИЕ ПОДГОТОВКИ 15.03.02 «ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ»

2 1. ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ 1. Цели и задачи дисциплины. Целью освоения дисциплины «Основы промышленных производств» являются приобретение студентами знаний о важнейших современных промышленных технологиях

Аннотация рабочей программы дисциплины УЧЕБНАЯ ГЕОДЕЗИЧЕСКАЯ ПРАКТИКА Место дисциплины в учебном плане Б5 Название кафедры Автомобильные дороги Разработчик программы Хоренко О.П. старший преподаватель

УТВЕРЖДАЮ Проректор по учебной работе С.А. Болдырев 0 г. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА дисциплины Планирование и организация экспериментальных исследований (наименование дисциплины в соответствии с учебным планом)

Б1 Дисциплины (модули) Б1.Б.1 История 59 ОК-2 ОК-6 ОК-7 Б1.Б.2 Философия 59 ОК-1 ОК-6 Б1.Б.3 Иностранный язык 50 ОК-5 ОК-6 ОПК-9 Б1.Б.4 Правоведение (основы законодательства в) Б1.Б.5 Экономика 17 ОК-3

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

1. ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ «НАСОСЫ И ВОЗДУХОДУВНЫЕ СТАНЦИИ» Целью освоения дисциплины «Насосы и воздуходувные станции» является приобретение знаний об основных конструкциях насосов и воздуходувных станций,

1 Общие положения Описание образовательной программы 1.1 Цель, реализуемая ОП ВО Целью образовательной программы академического бакалавриата 08.03.01.04 «Производство и применение строительных материалов,

УТВЕРЖДАЮ Проректор по учебной работе С.А. Болдырев 0 г. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА дисциплины Современные конструктивные системы (наименование дисциплины в соответствии с учебным планом) Программа повышения квалификации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.» Кафедра «Транспортное строительство» АННОТАЦИЯ

Программы учебной и производственной практик При реализации данной ОПОП предусматриваются следующие виды практик: Геодезическая Геологическая Ознакомительная Производственная Строительные машины Технологическая

Направление подготовки РАБОЧАЯ ПРОГРАММА дисциплины Б3.В.ОД.6 «Строительная механика» (индекс и наименование дисциплины в соответствии с ФГОС ВПО и учебным планом) 08.03.01 Строительство (шифр и наименование

ПРОГРАММА Наименование дисциплины: «Теплогазоснабжение и вентиляция» Рекомендуется для подготовки направления (специальности) 08.03.01 «Строительство» Квалификация (степень) выпускника в соответствии с

Аннотация к рабочей программе дисциплины «Организация, планирование и управление в строительстве» направление подготовки бакалавров 08.03.01 «Строительство» (профиль «Промышленное и гражданское строительство»)

Развернутый учебный план бакалавриата по направлению 7000. "Строительство" профиль "Автомобильные дороги" (очная форма обучения) п/п Наименование дисциплин (в том числе практик) Зачетные единицы Трудоемкость

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНОЙ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ (ОПОП) Код и наименование направления 08.03.01 Строительство Квалификация, присваиваемая Бакалавр выпускникам Профиль или магистерская

2 Содержание 1. Компетентностная модель выпускника... 4 1.1 Характеристика и виды профессиональной деятельности выпускника... 4 1.1.1 Область профессиональной деятельности выпускников... 4 1.1.2 Объекты

1. Цели и задачи дисциплины: Цель дисциплины: Получение знаний, умений и навыков по построению и чтению проекционных чертежей и чертежей строительных объектов, отвечающих требованиям стандартизации и унификации;

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИ ЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет

УТВЕРЖДАЮ

Директор института природных ресурсов

А.Ю. Дмитриев

Базовая рабочая программа модуля (дисциплины) «эксплуатация насосных и компрессорных станций»

Направление (специальность) ООП 21.03.01 «Нефтегазовое дело»

Номер кластера (для унифицированных дисциплин )

Профиль(и) подготовки (специализация, программа)

« Эксплуатация и обслуживание объектов транспорта и хранения нефти, газа и продуктов переработки »

Квалификация (степень) Бакалавр

Базовый учебный план приема 2014 г.

Курс 4 семестр 7

Количество кредитов 6

Код дисциплины Б1.ВМ5.1.4

Форма обучения заочная

Вид промежуточной аттестации экзамен

Обеспечивающее подразделение кафедра ТХНГ ИПР

2014 Г.

1. Цели освоения модуля (дисциплины)

В результате освоения дисциплины Б1.ВМ5.1.4 «Эксплуатация насосных и компрессорных станций» бакалавр приобретает знания, умения и навыки, обеспечивающие достижение целей Ц1, Ц3, Ц4, Ц5 ООП 21.03.01 «Нефтегазовое дело»:

Общей целью изучения дисциплины является приобретение студентами базовых знаний, вязанных с эксплуатацией насосных и компрессорных станций.

Изучение дисциплины позволит студентам овладеть необходимыми знаниями и умениямив областинасосов и компрессоров. Приобрести знания, умения и навыки при проектировании, сооружении и эксплуатации насосов и компрессоров и его вспомогательного оборудования.

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:

1. 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

1. Аналитический обзор основ насосной теории, нагнетательного
оборудовании и технологии решения задач создания и повышения
напора в системах подачи и распределения воды (СПРВ) 10

1.1. Насосы. Классификация, основные параметры и понятия.

