Отныне Стало Известно Какая Альтернатива Есть Водонапорным Башням и почему Она Экономит До 200 000 Рублей



Скачать 92.72 Kb.
Дата09.11.2016
Размер92.72 Kb.
Отныне Стало Известно Какая Альтернатива Есть Водонапорным Башням И Почему Она Экономит До 200 000 Рублей

На рисунках водонапорная башня Рожновского. Впервые в системах водоснабжения загородных и сельских объектов она была применена 5 декабря 1954 года в подсобном хозяйстве санатория Центросоюза на станции Удельная. Башня обслуживала жилой поселок с двухэтажными зданиями, теплицы, парники, коровник. Эту дату можно считать днем начала широкого применения водонапорных цельнометаллических необогреваемых башен Рожновского. В следующем году башня отмечает своё 60-летие. Её конструкция за эти годы практически не изменилась.

Вода в таких системах подается в башню из скважин. Подземные источники в отличие от открытых источников не подвержены загрязнению. Вода, получаемая из глубоких буровых (артезианских) скважин сохраняет первозданную чистоту, что очень важно в нынешних условиях, когда чистая вода стала рыночным товаром первой необходимости.

Башня, прежде всего, предназначена для согласования подачи насоса в скважине с расходом водопотребления. Подача имеет постоянную величину, а расход имеет переменный случайный характер. Если в башне поддерживать постоянный уровень воды, то в водопроводной сети будет постоянное давление, равное высоте этого уровня над землей. Как правило, это не более 15 метров или 1,5 килограмма на квадратный сантиметр. Это тоже одна из функций башни. Расхожее мнение, будто башня обеспечивает запас воды на случай каких либо аварий на практике оказывается несостоятельным. Тех 30 кубометров воды, что имеет полная башня, хватит при расчетном расходе в часы максимального водоразбора на 2..3 часа. О пожарном запасе и говорить не приходиться.

Для нормального согласования подачи и расхода, также поддержания уровня воды в башне нужна автоматика, которая к тому же защищает насос от аварийных режимов. Такие режимы наступают довольно часто из-за некачественных сельских электрических сетей, а также по причине тяжелых условий работы электродвигателя насоса: трехфазный асинхронный электродвигатель работает полностью погруженным в воду.

Сегодня из всех существующих скважинных водозаборов более 80% от их общего числа не обеспечены такими современными техническими средствами, да и башни бесповоротно устарели. В результате поднятая на поверхность в башню вода хорошего качества после неё становится совершенно не пригодной для употребления, поскольку приобретает качество воды из пруда.

Причина в самих башнях. Разработанные более полувека назад, они неоправданно металлоемки, имеют изношенные корпусы, изъеденные коррозией, у некоторых устарел фундамент, и они заваливаются. Они негерметичны и не обеспечивает экологической безопасности. Башни зачастую не имеют крыши, а если она есть, то либо она дырявая, либо на ней поселяются пернатые. Продукты их жизнедеятельности засоряют воду, добавляя загрязнения, полученные в результате их негерметичности. Работа башен в зимнее время неудовлетворительна, они часто замерзают, превращаясь в ледяные столбы, что полностью нарушает водоснабжение.

Башни требуют ремонта, технического ухода, но в большинстве случаев они не подлежат ремонту и их нужно заменить. Как показывает технико-экономический анализ, приведенный ниже, ни ремонт, ни, тем более, замена экономически не выгодны.

Недопустимо высока аварийность погружных насосов, ресурс которых практически не превышает 1 года. Отсутствие автоматики приводит к дополнительному снижению рабочего ресурса насосного оборудования. Ежегодно выходит из строя 50-60% всех эксплуатируемых электронасосов, что полностью нарушает водоснабжение, а их ремонт ежегодно требует миллионы рублей.

Сегодня сложились все условия для широкого перехода к принципиально иным, полностью герметизированным безбашенным прямоточным схемам водоснабжения, обеспечивающим экологическую безопасность, а также существенную экономию всех видов ресурсов - материалов, денежных средств и живого труда. Основным отличием таких схем является использование вместо водонапорной башни преобразователя частоты для привода насосного агрегата. При этом подача насоса плавно регулируется так, что точно следует за расходом. В результате обеспечены прямоточный принцип подачи воды, без промежуточных емкостей и герметичность системы. Прямоточные схемы позволяют надежно защитить питьевую воду от любых химических загрязнений, бактерий и вирусов, радиации и т.п.

Инновационная прямоточная схема подачи и распределения воды может быть практически реализована насосными станциями подготовки и подачи воды заводской готовности контейнерного типа «СКАТ» (Патент РФ № 2308612), разработанными во Всероссийском НИИ электрификации сельского хозяйства.

Постоянство необходимого напора при любых расходах, в любое время, даже ночью когда нет расхода, без дополнительного напорного оборудования обеспечивается преобразователем частоты с режимом «sleep». За счет использования такого режима напор в системе сохраняется даже при нулевом расходе. При начале водоразбора напор не снижается и сохраняется при увеличении расхода. Башня не нужна, при этом функции не только сохранены, но и преумножены.

Трубопровод подает воду сразу из скважины в водопроводный кран, при этом вода по пути находится в герметичной оболочке трубопровода, сохраняя первозданную чистоту. В этом заключен первый эффект.

Частотный привод обеспечивает не только регулирование расхода и стабилизацию напора, но и качественную и эффективную защиту насоса, основанную на интеллектуальном принципе контроля и реагировании на аварийные ситуации с помощью процессора.

Кроме того, СКАТ имеет встроенную систему дистанционного контроля и управления технологическими режимами на основе протокола GSM.

