Какие бывают приборы управления насосными станциями пожаротушения

Какие бывают приборы управления насосными станциями пожаротушения.

Существует несколько подходов организации насосных станций пожаротушения.

Часто используют моноблочные станции пожаротушения, где все уже собрано и соединено.

Или можно строить распределенную адресную систему пожаротушения.

Есть промежуточный вариант — насосная станция из нескольких блоков.

Смысла в моноблочных станций особо нет, но есть соображения почему их часто внедряют.

Система управления насосными станциями

Выполненный объем разработки системы управления и автоматизации обеспечивает:

• управление насосами в ручном и автоматическом режимах;
• отображение информации о состоянии насосов;
• дистанционное управление насосами;
• поддержание заданного давления в напорных трубопроводах;
• автоматический ввод и вывод второго рабочего насоса;
• аварийное отключение насосов;
• осуществление защиты насосного оборудования;
• поддержание одинаковой наработки часов насосов.

Схема автоматизации насосных станций

Алгоритмы управления насосными станциями

Фактическая подача системы ВНС 1-го и 2-го подъёмов определяется давлением в напорном коллекторе ВНС 2-го подъёма. Таким образом подача ВНС 1-го подъёма определяется режимом работы ВНС 2-го подъёма. Сколько ВНС 2-го подъёма воды заберет, столько ВНС 1-го подъёма и подаст. Регулирование частоты вращения насоса 1-го подъёма влияет только на значение подпора на всосе ВНС 2-го подъёма.

В зависимости от подпора на всосе, от насосов ВНС 2-го подъема потребуется обеспечить меньшее или большее увеличение напора, чтобы на выходе ВНС 2-го подъема получить требуемое, заданное соответствующей уставкой, давление.

Функция управления реализуется в двух раздельных шкафах управления ШУН1 и ШУН2. Каждый из них собирает данные датчиков, а также управляет частотно-регулирующими приводами и числом работающих насосов (один или два) своего подъёма, исходя из задачи поддержания заданного давления в напорном коллекторе управляемой ею ВНС. Также в ШУН1 и ШУН2 выполняется хранение протокола показаний датчиков, параметров работы оборудования и событий, связанных с системой управления.

Кроме поддержания требуемого давления на выходе ВНС путем выбора числа работающих агрегатов и режима частотно-регулируемого привода (ЧРП), система управления обеспечивает:

• Плавный пуск всех насосных агрегатов через ЧРП на закрытую задвижку;
• Останов всех насосных агрегатов на закрытую задвижку в режиме, исключающем возникновение гидроудара;
• Автоматический выбор необходимого числа рабочих агрегатов;
• Сохранение архива параметров работы оборудования ВНС.

Похожие записи

Автоматика дренажных насосов Характеристики системы: Система автоматизации двух дренажных насосов. Место установки – машинный зал…

Основы применения частотных преобразователей в насосных установках

В данной статье мы попытаемся разобраться с основами применения преобразователей частоты (частотно-регулируемого привода) в насосных установках.

Насосы и насосные установки

Определимся для начала с основными понятиями и принципами.

Насосная установка – это совокупность насосных агрегатов, трубопроводов, запорно-регулирующей арматуры, КИП, устройств управления и защиты.

Насосная установка характеризуется двумя основными параметрами: подача и напор.

Подача – это объем жидкости который способна перекачать насосная станция за единицу времени, измеряется в куб. метр / час.

Напор – это энергия необходимая для подъема жидкости на заданную высоту с преодолением сил трения в трубопроводной арматуре, измеряется в метрах. Напор и давление связаны между собой соотношением:

где H – напор; P – давление насоса; ρ – плотность жидкости; g – ускорение свободного падения.

Насосные установки по назначение делятся на:

• Водопроводные (ВНС) – это насосные станции которые подают воду от водоема до очистных сооружений (ВНС I подъема) и от очистных сооружений в распределительную сеть трубопроводов (ВНС II подъема). Так же существуют промежуточные повысительные насосные станции, в случае когда необходимо создать достаточное давление для поднятия воды на требуемую высоту.
• Канализационные (КНС) – перекачивают сточные воды к месту очистки.
• Теплофикационные – предназначены для подачи горячей воды в системе горячего водоснабжения и отопления.
• Технологические – насосные станции для перекачки различных жидкостей в технологических процессах.

Главная КНС Нижнего Новгорода

По виду рабочей камеры насосы делятся на динамические и объемные, те в свою очередь на лопастные, электромагнитные, трения, крыльчатые, роторные, возвратно-поступательные и другие.

