В Тракторозаводском районе г. Волгограда проведена модернизация водопроводной насосной станции

В Тракторозаводском районе г. Волгограда завершена модернизация водопроводной насосной станции. В рамках проекта стоимостью 54,5 млн. руб. на станции внедрена система автоматизации, на четыре насосных агрегата установлены частотно-регулируемые приводы. В результате модернизации коэффициент полезного действия ВНС увеличится до 64-70,5% в зависимости от режима работы и глубины частотного регулирования, а общий планируемый экономический эффект составит более 12 млн. руб. в год.
Об этом журналу Вода Magazine рассказывает Алексей Шишов, заместитель руководителя управления информационных технологий по автоматизации технологических процессов ООО «Концессии водоснабжения».

Водопроводная насосная станция (ВНС) 2-го подъема входит в состав комплекса очистных сооружений водопровода Тракторозаводского района, предназначенных для подготовки и подачи воды питьевого качества потребителям Тракторозаводского, Краснооктябрьского и Дзержинского районов города с численностью населения более 400 тыс. человек. Общий объем подаваемой питьевой воды в сеть составляет от 185 до 245 тыс. м3/сут. Проектная производительность очистных сооружений водопровода - 320 тыс. м3/сут.

Текущее состояние насосной станции в целом и основного оборудования в частности является удовлетворительным. Однако с учетом расхождения номиналов существующих насосных агрегатов по давлению и требуемому напору на подачу воды в сеть города (95 м и 80 м соответственно), а также диапазона изменения расхода воды в течение года от 3642,5 до 10228,5 м3/час стала очевидной необходимость модернизации ВНС.

В реализации проекта принимали участие: ООО «Эксперт Энерго» (предпроектное обследование), ООО «Промстроймонтаж» (проектно-изыскательские работы), ООО «Русинтэк» (строительно-монтажные работы).

Финансирование проекта осуществлено в рамках инвестиционной программы ООО «Концессии водоснабжения» 2015-2017 гг. Стоимость работ составила 54,5 млн. руб.

Работы по модернизации станции производились на действующем объекте без прекращения подачи воды потребителям.

В рамках реализации проекта установлены ЧРП 1250 кВт напряжением 6 кВт (производитель - НПП «РУ-Инжиниринг», г. Набережные Челны). Выполнена прокладка силовой кабельной линии. Заменены шкафы управления и пуска электродвигателей. Установлен шкаф управления частотно-регулируемым приводом и запорной арматурой с выводом основных технологических параметров и функций в систему верхнего уровня ClearScada производства Shneider Electric. Установлены системы пожарной сигнализации и видеонаблюдения.

Проектом предусмотрена разработка автоматизированной системы управления технологическим процессом (АСУ ТП) водопроводной насосной станции с включением ее в существующую информационную систему.

Цели АСУ ТП:

- сбор дискретных и аналоговых сигналов и вывод их на рабочее место (АРМ) оператора в помещение дежурного персонала и центральной диспетчерской службы (ЦДС) для контроля работы ВНС посредством системы ClearScada;
- повышение энергоэффективно-сти ВНС;
- повышение уровня технической надежности транспортировки воды, а также поддержание заданных параметров давления и расхода воды;
- обеспечение работы ВНС в автоматическом режиме;
- возможность автоматического управления технологическим процессом дистанционно и с панели управления на ВНС, а также в ручном режиме с щита автоматизации (ЩА);
- обеспечение регулирования процессом (включение, отключение дополнительных насосных агрегатов) по требуемому давлению на выходе системы;
- автоматическое включение резервного насосного агрегата при аварийном отключении рабочего;
- автоматическое отключение рабочего насоса при падении давления во всасывающем трубопроводе менее 49 кПа.
- защита оборудования насосной станции путем контроля значений тока и напряжения.

Для повышения степени автоматизации насосной станции и ее надежности было предусмотрено:

- автоматическое поддерживание заданного давления в напорных водоводах;
- дистанционное и местное управление насосными агрегатами и электроприводами затворов на водоводах как в автоматическом, так и в ручном режимах работы;
- управление электродвигателями насосов совместно с ЧРП с функцией автоматизированного байпаса;
- защита электродвигателей насосных агрегатов по перегреву подшипниковых узлов, обмоток и сердечника статора;
- контроль электрического питания и технологического процесса с выводом информации на панель оператора в диспетчерской;
- световая и звуковая сигнализация работы и аварий на щите управления и АРМ;
- связь АСУ ТП с системой телеметрии для осуществления контроля и управления технологическим процессом и системой вентиляции в помещении ЧРП с ЦДС.

