ВОЗМОЖНОСТИ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ ЖКХ

В.А.Бендерович, Ю.Б.Илюхин, Я.Л.Любин

    Насосы – самая многочисленная и энергоемкая группа машин – энергопотребителей. Одним из путей энергосбережения является параметрический подбор насосов на основе планов – графиков водопотребления в течение определенных периодов таким образом, чтобы насосы работали в оптимальном режиме.

        Необходимо переходить на эколочески чистые насосы, что будет способствовать улучшению здоровья нации и сокращению энергопотребления.

   Насосы, работающие на предприятиях жилищно-коммунального хозяйства, являются крупнейшими потребителями энергоресурсов. Поэтому от экономичности и надежности этих машин зависят затраты топлива, труда на обслуживание, расходные материалы и т.д. Оптимально выбранный насос во многом способствует минимизации затрат предприятия в целом. В условиях формирования рынка коммунальных услуг это имеет большое значение и для предприятий, и для населения.

       Часто выбор насоса определяется, прежде всего, его ценой. Довлеет психологический фактор примитивной экономии. 

       Исследования показывают, что стоимость насоса при сделке не превышает 5 – 8 % от затрат на его эксплуатацию. И чем хуже по качеству насос, тем больше доля этих затрат. 

      Нередки случаи, когда насос приобретается только такой, какой на этом месте стоял раньше. Но это крайне консервативный подход. Условия могли измениться. И старый насос не годиться ни по параметрам, ни по энергопотреблению, по объему обслуживания. 

      Тенденция создания локальных систем водо- и теплоснабжения выявляет необходимость расширения номенклатуры насосов по типоразмерам и по конструктивному исполнению. 

     Решение задачи осложняется, если насос приобретается из числа выпускаемых крупными предприятиями. Там серийное производство по нормализованному ряду с ограниченной и жестко регламентируемой номенклатурой. Поэтому, как правило, эти насосы дешевле. И это привлекает, что в большинстве случаев вполне оправдано. Эти предприятия с отлаженными технологическими линиями не могут подстраиваться по каждого потребителя. Приходиться приобретать насос, параметры которого отличаются от требуемых. Так появляются «потребительские параметры» и «номинальные параметры». Первые – это параметры, определенные технологическими регламентами пользователя, вторые назначаются изготовителем как среднестатистические с коррекцией по нормальному ряду чисел. Естественно, потребительские параметры могут существенно отличаться от номинальных, выходить за рабочую зону характеристики. В этом случае в проточной части насоса развиваются вихреобразования, пульсации в напорной патрубке, возрастают нестационарные осевые и радиальные силы. Возникает вибрация, которая по валу передается на его уплотнение и через муфту на вал двигателя и его подшипники. В экстремальных условиях это может привести к резонансу. Ускоряется износ уплотнений, появляется протечка, разрушается подшипник. Это сопровождается падением гидравлического и механического КПД. Растет расход электроэнергии. Увеличиваются расходы на ремонт и на заменяющие детали и узлы. 

       Необходимым и весьма полезным дополнением крупного производства являются небольшие предприятия, ориентированные на конкретного потребителя. Они могут и должны выполнять эксклюзивные заказы, т.е. делать точно такие насосы, какие требуются. 

     При подборе насоса необходимо учитывать, что его параметры очень чувствительны к геометрическим отклонениям элементов проточной части, к неровностям их поверхностей. Поэтому напорные характеристики, снятые при приемочных испытаниях одного – двух насосов, имеют весьма ограниченную толерантность, так как в серийных насосах параметры варьируются в весьма широких пределах (рис. 1)

 Рис. 1 Отклонения параметров насосов при эксплуатации

      Отклонения регламентируются в пределах ±10%. Но и в этих пределах, например, консольный насос для воды на подачу 90 м³/ч и напор 20 м может потреблять в год на 6500 кВт/ч электроэнергии больше расчетной величины. К сожалению, качество выпускаемых консольных насосов таково, что вариация параметров выходит далеко за эти границы. Анализ эксплуатации отказов дает достаточно признаков для утверждения, что во многих случаях насосы не проходят приемо-сдаточных испытаний, а технология их изготовления, качество литья не выдерживают никакой критики. Эксплуатация таких насосов недопустимо расточительна. Но они чрезвычайно дешевы. Это прельщает неискушенного или безразличного к экономике покупателя. Выигрыш при покупке выступает в явном виде, а большие эксплуатационные расходы, в том числе на электроэнергию, суммируются с другими производственными издержками и становятся как бы незаметными. Эти насосы доминируют в ЖКХ. 