В наше время чаще всего используются лопастные насосы: центробежные и осевые.

В основе работы центробежного насоса лежит действие центробежной силы на перекачиваемую жидкость. При вращении рабочего колеса жидкость приходит во вращение и под действием центробежной силы перемещается от центра колеса на периферию, а далее в напорную трубу.

Жидкость в осевом насосе перемещается вдоль оси насоса за счет воздействия лопастей рабочего колеса и создания разности давления под и над лопастью. По принципу работы он схож с пропеллером самолета или бытовым вентилятором.

Основной характеристикой насоса является зависимость напора от подачи, которая называется напорно-расходной.

Пример напорно-расходной характеристики насоса

В качестве электропривода насосов в основном используются асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором и синхронные двигатели переменного тока. Реже используются асинхронные двигатели с фазным ротором.

В статье мы рассмотрим работу насосных установок на примере центробежных насосов.

Режимы работы

Теперь рассмотрим режимы работы насосных установок и определимся от чего зависит тот или иной режим.

Режим работы насосных установок зависит либо от изменения расхода у потребителей, либо от притока сточной жидкости, в случае с канализационными насосными станциями.

Режимы водопотребления характеризуются временными графиками и бывают суточными, недельными, месячными и т.д.

Пример суточного графика водопотребления за трое суток

Подача насосных установок, работающих без промежуточных емкостей, должна быть равна потреблению. При увеличении потребления подачу необходимо увеличивать, при этом также увеличиваются потери напора в трубопроводах. Поэтому следует также увеличивать давление, которое развивают насосные установки. При уменьшении водопотребления следует снизить подачу и давление.

Ранее для регулирования характеристик насосных установок использовалось изменение числа работающих насосов и степени открытия задвижек. Теперь с появлением частотных преобразователей регулируется частота вращения рабочих колес насосов.

При работе с промежуточной (аккумулирующей) емкостью подача насосной установки отличается от потребления. В этом случае, если нет частотных преобразователей, насосные агрегаты включаются, когда уровень воды достиг минимальной отметки, и отключаются, когда уровень достигает верхней заданной отметки, и так далее по циклу.Таких циклов в сутки может быть до 50, а в некоторых случаях и до 100. Такое количество пусков, особенно для двигателей большой мощности, негативно сказывается на состоянии электроприводов.

Изменение характеристик центробежных насосов можно осуществить двумя способами: изменением степени открытия задвижки на напорном трубопроводе и изменением частоты вращения рабочего колеса насоса.

• регулирование задвижкой (дросселирование) – уменьшая степень открытия задвижки, мы уменьшаем подачу насоса, напор перед задвижкой увеличивается, а после задвижки уменьшается из-за потери напора на запорной арматуре. Открывая задвижку, мы увеличиваем подачу, напор который создает насос уменьшается, а напор за задвижкой увеличивается. Этот способ крайне неэкономичный, так как большое количество энергии теряется на сопротивлении запорной арматуры.

Регулирование задвижкой

• регулирование изменением частоты вращения насосов – при таком регулировании при снижении частоты вращения, кривая напорно-расходной характеристики насоса перемещается вниз. Подача, напор насоса и напор в трубопроводе одновременно уменьшаются. При увеличении частоты вращения насоса, увеличивается подача и напор насоса, и напор в сети.

Частотное регулирование

Данный способ регулирования является более экономичным, но требует применения частотных преобразователей.

При регулировании с помощью частотных преобразователей снижение энергопотребления равно потерям, которые обусловлены повышением напоров при работе насосов с постоянной частотой вращения.

Особенности работы насосов при изменении частоты вращения

При регулировании насоса изменением частоты вращения обеспечивается перемещение рабочей точки насоса по кривой характеристики трубопровода, а не насоса, как в случае с дросселированием. При этом избыточные напоры отсутствуют и обеспечивается минимальное энергопотребление.

Регулирование частоты вращения насосов в насосной установке дает возможность оптимально распределить нагрузки между насосами, выровнять их КПД и удерживать в зоне оптимальных КПД их рабочие точки, снизив затраты энергии к минимальным значениям.

При изменении частоты вращения насоса пропорционально изменяются и все его характеристики. Но при низкой частоте вращения порядка 10-15% от номинальной происходит нарушение зависимости между подачей и напором насоса. Его характеристики теперь нельзя представить в виде параболической кривой, а только россыпью точек. Потому диапазон регулирования частоты вращения насоса не должен выходить за предельную нижнюю границу.

Так же при работе насосов с пониженной частотой вращения могут возникнуть такие опасные явления как кавитация и помпаж.