Для создания информационной системы, предоставляющей возможность комплексного информационно-аналитического обеспечения технологических процессов, ранее разработана система телеметрии, которая по-

средством датчиков и приборов учета осуществляет регистрацию текущих параметров оборудования и технологического процесса ВНС с передачей данных на диспетчерский пункт.

Для реализации проектных решений по АСУ ТП приняты серийно изготовляемые приборы и средства автоматизации в соответствии с действующими номенклатурами и с учетом условий среды помещений.

В качестве датчиков давления приняты преобразователи давления фирмы Danfoss серии MBS1700.

Для реализации контроля температуры подшипниковых узлов, обмоток и сердечника статора насосных агрегатов №2, №5 предусматриваются щиты контроля температуры +200JB1, +500JB1 с удаленными модулями ввода ОВЕН МВ110-224.8А, осуществляющие сбор данных и передачу их посредством цифрового интерфейса RS485 на контроллер в щите автоматизации.

Ядром системы управления является программируемый логический контроллер (ПЛК) М258 производства Schneider Electric, устанавливаемый в щите автоматизации. Щит автоматизации представляет собой систему из двух линейных шкафов Rittal TS8 1000x1800x400 мм со степенью защиты IP 55. Внутри шкафа размещаются все элементы силовой и управляющей частей, состоящих из модульных устройств, устанавливаемых на DIN-рейке.

Система автоматизированного управления работой насосных агрегатов станции обеспечивает сбор дискретных и аналоговых сигналов, а также оперативное управление насосными агрегатами. Дискретные и аналоговые сигналы выводятся на модули ввода/вывода контроллера в щит ЩА. Отображение основных технологиче-ских параметров процесса осуществляется на панели оператора ЩА, в помещении дежурного персонала и в ЦДС.

Проектом предусмотрено размещение двух ЧРП в помещении одного блок-бокса размером 3х12 м, расположенном около здания насосной станции.

Передача данных из блок-бокса с ЧРП осуществляется по оптоволоконной линии связи. Для организации передачи данных в блок-боксе преду-

сматривается установка телекоммуникационного щита +100JB1 с преобразователем RS-485 в одномодовое оптоволокно. Данные с ЧРП выводятся на контроллер, установленный в ЩА.

В помещении дежурного персонала предусматривается установка панели оператора (HMIP1) для оперативного контроля технологических параметров и дистанционного управления оборудованием. Щит HMIP1 содержит звонок для оповещения оперативного персонала при аварийных ситуациях.

Проектом предусмотрен контроль следующих параметров технологического процесса:

- давление на линии всасывания и нагнетания насосных агрегатов;
- температура подшипников насосных агрегатов, обмоток и сердечника статора насосных агрегатов.

Управление задвижками и насосными агрегатами осуществляется в двух режимах: «местный» и «дистанционный». В «местном» режиме управление осуществляется с щита ЩА, устанавливаемого в машинном зале. В «дистанционном» режиме управление осуществляется с панели оператора в помещении дежурного персонала.

Системой АСУ ТП осуществляется дистанционное включение и отключение вакуумных выключателей электродвигателей насосных агрегатов, а также дистанционный пуск и остановка ЧРП.

На лицевую панель ЩА выводятся основные технологические параметры посредством сенсорной панели Weintek MT8071iE. На щите ЩА предусматриваются органы управления для осуществления следующих операций по месту:

- открытие/закрытие задвижек на всасывающих насосных агрегатах;
- открытие/закрытие задвижек на нагнетании насосных агрегатов;
- выбор режима управления задвижками «местный/дистанционный»;
- пуск/остановка насосных агрегатов;
- выбор режима управления насосными агрегатами «местный/дистанционный»;
- выбор режима работы насосов от ЧРП;
- дистанционное включение/от-ключение вакуумных выключателей электродвигателей насосных агрегатов;
- квитирование сигнала аварии ЧРП.

Проведенная модернизация в ближайшее время даст ощутимый экономический эффект. Планируемая экономия потребляемой электроэнергии составит 3510178 кВт*ч/год. Ожидаемый коэффициент полезного действия станции увеличится до 64-70,5% в зависимости от режима работы и глубины частотного регулирования. Общий планируемый экономический эффект от модернизации насосной станции составит более 12 млн. руб. в год.

Вода Magazine №8 (132) август 2018 г.