Технический уровень современного насосного оборудования 10

Основные параметры и классификация насосов 10

Насосное оборудование для повышения напора в водоснабжении.... 12

Обзор новаций и усовершенствований насосов с точки зрения практики их применения 16

1.2. Технология применения нагнетателей в СПРВ 23

1. Насосные станции систем водоснабжения. Классификация 23

   Общие схемы и способы регулирования работы насосов при повышении напора 25

   Оптимизация работы нагнетателей: регулирования скорости и совместная работа 30

Проблемы обеспечения напоров в наружных и внутренних водопроводных сетях 37

Выводы но главе 40

2. Обеспечение потребного напора в наружных и внутренних
водопроводных сетях. Повысительиые компоненты СПРВ на уровне
районных, квартальных и внутренних сетей 41

2.1. Общие направления развития в практике применения насосного

оборудования для повышения напора в водопроводных сетях 41

л 2.2". Задачи обеспечения потребных напоров в водопроводных сет

Краткая характеристика СПРВ (на примере СПб)

Опыт решения задач повышения напора на уровне районных и квартальных сетей 48

2.2.3. Особенности задач повышения напора во внутренних сетях 55

2.3. Постановка задачи оптимизации повысительных компонентов

СПРВ на уровне районных, квартальных и внутренних сетей 69

2.4. Выводы по главе „.._. 76

3. Математическая модель оптимизации насосного оборудования

на периферийном уровне СПРВ 78

3.1. Статическая оптимизация параметров насосного оборудования

на уровне районных, квартальных и внутренних сетей 78

Общее описание структуры районной водопроводной сети при решении задач оптимального синтеза.". 78

Минимизация энергетических затрат на один режим водопотребления „ 83

3.2. Оптимизация параметров насосного оборудования на периферий
ном уровне СПРВ при изменении режима водопотребления 88

Полирежимиое моделирование в задаче минимизации энергетических затрат (общие подходы) 88

Минимизация энергетических затрат при возможности регулирования скорости (частоты вращения колеса) нагнетателя 89

2.3. Минимизация энергетических затрат в случае

каскадно-частотного регулирования (управления) 92

Имитационная модель для оптимизации параметров насосного
оборудования на периферийном уровне СПРВ 95

3.4. Выводы по главе

4". Численные методы решения задач оптимизации параметров
насосного оборудования 101

4.1. Исходные данные для решения задач оптимального синтеза, 101

Изучение режима водопотребления методами анализа временных рядов _ 101

Определение регулярностей временного ряда водопотребления 102

Частотное распределение расходов и коэффициенты

Неравномерности водопотребления 106

4.2. Аналитическое представление рабочих характеристик насосного
оборудования, 109

Моделирование рабочих характеристик отдельных нагнетателей тят 109

Идентификация рабочих характеристик нагнетателей в составе насосных станций 110

4.3. Поиск оптимума целевой функции 113

Оптимальный поиск с использованием градиентных методов 113

Модифицированный план Холлаида. 116

4.3.3. Реализация оптимизационного алгоритма на ЭВМ 119

4.4. Выводы по главе 124

5. Сравнительная эффективность повысительных компонентов

СПРВ на основе оценки стоимости жизненного цикла

(с применением МИК для измерения параметров) 125

5.1. Методология оценки сравнительной эффективности

повысительных компонентов на периферийных участках СПРВ 125

5.1.1. Стоимость жизненного цикла насосного оборудования., 125

Критерий минимизации совокупных дисконтированных затрат для оценки эффективности повысительных компонентов СПРВ 129

Целевая функция экспресс-модели для оптимизации параметров насосного оборудования на периферийном уровне C1IPB 133

5.2. Оптимизация повысительных компонентов на периферийных
участках СПРВ при реконструкции и модернизации 135

Система контроля подачи воды с использованием мобильного измерительного комплекса МИК 136

Экспертная оценка результатов измерения параметров насосного оборудования ПНС с использованием МИК 142

Имитационная модель стоимости жизненного цикла насосного оборудования ПНС на основе данных параметрического аудита 147

5.3. Организационные вопросы реализации оптимизационных

решений (заключительные положения) 152

5.4. Выводы по главе 1 54

Общие выводы.„ 155

Список ли гературы 157

Приложение 1. Некоторые понятия, функциональные зависимости и
характеристики, существенные при выборе насосов 166

Приложение 2. Описание программы для исследования

оптимизационных моделей СПРВ микрорайона 174

Приложение 3. Решение задач оптимизации и построение

имитационных моделей LCCD НС с помощью табличного процессора 182

Введение к работе

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 висели отечественные ученые: Н.Н.Абрамов, М.М.Андрияшев, А.Г.Евдокимов, Ю.А.Ильин, С.Н.Карамбиров, В.Я.Карелин, А.М.Курганов, А.П.Меренков, Л.Ф.Мошнин, Е.А.Прегер, С.В.Сумароков, А.Д.Тевяшев, В.Я.Хасилев, П.Д.Хорунжий, Ф.АЛИевслев 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 раз-їичньіх потребителей, в оконечных участках водопроводной сети, может яв-ться одним из наиболее реальных путей повышения эффективности СПРВ.

Совокупность указанных факторов является основанием постановки задачи определения оптимальных параметров ПЫС 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 эиергоэффективно-сти. 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 рас-

8 четной 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 повысительпых 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 Ш 1С на основе уточненной классификации современного насосного оборудования для повышения напора в системах водоснабжения с учетом таксонометричсского 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.

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

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

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"