اجرای این کار بر اساس آزمایشات میدانی واحدهای پمپاژ است که بر اساس روش تشخیصی توسعه یافته انجام می شود. ایستگاه های پمپاژنشان داده شده در شکل چهارده.
برای بهینه سازی عملکرد واحدهای پمپاژ، لازم است راندمان آنها مشخص شود و مصرف خاصبرق، که امکان ارزیابی کارایی اقتصادی ایستگاه پمپاژ را فراهم می کند.
بعد از تعاریف کاراییواحدهای پمپاژ با راندمان ایستگاه پمپاژ تعیین می شود، از آنجایی که می توان به راحتی به انتخاب اقتصادی ترین حالت های عملکرد واحدهای پمپاژ با در نظر گرفتن موارد ناکارآمد اقدام کرد.
نرخ تغذیه ایستگاه، اندازه های استاندارد پمپ های نصب شدهو تعداد مجاز درج و غیرفعال شدن آنها.
در حالت ایده آل، برای تعیین کارایی یک ایستگاه پمپاژ، می توانید از داده های به دست آمده استفاده کنید
اندازه‌گیری‌های مستقیم در طول آزمایش کامل واحدهای پمپاژ، که برای انجام آزمایش‌های کامل در 10-20 نقطه تحویل در محدوده عملکرد پمپ در ارزش های مختلفباز شدن دریچه (از 0 تا 100٪).
هنگام انجام آزمایشات میدانی پمپ ها، سرعت پروانه باید اندازه گیری شود، به ویژه در حضور کنترل کننده های فرکانس، زیرا فرکانس جریان مستقیماً با سرعت موتور متناسب است.
با توجه به نتایج آزمایش، ویژگی های واقعی ساخته می شوند برای این پمپ های خاص
پس از تعیین راندمان واحدهای پمپاژ جداگانه، بازده ایستگاه پمپاژ به عنوان یک کل محاسبه می شود و همچنین مقرون به صرفه ترین ترکیبات واحدهای پمپاژ یا حالت های عملکرد آنها محاسبه می شود.
برای ارزیابی ویژگی های شبکه، می توانید از داده های حسابداری خودکار هزینه ها و فشارها برای مجرای اصلی آب در خروجی ایستگاه استفاده کنید.
نمونه ای از پر کردن فرم های آزمایش میدانی یک واحد پمپاژ در ضمیمه ارائه شده است. 4، نمودارهای عملکرد واقعی پمپ - در برنامه. 5.
معنای هندسی بهینه سازی عملکرد یک ایستگاه پمپاژ در انتخاب پمپ های کاری نهفته است که نیازهای شبکه توزیع (میزان جریان، هد) را در بازه های زمانی در نظر گرفته شده به دقت برآورده می کنند (شکل 15).
در نتیجه این کار، بسته به اندازه ایستگاه، تعداد و اندازه پمپ های نصب شده و همچنین ماهیت مصرف آب، کاهش مصرف برق 5-15٪ فراهم می شود.

منبع: زاخارویچ، M.B. بهبود قابلیت اطمینان سیستم های تامین آب بر اساس معرفی اشکال ایمن سازماندهی عملیات و ساخت آنها: کتاب درسی. کمک هزینه 2011(اصل)

بیشتر در مورد موضوع بهبود راندمان ایستگاه های پمپاژ:

1. زاخارویچ، ام.بی. SPbEASU - SPb.، 2011. - 6 بهبود قابلیت اطمینان سیستم های تامین آب بر اساس معرفی اشکال امن سازماندهی عملیات و ساخت آنها: کتاب درسی. کمک هزینه، 2011

یادداشت توضیحی

این برنامه درسی کار مطابق با استاندارد آموزش اجباری دولتی جمهوری قزاقستان در تخصص 2006002 "ساخت و بهره برداری از خطوط لوله گاز و نفت و تاسیسات ذخیره سازی گاز و نفت" تدوین شده است و بنابراین برای اجرا در نظر گرفته شده است. الزامات دولتبه سطح آموزش متخصصان در موضوع «پمپاژ و ایستگاه های کمپرسورو در صورت لزوم برای تدوین برنامه درسی کار اصلی است.