Башенная технологическая схема и прямоточная технологическая схема являются альтернативными, поскольку состав оборудования одинаков для обеих схем за исключением башни, которая заменяется преобразователем частоты. Поэтому они отвечают условиям сопоставимости для сравнительного экономического анализа. Башня по стоимости превосходит преобразователь частоты в среднем на 400 тысяч рублей. Но будет ли прямоточная схема выгоднее, если учесть полные затраты за период, к примеру, годовой эксплуатации.

В процессе технико-экономического сравнения обычно сравнивают два варианта, и оба они предназначены для обеспечения водой одного типоразмера по уровню водопотребления. Однако существует несколько типоразмеров, поэтому сравнительная оценка должна производиться для двух альтернативных вариантов каждого типоразмера.

При сравнении целесообразно учитывать капитальные и связанные с ними эксплуатационные затраты только тех составных частей, которые в обоих вариантах различны. А затраты связанные с одинаковыми частями, например, скважины, здания (сделаем допущение, что стоимость кирпичного павильона насосной станции равна стоимости отдельного контейнера), водоподготовительное оборудование и другое оборудование, учитывать не будем.

В качестве критерия определения экономической выгоды при сравнении альтернативных вариантов в водоснабжении нужно использовать приведенные годовые затрат З на производство продукции (на подачу воды).

, руб., (1)

где Кε – капитальные затраты на элемент оборудования ε, руб.; раε коэффициент амортизации; Екоэффициент эффективности капиталовложений равный 0,1 [1]; – стоимость трудозатрат на ремонт и техническое обслуживание, равное 10% от стоимости капитальных вложений [1], руб.; Э – затраты электроэнергии, руб.

Капитальные затраты равны сумме затрат по каждому элементу ε технологической схемы .

Затраты энергии Э равны сумме затрат электроэнергии каждым из рассматриваемых элементов схемы . Коэффициент амортизации, равный 0,125, и коэффициент эффективности капиталовложений одинаковы для всех рассматриваемых элементов. Электроэнергия в основном тратится на подъем и подачу воды потребителям.

С учетом этого получим:

. (2)
Данные по стоимости оборудования возьмем из каталогов, приводимых торговыми организациями в Интернете. Результаты сведем в таблицу 2.

Таблица 2

Типоразмер, производительность (по скважинному насосу ЭЦВ), м3/час

6,5

10

16

25

40

65

Капитальные затраты в башенной схеме К1,

т. руб.

421,65

421,75

423,90

607,00

611,15

745,55

Разность капитальных затрат ΔК, тыс. руб.

358,35

328,85

315,00

479,80

423,05

487,55

Разность затрат на электроэнергию,

тыс. руб.

-0,77

-0,48

2,40

0,33

13,49

3,83

Разность полных приведенных затрат, тыс. руб.

124,65

114,61

112,65

168,26

161,56

174,48

Экономия капитальных вложений ΔК/К1, %

85

78

74

79

69

65

Проанализируем полученные данные.



  1. Прямоточная технологическая схема эффективна для всех типоразмеров по сравнению с башенной схемой. Разность полных приведенных затрат, определяющая эффективность схемы для разных типоразмеров колеблется от 112,65 до 174,48 тыс. руб. на одну единицу. В этом заключен второй эффект.

  2. Замена башни преобразователем частоты не всегда дает экономию электроэнергии. Это объясняется тем, что она определяется КПД насосных агрегатов в сравниваемых схемах. Поскольку КПД в башенной схеме постоянен и в некоторых типоразмерах равен максимальной величине, а у частотно-регулируемых насосов изменяется в диапазоне регулирования производительности, то его средняя величина всегда будет меньше максимально возможной. Но в большинстве случаев подобрать насосный агрегат с рабочей точкой в номинале не удается и его КПД оказывается чуть меньше чем средний КПД у частотно-регулируемого. Этим объясняется такая маленькая разность затрат на электроэнергию, которая в среднем составляет 8% от разности полных приведенных затрат.

  3. Экономия капитальных вложений, как доминирующая составная часть полных затрат для разных типоразмеров составляет 65…85%.

Оценку общего экономического эффекта получаемого заменой морально и технически устаревших башенных технологических схем водоснабжения на прямоточные схемы проведем на примере Подмосковного региона.

По данным статистики в Подмосковье насчитывается 438 аграрных хозяйств различного направления. Среднее количество башенных систем в одном хозяйстве равно двум. Общее количество для Подмосковья более 870 штук.

Стоимость насосных станций подготовки и подачи воды заводской готовности контейнерного типа без оборудования подготовки воды возьмем из каталогов. Она колеблется от 231,4 до 377,9 тысяч рублей. Подавляющее большинство применяемых типоразмеров 10 и 16 м3/час. Стоимость доставки и монтажа колеблется от 40 до 70 т. руб. Общая стоимость замены равна 220…270 млн. руб.

Замена устаревших башен на новые потребует 360…450 млн. руб., при этом сохранятся все присущие этой схеме проблемы.



Таким образом, экономия только по капвложениям при внедрении новой инновационной схемы водообеспечения составит 140…180 млн. руб. Кроме того, будет обеспечен экологический и социальный эффект, связанный с улучшением качества воды.

Таблица 3

6,5

10

16

25

40

65

120

м куб в час

231395

253038,8

276653,2

299076

322690,4

347083,7

377887,9

руб

160

250

400

620

1000

1600

3000

чел

В таблице 3 даны цены на соответствующие типоразмеры и количество населения обеспечиваемое водой каждым типоразмером.
Докт. техн. наук Гришин А.П.,


База данных защищена авторским правом ©bezogr.ru 2016
обратиться к администрации

    Главная страница