В «Энерго-Газ-Ноябрьске» полностью обновлено и модернизировано оборудование существующей насосной станции второго подъема городского водозабора. Она предназначена для поддержания давления в сетях водоснабжения и подачи ресурса со станции очистки подземных вод в необходимых потребителям объемах. Общая стоимость проекта по реконструкции и автоматизации насосной станции составила 33 миллиона рублей.

В ходе выполнения работ по модернизации станции, которая обеспечивает ресурсом практически весь город Ноябрьск (население 107 тыс. чел., ЯНАО), выявилась необходимость в совершенствовании всех звеньев технологического процесса.

В рамках концессионного соглашения между Ямало-Ненецким автономным округом, муниципальным образованием г. Ноябрьск и акционерным обществом вместо устаревших насосов советского образца специалисты установили современные насосные агрегаты компании Grundfos, заменили задвижки на автоматически регулируемые поворотные затворы (теперь операторам не придется открывать и закрывать их вручную для регулировки давления). Но ключевым фактором для достижения эффективности и снижения затрат на электроэнергию послужила установка высоковольтных преобразователей частоты. Полученная экономия (только в 2020 году она составила 6,15 млн. рублей) дает возможность двигаться дальше и вкладывать высвободившиеся средства в дальнейшую модернизацию производства.

В частности, последним этапом проведенных работ стала установка датчиков давления в центральном тепловом пункте Пятого микрорайона. Работа насосной станции теперь регулируется исходя из их показателей.

5-й микрорайон — самая высокая точка территории города, поэтому именно там было труднее всего обеспечить необходимый напор воды. Теперь у его жителей есть стопроцентная гарантия поддержания необходимого давления даже при максимальном водоразборе.

Новое оборудование и автоматизация процесса решают сразу несколько задач — это не только значительная экономия энергоресурсов и возможность дальнейшей модернизации, но и повышение надежности и качества водоснабжения.

Как рассказал Андрей Шабуров, директор ООО «ТЕПЛОТЕХСЕРВИС» (Екатеринбург), выполнявшей работы по модернизации, при реализации проекта стояла задача достичь максимальной эффективности работы насосной станции, в том числе в части ресурсосбережения и обеспечения надежности. Поэтому было применено несколько максимально эффективных решений.

В частности, были установлены новые насосы. До этого оборудование станции не отличалось эффективностью. Ранее установленные насосы имели производительность 630 м³/ч с напором 90 метров, что требовало гашения избыточного напора задвижками на напоре насосов не менее чем на 25–35 метров. Поэтому было принято решение заменить их на насосы аналогичной мощности с большей производительностью 1100 м³/ч и меньшим напором 60 метров (с управлением через преобразователи частоты).

Это позволило не только добиться эффективности работы оборудования, но и снизить затраты на модернизацию: она не потребовала глобальной перестройки, поскольку были выбраны оптимальные по рабочей точке новые насосы. Кроме того, грамотное определение параметров современных насосных агрегатов компании Grundfos и схемы их работы позволило применить следующее энергоэффективное решение, когда 30–60% времени суток в зависимости от водоразбора в работе находится только один насос. Второй насос подключается только во время утреннего и вечернего пика водопотребления.

При реконструкции были увеличены диаметры трубопроводов в схемах обвязки новых насосов, что позволило дополнительно снизить гидравлические потери. Если раньше в напорном патрубке насоса на длине 1,5 метра терялось почти 2 атмосферы, то сейчас этот показатель снижен до 0,5.

Также за счет проведенной модернизации удалось внедрить автоматическое поддержание требуемого давления на выходе из насосной станции на город с учетом изменения гидравлических потерь в сетях и обеспечения постоянного расчетного давления у наиболее удаленных потребителей. При этом следует помнить, что гидравлические потери в сетях изменятся в зависимости от расхода в квадрате. То есть если в утренний пик водоразбора расход воды увеличивается в два раза, то гидравлические потери в сетях увеличиваются в четыре раза и аналогично при снижении расхода. То есть предшествующее модернизации решение, когда на выходе из насосной станции держалось стабильное давление, вряд ли можно было назвать экономичным.

---

«Энерго-Газ-Ноябрьск» — комплексное предприятие, осуществляющее эффективное и бесперебойное снабжение города Ноябрьска (ЯНАО) тепловой энергией, электроэнергией, горячей и холодной водой. На территории муниципального образования доля АО «Энерго-Газ-Ноябрьск» в объеме отпуска тепловой энергии составляет 75%, водоснабжения — 93%, водоотведения — 93%. По электрическим сетям предприятия передается более 90% всего объема потребляемой электроэнергии. Входит в группу компаний ООО «Корпорация СТС».

---

Протяженность сетей водоснабжения города Ноябрьска до наиболее удаленных потребителей составляет 8–9 км. И в удаленных районах города, особенно в его верхних точках, в пиковое время водоразбора давления воды в верхних точках системы просто не хватало. При этом ночью напор воды в домовых сетях мог возрастать до 7–8 атмосфер, превышая нормативное значение. Вряд ли все это радовало жителей города. Чтобы квартиры на верхних этажах девятиэтажек в самой дальней и при этом самой высокой точке города — Пятом микрорайоне — обеспечивались водой без перебоев, было принято решение автоматически регулировать подачу воды от насосной станции именно там. В центральном тепловом пункте Пятого микрорайона на выводе сети ХВС на район были установлены датчики давления. В настоящее время управление напором насосной станции второго подъема осуществляется с использованием преобразователей частоты по сигналам обратной связи от датчиков давления на выходе из ЦТП. Передача данных осуществляется по мобильной связи с резервированием от двух операторов. Для защиты системы автоматического управления насосной станцией цифровой сигнал обратной связи по давлению в городе конвертируется в аналоговый сигнал.

В итоге давление на выходе из насосной станции поддерживается не стабильным, как это делается в большинстве городов России, а переменным в зависимости от расхода с учетом обеспечения постоянного напора в наиболее характерной точке сети по сигналу обратной связи.

Для обеспечения требуемой надежности работы автоматизированной системы управления насосной станцией полученные значения сигналов обратной связи от датчиков давления в городе сверяются с данными, рассчитанными по резервному алгоритму. Если нет сигнала обратной связи или его значение отличается от рассчитанного по резервному алгоритму (с заданной погрешностью), то система автоматически переключается на резервную схему (алгоритм) управления, и наоборот, при восстановлении канала связи и получении корректных значений система управления насосной станцией возвращается на расчетный максимально экономичный режим управления. Внедрение данной автоматической схемы управления насосной станцией обеспечивает требуемую надежность и максимальную энергоэффективность ее работы.

Управление количеством работающих/отключаемых в резерв насосов обеспечивается автоматической схемой каскадного управления в зависимости от суммарного расхода воды на город, обеспечения включения работающих насосов с различных вводов по электроснабжению со схемой АВР и автоматической системой выбора насосов для обеспечения равномерности числа часов наработки (не более 24 часов для всех насосов в группе).

Управление напором работающих насосов обеспечивается за счет установки индивидуальных преобразователей частоты среднего напряжения U = 6 кВ номинальной мощностью N = 315 кВт.

Проведенный комплекс работ по модернизации насосной станции второго подъема городского водозабора позволил получить двухкратное снижение потребления электроэнергии на подачу воды в город.