برنامه موضوع "ایستگاه های پمپاژ و کمپرسور خطوط لوله اصلی گاز و نفت" مطالعه روش های بهره برداری، تعمیر و نگهداری تاسیسات را فراهم می کند. انواع مختلفایستگاه های پمپاژ و کمپرسور توجه ویژهاختصاص داده شده به کارگاه های کمپرسور با توربین گاز، موتور گاز و دستگاه های الکتریکی برای مطالعه روش های بهره برداری و تعمیر تجهیزات فنی. هنگام مطالعه موضوع، لازم است از دستاوردها و پیشرفت‌ها چه در عمل داخلی و چه در خارج استفاده شود. اطلاعات سری های مختلف در مورد فن آوری پمپاژ نفت و گاز، و همچنین میعانات گازی و محصولات نفتی، هنگام انجام محاسبات، لازم است با GOST و ESKD مطابقت داشته باشید.

هنگام اجرای این برنامه کاری، استفاده از وسایل کمک آموزشی و تصویری، نمودارها، دروس در ایستگاه های کمپرسور و پمپاژ ضروری است.

واقعی برنامه کاریتمرینات عملی را فراهم می کند که به جذب موفقیت آمیز کمک می کند مطالب آموزشیبا کسب مهارت در حل مسائل کاربردی مربوط به عملکرد ایستگاه های کمپرسور و پمپاژ، لازم است گشت و گذار در ایستگاه های موجود انجام شود.

طرح موضوعی

مبحث 1. واحدهای پمپ مورد استفاده در ایستگاه های پمپاژ نفت خطوط لوله اصلی

طرح های فن آوری و تجهیزات اصلی، ایستگاه های کمپرسور و ایستگاه های پمپاژ، و همچنین تجهیزات کمکی برای واحدهای پمپاژ. گره ها و بلوک های اصلی در CS و ایستگاه های پمپاژ.

مشخصات پمپ ها، عملکرد پمپ ها در شبکه. انتخاب پمپ با توجه به پارامترهای داده شده. اتصال موازی و سری پمپ ها. روش های تنظیم حالت عملکرد پمپ ها. عملکرد ناپایدار پمپ ها: موج و کاویتاسیون.

مبحث 2. بهره برداری از ایستگاه های پمپاژ نفت

فشرده سازی گاز در ایستگاه کمپرسور، پارامترهای اصلی کنترل شده در ایستگاه کمپرسور. تقسیم COP بر اساس اصل فن آوری. عملیات انجام شده در COP. گروه های اصلی CS. وظایف اصلی پرسنل درگیر در عملیات، نگهداری و تعمیر تجهیزات، سیستم ها و ساخت ایستگاه کمپرسور. طبقه بندی PS و ویژگی های اشیاء اصلی. طرح کلی NPS.

موضوع 3. طرح جامع PS

واحد پمپ. سیستم های کمکی تجهیزات اصلی و کمکی ایستگاه های کمپرسور.

مبحث 4. مزارع مخازن ایستگاه های پمپاژ نفت

پمپ های پیستونی پمپ های گریز از مرکز. پمپ های گردابی. بوستر پمپ ها ویژگی های اصلی آنها. اینینگ ها سر. قدرت. بهره وری. ذخیره کاویتاسیون

مبحث 5. اطلاعات اولیه در مورد خط لوله اصلی گاز

توربوبلاک. محفظه احتراق. راه اندازی چاشنی توربو گسترش دهنده توربو. دستگاه های تراش. عناصر سیستم روغن. سیستمهای کنترل. اصلاحات اساسی واحدهای پمپاژ گاز. سوپرشارژرهای تولید شده توسط Nevsky Zavod JSC (سنت پترزبورگ)، Kazan Compressor Plant JSC (Kazan)، SMNPO به نام M.V. Frunze JSC (Sumy).

مبحث 6 طبقه بندی ایستگاه های کمپرسور هدف ترکیب سازه ها و نقشه های اصلی ایستگاه های کمپرسور

ویژگی های عملکرد PGPU. ویژگی های PGPA دامنه کاربرد آنها. تعیین پردازنده های گرافیکی پیستونی

موضوع 7. لوازم جانبی خط لولهدر ایستگاه های پمپاژ و کمپرسور استفاده می شود

ترکیبی از فروشگاه های کمپرسور. ساختارهای بلوک PGPA توابع اصلی بلوک ها. ترکیب GPU واحد کمپرسور گاز.