Кавитация – это явление при котором поток жидкости перестает быть сплошным, сопровождающееся образованием пузырьков газов и паров жидкостей. Кавитация опасна дополнительными потерями электроэнергии и разрушением рабочих элементов насоса. Она может возникнуть в случае если существующий напор на всасывающем трубопроводе меньше требуемого. При снижении частоты вращения насоса, также в большую сторону увеличивается требуемое значение напора на всасывающем трубопроводе, что следует учитывать во избежание возникновения кавитации.

Помпаж – может возникнуть в насосах с неустойчивыми (лабильными) напорно-расходными характеристиками при пересечении лабильной характеристики насоса с характеристикой трубопровода в двух точках. В этом случае насос начинает попеременно работать с параметрами двух точек и вся система становится неустойчивой. Происходят гидравлические удары, резкое закрытие обратных клапанов, частое изменение потребляемой мощности и нестационарные режимы работы сети электроснабжения. Работа в таком режиме недопустима !

При оснащении насосных установок частотно-регулируемым приводом следует не забывать о том, что:

АВТОМАТИЗАЦИЯ НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ

1 слайд

Описание слайда:

АВТОМАТИЗАЦИЯ НАСОСНЫХ УСТАНОВОК И НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ
Основные элементы систем автоматизации
Установка датчиков УРСУ-2 в приемном резервуаре

2 слайд

Описание слайда:

Основные элементы систем автоматизации
Электрический манометр
Электромагнитное реле
Датчик контроля за заливкой насоса

3 слайд

Описание слайда:

Основные элементы систем автоматизации
Струйное реле

4 слайд

Описание слайда:

Принципиальные схемы автоматического управления

5 слайд

Описание слайда:

Принципиальные схемы автоматического управления
Принципиальная схема сигнализации затопления насосной станции

6 слайд

Описание слайда:

Принципиальные схемы автоматического управления
Принципиальная схема автоматического управления насосом-дозатором

7 слайд

Описание слайда:

Схемы автоматизированных насосных установок
и насосных станций
Принципиальная развернутая
схема станции управления насосами
САУНА-2

8 слайд

Описание слайда:

Шкафы ИСТОК для управления насосными агрегатами служат для автоматического регулирования расхода и давления в гидросистеме за счет применения частотного преобразователя и датчика давления
Автоматизация насосных станций на основе частотных электроприводов VFD-F

При частотном регулировании, изменение производительности НС достигается за счет изменения частоты вращений насосов с помощью преобразователя частоты (ПЧ). Применение частотного регулирования позволяет значительно увеличить эффективность работы за счет оптимизации работы насосов в режиме неполной производительности. Частотное регулирование обеспечивает плавность изменения производительности и предотвращает возникновение гидроударов, что повышает ресурс и надежность работы как самой НС, так и трубопроводов и арматуры.

9 слайд

Описание слайда:

Насосные станции состоят из двух до пяти насосных агрегатов, один из которых резервный и станции управления насосами типа СУН.
Насосные агрегаты установлены на общей раме и соединены между собой всасывающим и напорным коллекторами по параллельной схеме. Для виброизоляции агрегатов от трубопроводов и фундамента используются резино-кордовые вибровставки.
Гидравлическая схема и внешний вид типовой насосной установки АНУ

10 слайд

Описание слайда:

СУН может включать в себя частотные преобразователи, устройства плавного пуска, контроллеры, силовые коммутационные устройства, датчики давления, температуры, устройства защиты от сухого хода. СУН обеспечивает управление насосами по заданному гидравлическому параметру (давлению, расходу, разности давлений, уровню жидкости в емкости)
Варианты установки типовой насосной установки АНУ
Функции насосной станции

автоматическое поддержание заданного давления на выходном коллекторе;
последовательное управление каждым насосом в группе;
включение резервного насоса в случае отказа основного;
периодическая смена насосов для обеспечения равномерной выработки ресурса агрегатов;
плавный пуск/останов насосов;
защиты: токовая, тепловая, реле чередования фаз;
самозапуск насосов после кратковременного пропадания напряжения;
самозапуск насосов после кратковременного пропадания давления на входе насосной станции;
сигнализация на диспетчерский пункт.

11 слайд

Описание слайда:

Серийно выпускаемая станция управления КАСКАД-ПП изготовлена на базе устройства плавного пуска VLT Danfoss.
Предназначена для автоматического управления насосными агрегатами по сигналу от датчиков уровня с обеспечением режима плавного пуска, а также для комплексной защиты трехфазного электродвигателя насосного агрегата. Применяется в системах водоснабжения и отвода сточных (дренажных) вод.
Автоматическое управление обеспечивает:
— плавный пуск и останов электропривода;
— автоматический режим работы по сигналу датчиков уровня (датчики уровня и сухого хода входят в комплект поставки);
— резервное управление прямым пуском.

