Автоматизация систем тепловодоснабжения

Насосные узлы, которые проектировались в 1980-х годах, устроены довольно просто. Центробежные агрегаты приводятся в движение асинхронными двигателями, включенными через магнитный пускатель. Мощность мотора выбирается с большим запасом. Так страхуются от падения входного давления и необходимости увеличения подачи. Регулирование напора, как правило, осуществляется перераспределением части потока жидкости с выхода насоса на его вход, что совершенно не эффективно. Современные условия, в частности, требования к безаварийности систем тепловодоснабжения, а также стоимость электричества, диктуют новые правила. Сегодня насосные станции оснащаются интеллектуальными шкафами управления на базе контроллеров и преобразователей частоты. С момента принятия федерального закона Об энергосбережении в России активно ведется реконструкция тепловых сетей. Вновь построенные и уже эксплуатирующиеся здания оснащаются балансировочными клапанами на стояках и радиаторными терморегуляторами. Установка подобного оборудования ведет к замене элеваторов на автоматизированные насосные узлы с управляемой подачей теплоносителя.

Это связано с целым рядом технических недостатков традиционного решения. С неспособностью преодолеть повышенное гидравлическое сопротивление системы, с перегревом стояков в теплый период отопительного сезона и их переохлаждением во время понижения температуры, наконец, с невозможностью поддержания температурного графика. Помимо решения данных проблем, автоматизированные узлы, в частности, шкафы управления, дают возможность реализовать визуальный и дистанционный контроль параметров теплоносителя и режимов работы циркуляционных насосов.

Постоянное отслеживание характеристик системы позволяет заранее видеть возможные неполадки, до их глобального проявления, говорит Михаил Борисов, руководитель направления систем автоматизации и управления компании GRUNDFOS. Контроллеры CU352, которые входят в состав шкафов управления ControlMPC нашей компании, дают возможностьследить за оборудованием через локальную сеть, Интернет или с помощью SCADA-системы предприятия. Кроме того, ControlMPC легко включается в нашу систему мониторинга GrundfosRemoteManagement для регистрации данных и контроля через мобильную сеть. Поэтому отслеживать работу оборудования можно даже с помощью iPad.

Повсеместное внедрение автоматизированных насосных узлов ведет к динамическому потреблению ресурсов. Получается, на центральном теплопункте необходимо изменять подачу тепловой энергии таким образом, чтобы в сети не циркулировал перегретый теплоноситель. Много лет подряд данный вопрос решался дросселированием. В систему с перекачивающими насосами ставились специальные задвижки, которые ограничивали расход воды, но не снижали энергопотребление.

Сейчас, в период роста цен на энергоносители, такой вид регулирования полностью изжил себя. При строительстве новых и модернизации уже существующих тепловых пунктов применяются преобразователи частоты, за счет которых изменяется скорость вращения рабочих колес циркуляционных насосов. Оборудование дает именно такой напор, который нужен, что позволяет сократить потери ресурсов, а также сэкономить электроэнергию.

Однако для достижения оптимальной работы системы и минимального энергопотребления недостаточно иметь высокоэффективное оборудование с регулировкой производительности. Не менее важна возможность корректной параллельной работы таких насосов в группе, если в системе их больше одного, то есть необходима реализация эффективного каскадно-частотного регулирования, когда группой преобразователей частоты управляет внешний контроллер, отвечающий за выбор количества и скорости вращения насосов.

Любое регулирование работающих насосов должно осуществляться строго с учетом их рабочих характеристик. Только так удастся добиться оптимизации производительности системы и экономии потребляемой энергии, уверен Михаил Борисов. Например, в контроллеры CU352 при производстве шкафов управления Control MPC загружаются данные кривой характеристики конкретных насосных агрегатов, с которыми этот шкаф будет работать.

Эта информация позволяет рассчитать оптимальные, с точки зрения энергопотребления, частоту вращения и количество параллельно работающих насосов в данный момент времени. То есть контроллер автоматически определяет, запустить ли один насос на стопроцентную производительность, либо два по 50 процентов, либо 3 по 33 процента.

www.grundfos.ru