مبحث 8. تامین آب ایستگاه ها.

دستگاه توربین های فشار قوی و دستگاه نازل، نصب توربین کم فشار و محفظه های توربین گاز.

مبحث 9

اعدام نیروگاه های توربین گازی. الزامات بدنه تاسیسات توربین گازی. ویژگی های عملیاتی

مبحث 10 تامین حرارت ایستگاه ها

انواع سیستم های کمکی عملکرد این سیستم ها

تابع کل

عملکرد ایستگاه

سیستم های کمکی واحدهای پمپاژ گاز.

مبحث 11. تهویه ایستگاه

اطلاعات اولیه در مورد سیستم های تامین آب منابع تامین آب و تاسیسات آبگیری. انواع شبکه های زهکشی تجهیزات شبکه زهکشی

مبحث 12. سیستم منبع تغذیه

کارگاه عمومی و سیستم های تامین روغن سنگدانه. تخلیه روغن اضطراری عملکرد سیستم روغن کاری. سیستم خنک کننده روغن بر پایه کولرهای هوا.

فهرست ادبیات استفاده شده

1. Surinovich V.K. مهندس کمپرسورهای تکنولوژیکی 1986

2. رضوین ب.س. واحدهای توربین گاز و کمپرسور گاز 1986

3. برونشتاین ال.اس. تعمیر کارخانه توربین گاز 1987

4. گروموف وی. مجری خطوط لوله اصلی گاز.

5. تجهیزات میدان نفتی E.I. Bukharenko. ندرا، 1990

6. ماشین آلات و مکانیزم های میدان نفتی. A.G. Molchanov. ندرا، 1993

پیاده سازی سیستم های مدرناسکادا در صنعت آب، توانایی بی نظیری را در کنترل و مدیریت تمامی جنبه های دریافت، تامین و توزیع آب از یک سیستم مدیریت متمرکز به کسب و کارها می دهد. تاسیسات مدرن خارج از کشور تشخیص داده اند که یک سیستم SCADA نباید از یک یا چند جزیره اتوماسیون جدا شده تشکیل شده باشد، بلکه می تواند و باید باشد. سیستم یکپارچهدر یک شبکه توزیع شده جغرافیایی کار می کنند و در اطلاعات و سیستم محاسباتی شرکت خود یکپارچه می شوند. گام منطقی بعدی پس از پیاده سازی سیستم اسکادا، استفاده بهتر از این سرمایه گذاری با استفاده از نرم افزارهای پیشرفته ای است که امکان کنترل فعال (برخلاف کنترل مبتنی بر داده) را فراهم می کند. بازخورد) سیستم آبرسانی مزایای حاصل از این اقدامات ممکن است شامل بهبود کیفیت آب با کاهش سن آب، به حداقل رساندن هزینه های انرژی و افزایش عملکرد سیستم بدون به خطر انداختن قابلیت اطمینان عملیاتی باشد.

مقدمه

از اواسط دهه 1970، اتوماسیون فرآیندهای آماده سازی، تغذیه و توزیع را مورد تهاجم قرار داده است. آب آشامیدنی، به طور سنتی کنترل می شود به صورت دستی. تا آن زمان، بیشتر سازه ها استفاده می شد ریموت های سادهبا لامپ زنگ خطر. هشدار، نشانگرهای شماره گیری و نمایشگرهای کنسول مانند ضبط کننده نمودار گرد به عنوان دستگاه های مکمل سیستم کنترل دستی. اخیراً ابزارها و آنالایزرهای هوشمند مانند نفلومتر، ذرات شمار و PH متر ظاهر شده اند. آنها می توانند برای کنترل پمپ های دوز شیمیایی برای برآورده کردن استانداردهای تامین آب قابل استفاده استفاده شوند. در نهایت، کنترل تمام اتوماتیک با استفاده از PLC یا سیستم های کنترل توزیع شده در اوایل دهه 1980 در خارج از کشور ظاهر شد. همزمان با پیشرفت تکنولوژی، فرآیندهای مدیریتی نیز بهبود یافته است. نمونه ای از این استفاده از جریان سنج ها به عنوان یک حلقه کنترل ثانویه در پایین دست حلقه داخلی برای دوز کردن منعقد کننده است. مشکل اصلی این بود که نظریه کاربرد فردی ابزار اندازه گیریبه حیات خود در صنعت ادامه داد. سیستم‌های کنترل همچنان طوری طراحی می‌شدند که گویی یک یا چند ابزار اندازه‌گیری فیزیکی برای کنترل یک متغیر خروجی به هم متصل شده‌اند. مزیت اصلی PLC توانایی ترکیب مقدار زیادی از داده های دیجیتال و آنالوگ و همچنین ایجاد الگوریتم های پیچیده تر از آنچه که با ترکیب ابزار اندازه گیری فردی به دست می آید، بود.