12 слайд

Описание слайда:

13 слайд

Описание слайда:

Станция автоматического управления «Каскад-К»
Предназначена для автоматического управления и защиты трехфазного электродвигателя погружного (дренажного) насоса. Станция используется на промышленных, коммунально-бытовых, общественных и частных объектах. Автоматическое управление и защиту электродвигателя в станции «КАСКАД-К» осуществляет микропроцессорный прибор защиты и контроля «МПЗК-50»
Автоматическое управление обеспечивает:
— режим работы, водоподъем или дренаж;
— включение/отключение электродвигателя по сигналам от датчиков уровня (входят в комплект поставки
станции) или от других контактных датчиков;
— контроль и индикацию рабочего тока электродвигателя;
— контроль и индикацию аварийного состояния.

Аварийное отключение происходит при возникновении:
— недопустимых перегрузок в момент пуска и в рабочем режиме;
— обрыва одной или двух фаз;
— асимметрии питающего напряжения;
— холостого хода электродвигателя;
-при перегреве электродвигателя;
— короткого замыкания в электрической цепи электродвигателя;
— низкого дебета скважины (по датчику сухого хода- ДСх,).

14 слайд

Описание слайда:

Общеагрегатная схема управления
канализационной насосной станцией

15 слайд

Какая аппаратура может использоваться при автоматизации насосной станции?

В автоматизации насосной станции используются различные переключатели и контакторы, промежуточные реле, магнитные пускатели и другие средства общего использования. Также можно установить микропроцессорные контроллеры с модулем входа и выхода, необходимых для передачи и перехвата дискретных и аналоговых сигналов.

Контроль и управление автоматизацией системы осуществляются при помощи датчиков ёмкостного типа, струйных и поплавковых реле, манометров, реле уровня и заливки центробежных насосных агрегатов.

Каждое устройство, используемое при подключении системы автоматизации, имеет свое предназначение. Оно же оказывает на весь алгоритм свое влияние. От правильности его подключения зависит, будет ли работать вся цепочка или нет.

На территории небольших технических объектов, оснащенных небольшим количеством измерительных приборов контроллер может быть размещен в специализированных шкафах автоматики. Подобное оборудование может быть разработано индивидуально.

Эксперты компании «ОЛАЙСИС» — специалисты с большим опытом подключения автоматизированных алгоритмов. Они смогут провести анализ имеющегося насосного оборудования. Проведут оценку его состояния и работоспособности.

Произведут расчёты для плановой модернизации агрегатов и всего комплекса в целом. Предложат один из наиболее подходящих вариантов. И ваша автоматизация будет выполнена в соответствии с современными требования технического контроля и с точки зрения экологической безопасности.

Шкафы управления насосными станциями

Программное управление КНС – канализационно-насосной станцией – один из важнейших этапов автоматизации комплексного водоснабжения. Современное ПО помогает экономить ресурсы, позволяет своевременно обнаруживать и ликвидировать поломки. Шкаф управления насосной станцией – комплекс оборудования, который полностью контролирует и регулирует водозабор. Аналогичные системы с программным обеспечением могут быть установлены на других участках системы водоснабжения и канализации для контроля работы агрегатов. Наша компания специализируется на автоматизации в сфере коммунального хозяйства. Мы разрабатываем ПО, устанавливаем оборудование, тем самым повышая защиту и стабильность функционирования систем водоснабжения и водоотведения.

Комплексная автоматизация водоснабжения

Наша компания предлагает комплексные услуги по автоматизированию водоснабжения и водоотведения:

Система управления водозабором.

Система управления насосными станциями.

Система управления КНС.

Автоматизация процесса водоподготовки и очистки.

Каждый из видов работ подразумевает индивидуальный подход к решению проблемы заказчика. Проект создается по конкретным параметрам и запросам.

Подсистемы АСУ ТП насосной станции

Базовая комплектация оборудования, включенного в шкаф, состоит из следующих элементов:

• Панель информации, через который оператор осуществляет контроль всех технологических операций, визуальное отслеживание состояния оборудования.
• Микроконтроллер.
• Коммутационные и защитные устройства.
• КИПиА
• Диспетчерский пункт.