      В последнее время быстро растет потребление воды в резкопеременных режимах. В большой мере этому способствует расширение применения средств учета расхода. Растет амплитуда расхода и частота перехода от одного режима к другому. Накапливая такую информацию, можно получить с достаточной степенью приближения реальную структуру потребления во времени и сформировать план-график работы насоса в течение длительного времени – сезон, месяц, смена и т.д. 

      Применение самопишущих манометров на напорной линии непосредственно за насосом или других самопишущих приборов позволяет не только определить периодичность изменения параметров и амплитуду расхода, но и анализировать возможные сбои в работе насоса, выявлять ранние признаки отказа. Это тем более экономически оправдано, что позволяет не доводить до поломки и сократить средства и время на ремонт. 

        Все это позволяет более точно сформировать тактико-технические требования, правильно выбрать насос из возможных вариантов. 

      На рис. 2 иллюстрируются 2 варианта план-графика расхода во времени. Если планируется работа по варианту А, можно обойтись одним насосом. Он большую часть времени работает на режиме, близком к оптимальному. Второй насос может быть резервным. Это вполне оправдано в условиях, не допускающих перерывов в подаче воды, в том числе на объектах ЖКХ.

      По варианту Б целесообразно установить параллельно два насоса: один работает непрерывно и в оптимальном режиме, обеспечивая 50% -ный расход. Второй насос включается, когда расход увеличивается, например, вдвое. Если расход изменяется в широких пределах, применяются блок из 3 – 5 и больше насосов. Рентабельность в таких случаях бывает выше даже по сравнению с одним большим насосом с регулируемой частотой вращения. 

Рис. 2 Планы-графики эксплуатационного расхода 

       Возможны и другие пути энергосбережения. Подробно необходимые рекомендации можно найти на сайте www.pumps-seals.ru предприятия НПП «Насосы и Уплотнения», которое накопило опыт и готово оказать помощь предприятиям ЖКХ. 

     Решением Комитета по экологии Государственной Думы РФ рекомендовано: «Министерству регионального развития и Федеральному агентству по строительству рассмотреть вопрос применения труб из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом, учитывая его экологическую и санитарно-эпидемическую безопасность, при проектировании, строительстве и реконструкции сетей водоснабжения». Таким образом, речь идет о чистоте питьевой воды. Абсурдность сложившегося в настоящее время положения в том, что вода подвергается тщательной всесторонней очистке в водоочистительных сооружениях, а в процессе транспортировки по водопроводным сетям, включая насосы и арматуру, эта вода обогащается примесями, состав и количество которых зависит от состояния трактов. Например, в старых чугунных насосах на порядок увеличивается содержание железобактерий. Когда насос не работает, происходит накопление в нижней части его спирального корпуса нерастворимых продуктов коррозии, отложение нерастворимых солей. Активизируются железобактерии. Когда насос включается в работу, эти отложения уносятся к потребителю. 

        Рекомендации Комитета по экологии ГД РФ касаются только одной части системы – труб. Арматура и насосы остались за скобками. Поэтому представляется необходимым, чтобы Роспотребнадзор категорически потребовал изменить ситуацию в кратчайшие сроки, что будет способствовать улучшению здоровья народов России. 

      Здесь есть два решения задачи. Во-первых, литые конструкции насосов должны быть из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом, во-вторых, штампосварные конструкции из недорогих нержавеющих сталей (не содержащих никель и титан). 

      Подошло время, когда в системах водоснабжения населения должны применяться насосы, на которые дает разрешение Санэпиднадзор.

   Кроме того, при этом решается задача и энергосбережения. Проточная часть этих насосов имеет более гладкую поверхность. Сокращаются внутренние потери напора, повышается гидравлический КПД, сокращается энергопотребление. 

     Таким образом, одним из основных путей энергосбережения в ЖКХ является параметрический подбор насосов на основе планов-графиков потребления воды за определенные временные периоды с расчетом их работы на оптимальных режимах.

      Экономически и экологически целесообразно переходить на насосы из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом и низколегированных сталей. 

---