در نتیجه امکان اجرا و تلاش برای دستیابی به همان سطح کنترل در سیستم توزیع آب فراهم شد. تحولات اولیهدر زمینه تجهیزات تله متری، با مشکلات مربوط به نرخ انتقال داده پایین، تأخیر بالا و عدم اطمینان لینک های رادیویی یا خطوط اجاره ای مواجه است. تا به امروز، این مشکلات هنوز به طور کامل حل نشده اند، با این حال، در بیشتر موارد، با استفاده از شبکه های داده سوئیچینگ بسته بسیار قابل اعتماد یا اتصالات ADSL به شبکه تلفن گسترده برطرف می شوند.

همه اینها با هم مرتبط است با هزینه زیادبا این حال، سرمایه گذاری در سیستم SCADA برای شرکت های آب ضروری است. در کشورهای آمریکا، اروپا و آسیای صنعتی، افراد کمی سعی می کنند یک شرکت را بدون چنین سیستمی مدیریت کنند. ممکن است ارائه توجیهی برای بازیابی هزینه قابل توجه مربوط به نصب یک سیستم SCADA و یک سیستم تله متری دشوار باشد، با این حال، در واقعیت، هیچ جایگزینی برای این جهت وجود ندارد.

کاهش نیروی کار با استفاده از یک مجموعه متمرکز از کارکنان با تجربه برای مدیریت یک سیستم گسترده و توانایی کنترل و مدیریت کیفیت دو مورد از رایج ترین توجیهات است.

مشابه نصب PLC ها در تاسیسات، که مبنایی را برای فعال کردن الگوریتم های پیشرفته فراهم می کند، معرفی یک سیستم تله متری با توزیع گسترده و سیستم SCADA امکان کنترل پیچیده تری بر توزیع آب را فراهم می کند. در واقع، الگوریتم‌های بهینه‌سازی در کل سیستم اکنون می‌توانند در سیستم کنترل ادغام شوند. واحدهای تله متری از راه دور میدانی (RTU)، سیستم تله متری، و سیستم های کنترل تاسیسات می توانند برای کاهش هزینه های انرژی قابل توجه و دستیابی به مزایای دیگر برای آب و برق، هماهنگ عمل کنند. پیشرفت قابل توجهی در زمینه کیفیت آب، ایمنی سیستم و بهره وری انرژی حاصل شده است. به عنوان مثال، مطالعه‌ای در حال حاضر در ایالات متحده برای بررسی واکنش بلادرنگ به حملات تروریستی با استفاده از داده‌های زنده و ابزار دقیق در سیستم توزیع در حال انجام است.

مدیریت توزیع شده یا متمرکز

ابزار دقیقی مانند جریان سنج و تحلیلگرها می توانند به خودی خود بسیار پیچیده باشند و قادر به اجرای الگوریتم های پیچیده با استفاده از متغیرهای متعدد و خروجی های مختلف باشند. اینها به نوبه خود به PLCها یا RTUهای هوشمند با قابلیت کنترل از راه دور بسیار پیچیده منتقل می شوند. PLCها و RTUها به یک سیستم کنترل متمرکز متصل هستند که معمولاً در دفتر مرکزی شرکت آب یا یکی از تأسیسات بزرگتر قرار دارد. این سیستم های کنترل متمرکز ممکن است از یک سیستم PLC و SCADA قدرتمند تشکیل شده باشد که همچنین قادر به اجرای الگوریتم های بسیار پیچیده است.