Принцип работы шкафа насосной станции

Шкафы КНС/насосных станций управляют погружными и другими насосами в резервуаре водозабора. Специальные датчики сигнализируют об уровне жидкости. Насосы включаются и выключаются по реверсивному принципу, чтобы поддерживать равномерность забора воды.

Автоматизация насосных станций подразумевает:

Поддержание требуемого давления в соответствии с расходом.

Режим экономии энергии / экономия расхода воды.

Чередование ведущего насоса по различным критериям.

Пуск и остановка насосов по заданному порядку, числу включений, времени простоя и по другим параметрам.

Контроль мощности насосов.

Защита от сухого хода и наполнения.

Контроль утечки в трубе.

Шкафы управления насосными станциями обеспечивают защиту от нештатных ситуаций. При неисправности оборудования или нарушении привычного хода процессов на панели информации загорается красный или желтый индикатор. Неполадки могут выявляться методом вибродиагностики, если установлено соответствующее оборудование.

Система аварийных защит срабатывают в определенных ситуациях:

Нарушена последовательность фаз.

Пожарная опасность от перегрева агрегатов.

Неисправность насосного оборудования.

Превышение контролируемых параметров.

Наша компания предлагает шкафы КНС, укомплектованные оборудованием ведущих мировых производителей, а также комплексную автоматизацию водоснабжения. Итоговая цена каждого проекта рассчитывается исходя из его особенностей. Клиентам по России предлагаются стандартные решения и эксклюзивные системы по индивидуальному техзаданию.

Выполняем проекты как полностью под ключ, так и отдельно каждый этап.

Более 50 выполненных проектов по всей территории России, СНГ, Европы в различных отраслях. Успешное завершение всех без исключения проектов. Безупречная деловая репутация.

Круглосуточная поддержка, высокая скорость решения проблем. Наличие склада ЗИП под каждый проект позволяет поддерживать высокий уровень сервиса.

Основные компоненты системы автоматизации

В состав системы автоматизации водоснабжения и водоотведения входят следующие основные компоненты:

• датчики — устройства, обеспечивающие измерение и контроль рабочих параметров;
• измерительные преобразователи — устройства, которые преобразуют измеряемую величину в измерительный сигнал, удобный для последующей обработки данных;
• модули ввода данных — устройства, преобразующие сигналы от датчиков в цифровую форму с последующей передачей данных на контроллер;
• модули вывода данных — устройства, передающие данные от контроллера к исполнительным устройствам;
• контроллер — программируемое устройство управления. Осуществляет обработку поступающих данных, на основании чего формируются управляющие импульсы, которые направляются на исполнительные устройства;
• исполнительные устройства — устройства, которые оказывают непосредственное воздействие на процесс работы системы водоснабжения или водоотведения в соответствии с командами контроллера. К числу исполнительных устройств относятся электродвигатели, гидравлические и пневматические приводы, релейные установки и другое оборудование.

• автоматическое местное и дистанционное включение и выключение оборудования по заданному алгоритму
• ручное поэлементное включение и выключение всех исполнительных механизмов
• контроль наличия сетевого напряжения в помещениях АС и КНС
• контроль давления на выходе насоса
• контроль «сухого хода»
• контроль температуры в помещениях АС и КНС, управление системой обогрева
• сигнализация затопления павильона
• охранная сигнализация
• контроль тока потребления электродвигателем насоса
• контроль срабатывания защиты электродвигателя насоса
• фиксация показаний расходомеров и счётчиков электроэнергии
• хранение информации о параметрах датчиков и работе исполнительных механизмов
• обмен информацией с диспетчерским пунктом по GSM-каналу связи
• передачу текущей информации о состоянии датчиков и исполнительных механизмов по запросу с диспетчерского пункта
• немедленная передача на диспетчерский пункт информации об авариях

В системе используются устройства плавного пуска для управления работой насосов, которое также осуществляет функции защиты насоса и позволяет передавать информацию о работе насоса на диспетчерский пункт.

На нижнем и верхнем уровне системы управления находятся программируемые логические контроллеры. На диспетчерском пункте управление организовано на базе MasterSCADA.

Автоматизированная система управления и диспетчеризации реализована в основном на оборудовании ПО «ОВЕН» (датчики, регуляторы, ПЛК, модемы), применение которого гарантирует оптимальное соотношения цена-качество. По желанию Заказчика система может быть реализована на контроллерах других изготовителей, таких как ОМРОН, СИМЕНС, МИЦУБИШИ, ДЕЛЬТА-Электроникс, ТОШИБА.

Система может быть адаптирована под различное количество АС и КНС

Структурная схема автоматизации скважины

Структурная схема автоматизации КНС