در این مورد، سوال اینجاست که کجا نصب شود سیستم فکرییا اینکه تکرار کردن یک سیستم هوشمند در چندین سطح منطقی است. داشتن کنترل محلی در سطح RTU مزایایی دارد که به موجب آن سیستم در برابر از دست دادن ارتباط با سرور کنترل متمرکز نسبتاً ایمن می شود. نقطه ضعف این است که فقط اطلاعات محلی به RTU ارسال می شود. به عنوان مثال، ایستگاه پمپاژی است که اپراتور آن سطح آب مخزنی که آب به آن پمپاژ می شود و سطح مخزنی که آب از آن پمپ می شود را نمی داند.

در مقیاس سیستم، الگوریتم‌های منفرد در سطح RTU می‌توانند اثرات نامطلوبی بر عملکرد تأسیسات داشته باشند، مانند درخواست آب بیش از حد در زمان نامناسب. استفاده از آن توصیه می شود الگوریتم کلی. بنابراین بهترین راه این است که کنترل موضعی داشته باشیم تا حداقل حفاظت اولیه را در صورت قطع ارتباط و حفظ توانایی کنترل سیستم متمرکز برای تصمیم گیری مشترک حفظ کنیم. این ایده استفاده از لایه های کنترل آبشاری و حفاظتی بهترین گزینه از این دو گزینه است. کنترل‌های RTU می‌توانند در حالت استراحت باشند و فقط در صورت بروز خطا روشن شوند. شرایط غیر معمولیا اگر اتصال قطع شود. مزیت اضافیاین است که RTU های نسبتاً غیر قابل برنامه ریزی را می توان در آن استفاده کرد شرایط میدانی، از آنجایی که آنها فقط برای اجرای الگوریتم های کاری نسبتاً ساده مورد نیاز هستند. بسیاری از شرکت‌های خدماتی ایالات متحده، RTU‌ها را در دهه 1980 نصب کردند، زمانی که RTU‌های «غیرقابل برنامه‌ریزی» نسبتاً ارزان معمول بودند.

این مفهوم در حال حاضر نیز مورد استفاده قرار می گیرد، با این حال، تا همین اواخر، کار کمی برای دستیابی به بهینه سازی در سطح سیستم انجام شده است. اشنایدر الکتریک سیستم‌های کنترل مبتنی بر نرم‌افزار (SW) را پیاده‌سازی می‌کند که یک برنامه کنترل بلادرنگ است که در سیستم SCADA ادغام شده است تا سیستم توزیع آب را خودکار کند (شکل شماره 1 را ببینید).

این نرم افزار داده های زنده را از سیستم SCADA در مورد سطوح مخزن فعلی، جریان آب و در دسترس بودن تجهیزات می خواند و سپس نمودارهایی از جریان آب آلوده و تصفیه شده برای تاسیسات، همه پمپ ها و شیرهای خودکار در سیستم ایجاد می کند. دوره برنامه ریزی. نرم افزار قادر است این اعمال را در کمتر از دو دقیقه انجام دهد. این برنامه هر نیم ساعت یکبار مجدداً راه اندازی می شود تا با شرایط تغییر سازگار شود، عمدتاً در صورت تغییر بار در سمت مصرف و خرابی تجهیزات. کنترل‌ها به‌طور خودکار توسط نرم‌افزار فعال می‌شوند و امکان کنترل کاملاً خودکار حتی قدرتمندترین سیستم‌های توزیع آب را بدون پرسنل عملیاتی فراهم می‌کنند. وظیفه اصلی در این مورد کاهش هزینه های توزیع آب، عمدتاً هزینه های انرژی است.

مشکل بهینه سازی

با تحلیل تجربیات جهانی می توان نتیجه گرفت که مطالعات و تلاش های متعددی برای حل مشکل برنامه ریزی تولید، پمپ ها و شیرآلات در سیستم های توزیع آب صورت گرفته است. بسیاری از این تلاش ها ماهیت کاملا علمی داشته اند، اگرچه چندین تلاش جدی برای ارائه راه حل به بازار صورت گرفته است. در دهه 1990، گروهی از شرکت های آب و برق آمریکایی گرد هم آمدند تا سیستم نظارت بر کیفیت انرژی و آب (EWQMS) را تحت حمایت بنیاد تحقیقاتی انجمن کار آب آمریکا (AWWA) ارتقا دهند. در نتیجه این پروژه چندین آزمایش انجام شد. شورای تحقیقات آب (WRC) در بریتانیا از رویکرد مشابهی در دهه 1980 استفاده کرد. با این حال، هم ایالات متحده و هم انگلستان به دلیل فقدان زیرساخت سیستم های کنترلی و همچنین عدم وجود انگیزه های تجاری در این صنعت محدود بودند، بنابراین متاسفانه هیچ یک از این کشورها موفق نبودند و متعاقبا تمام این تلاش ها رها شد.

چندین بسته نرم‌افزار شبیه‌سازی هیدرولیک وجود دارد که از الگوریتم‌های ژنتیک تکاملی استفاده می‌کنند تا یک مهندس توانمند را قادر می‌سازد تا تصمیمات طراحی درستی بگیرد، اما هیچ یک از آنها را نمی‌توان هدفمند در نظر گرفت. سیستم اتوماتیککنترل بلادرنگ هر سیستم توزیع آب

بیش از 60000 سیستم آبرسانی و 15000 سیستم جمع آوری و انحراف فاضلابدر ایالات متحده بزرگترین مصرف کنندگان برق در کشور هستند که حدود 75 میلیارد کیلووات ساعت در سال در سراسر کشور استفاده می کنند - حدود 3٪ از مصرف سالانهبرق در ایالات متحده آمریکا

بیشتر رویکردها برای حل مشکل بهینه سازی مصرف انرژی نشان دهنده این موضوع است صرفه جویی قابل توجهمی توان با اتخاذ تصمیمات مناسب در زمینه برنامه ریزی حالت های عملکرد پمپ ها، به ویژه هنگام استفاده از الگوریتم های تکاملی چند معیاره (MOEA) به دست آورد. به عنوان یک قاعده، صرفه جویی در هزینه های انرژی در محدوده 10-15٪، گاهی اوقات بیشتر پیش بینی می شود.

یکی از چالش ها همیشه ادغام این سیستم ها در تجهیزات دنیای واقعی بوده است. راه حل های مبتنی بر الگوریتم های MOEA همیشه از عملکرد نسبتا کند راه حل رنج می برند، به خصوص در سیستم هایی که از پمپ های بیشتری نسبت به سیستم های استاندارد استفاده می کنند. زمانی که تعداد پمپ ها به محدوده 50 تا 100 قطعه برسد، عملکرد محلول به صورت تصاعدی افزایش می یابد. این به ما اجازه می دهد تا مشکلات موجود در عملکرد الگوریتم های MOEA را به مشکلات مرتبط با طراحی و خود الگوریتم ها - به جای سیستم های کنترل خودکار بلادرنگ - به سیستم های یادگیری نسبت دهیم.

هر گزینه پیشنهادی راه حل مشترکمشکل توزیع آب با کمترین هزینه مستلزم وجود چند جزء اساسی است. اول، این راه حل باید به اندازه کافی سریع باشد تا بتواند با شرایط در حال تغییر کنار بیاید شرایط واقعیعملیات، و باید قادر به اتصال به یک سیستم کنترل متمرکز باشد. ثانیاً، نباید در عملکرد دستگاه های حفاظتی اصلی یکپارچه شده در سیستم کنترل موجود تداخل ایجاد کند. ثالثاً باید مشکل خود را در کاهش هزینه های انرژی بدون حل کند تاثیر منفیدر مورد کیفیت آب یا قابلیت اطمینان تامین آب

در حال حاضر، و این توسط تجربه جهانی نشان داده شده است، مشکل مربوطه با استفاده از الگوریتم های جدید و پیشرفته تر (در مقایسه با MOEA) حل شده است. با تشکر از چهار اشیاء بزرگدر ایالات متحده، شواهدی از عملکرد احتمالی راه حل های مربوطه، در عین دستیابی به هدف کاهش هزینه های توزیع وجود دارد.

EBMUD نمودار 24 ساعته بلوک های نیم ساعته را در کمتر از 53 ثانیه کامل می کند، حومه واشنگتن در مریلند این کار را در 118 ثانیه یا کمتر، شهرداری شرقی در کالیفرنیا در 47 ثانیه یا کمتر، و WaterOne در کانزاس سیتی - کمتر از 2 دقیقه. این یک مرتبه بزرگتر از سیستم های مبتنی بر الگوریتم های MOEA است.

تعریف وظایف

هزینه های انرژی یک هزینه عمده در سیستم های تصفیه و توزیع آب است و معمولاً پس از هزینه های نیروی کار در رتبه دوم قرار دارد. از کل هزینه های برق برای کار تجهیزات پمپاژتا 95 درصد از کل برق خریداری شده توسط شرکت برق را تشکیل می دهد و مابقی مربوط به روشنایی، تهویه و تهویه مطبوع است.

واضح است که کاهش هزینه های انرژی یک انگیزه اصلی برای این شرکت ها است، اما نه به قیمت افزایش ریسک های عملیاتی یا کاهش کیفیت آب. هر سیستم بهینه سازی باید بتواند شرایط حاشیه ای متغیر مانند محدودیت های عملیاتی مخزن و الزامات فرآیندی تاسیسات را در نظر بگیرد. در هر سیستم واقعی، همیشه تعداد قابل توجهی از محدودیت ها وجود دارد. این محدودیت ها عبارتند از: حداقل زمان کارکرد پمپ، حداقل زمان خنک شدن پمپ، حداقل دبی و حداکثر فشاردر خروجی شیرهای قطع، حداقل و حداکثر بهره وری سازه ها، قوانین ایجاد فشار در ایستگاه های پمپاژ، تعیین مدت زمان کارکرد پمپ برای جلوگیری از نوسانات قابل توجه یا چکش آب.

ایجاد و تعیین کمیت قوانین کیفیت آب دشوارتر است، زیرا رابطه بین الزامات حداقل سطح آب عملیاتی در یک مخزن می تواند با نیاز به گردش منظم آب در مخزن برای کاهش سن آب در تضاد باشد. تخریب کلر ارتباط نزدیکی با سن آب دارد و همچنین به شدت به دمای محیط بستگی دارد که ایجاد قوانین سختگیرانه برای اطمینان از سطح مورد نیاز کلر باقیمانده در تمام نقاط سیستم توزیع را دشوار می کند.

یک مرحله جالب در هر پروژه پیاده سازی، توانایی نرم افزار در تعریف «هزینه های محدودیت» به عنوان خروجی برنامه بهینه سازی است. این به ما امکان می‌دهد تا برخی از نمایندگی‌های مشتری را با داده‌های معتبر به چالش بکشیم و از طریق این فرآیند برخی محدودیت‌ها را حذف کنیم. این هست مشکل رایجبرای تاسیسات بزرگ، که در طول زمان ممکن است اپراتور با محدودیت های شدید روبرو شود.

به عنوان مثال، در یک ایستگاه پمپاژ بزرگ، ممکن است محدودیتی در ارتباط با امکان استفاده همزمان از بیش از سه پمپ وجود داشته باشد، به دلایل موجهی که در زمان ساخت ایستگاه تعیین شده است.

در نرم افزار ما از یک طرح شبیه سازی استفاده می کنیم سیستم هیدرولیکتعیین حداکثر دبی در خروجی ایستگاه پمپاژ در طول روز برای اطمینان از رعایت هرگونه محدودیت فشار.

با تعیین ساختار فیزیکی سیستم توزیع آب، نشان دادن مناطق پرفشار، انتخاب تجهیزاتی که تحت کنترل خودکاراز نرم افزار ما، و با دریافت مجموعه ای از محدودیت های توافق شده، می توانید اجرای پروژه پیاده سازی را آغاز کنید. ساخت بر اساس الزامات فنیمشتری (به شرطی که از قبل آماده شده باشد) و پیکربندی معمولاً بین 5 تا 6 ماه طول می کشد و به دنبال آن آزمایش های گسترده برای سه ماه یا بیشتر انجام می شود.

امکانات راه حل های نرم افزاری

در حالی که حل یک مسئله زمان‌بندی بسیار پیچیده مورد علاقه بسیاری است، اما در واقع تنها یکی از چندین مرحله مورد نیاز برای ایجاد یک ابزار بهینه‌سازی قابل استفاده، قابل اعتماد و کاملاً خودکار است. مراحل معمولی در زیر ذکر شده است:

• انتخاب تنظیمات طولانی مدت
• خواندن داده ها از سیستم SCADA، شناسایی و حذف خطاها.
• تعیین حجم هدفی که باید در مخازن باشد تا اطمینان از تامین و گردش آب تضمین شود.
• خواندن هرگونه داده شخص ثالث در حال تغییر مانند قیمت لحظه ای برق.
• محاسبه زمانبندی برای تمامی پمپ ها و شیرها.
• آماده سازی داده ها برای سیستم SCADA برای راه اندازی پمپ ها یا باز کردن شیرها در صورت نیاز.
• به روز رسانی داده های تجزیه و تحلیل مانند تقاضای پیش بینی شده، هزینه ها، برآورد تصفیه آب.

بیشتر مراحل در این فرآیند تنها چند ثانیه طول می کشد، و حل کننده بیشترین زمان را برای اجرا دارد، اما همانطور که در بالا گفته شد، همچنان به اندازه کافی سریع برای اجرای تعاملی خواهد بود.

اپراتورهای سیستم توزیع آب می توانند پیش بینی ها و خروجی ها را در آن مشاهده کنند مشتری سادهبرای مثال بر اساس سیستم عامل ویندوز. در تصویر زیر (شکل 1)، نمودار بالا میزان تقاضا، نمودار میانی سطح آب در مخزن را نشان می‌دهد و ردیف پایین نقطه‌ها نمودار پمپاژ است. ستون های زرد نشان دهنده زمان فعلی هستند. همه چیز تا ستون زرد داده های آرشیو است. همه چیز بعد از آن یک پیش بینی برای آینده است. فرم صفحه نمایش افزایش پیش بینی شده سطح آب در مخزن را در شرایط کارکرد پمپ ها (نقاط سبز) نشان می دهد.

نرم افزار ما برای یافتن فرصت هایی برای کاهش هزینه های تولید و همچنین هزینه های انرژی طراحی شده است. با این حال، هزینه های برق تاثیر غالب دارند. از نظر کاهش هزینه های انرژی، در سه حوزه اصلی جستجو می کند:

• انتقال مصرف انرژی به دوره هایی با تعرفه ارزان تر، استفاده از مخزن برای تامین آب مشترکین.
• کاهش هزینه ها در اوج تقاضا با محدود کردن حداکثر تعدادپمپ ها در این دوره ها
• کاهش برق مورد نیاز برای تامین آب یک سیستم توزیع آب با کارکردن یک پمپ یا گروهی از پمپ ها با سرعتی نزدیک به عملکرد بهینه آنها.

نتایج EBMUD (کالیفرنیا)

یک سیستم مشابه در ژوئیه 2005 در EBMUD شروع به کار کرد. در سال اول بهره برداری، این برنامه 12.5 درصد (370000 دلار در مقایسه با مصرف 2.7 میلیون دلاری سال قبل) صرفه جویی در انرژی ایجاد کرد که به طور مستقل تأیید شد. در سال دوم کار، او اجازه دریافت بیشتر داشت بالاترین امتیازهاو پس انداز به حدود 13.1 درصد رسید. این امر عمدتاً با انتقال بار الکتریکی به رژیم تعرفه سه باند حاصل شد. قبل از استفاده از نرم افزار مربوطه، EBMUD تلاش های قابل توجهی برای کاهش هزینه های انرژی از طریق مداخله دستی اپراتور انجام داده و هزینه های انرژی خود را به میزان 500000 دلار کاهش داده است. یک حوضچه فشار به اندازه کافی بزرگ ساخته شد که به شرکت اجازه می داد تمام پمپ ها را برای یک دوره حداکثر سرعت 6 ساعته حدود 32 سنت بر کیلووات ساعت خاموش کند. نرم افزار پمپ ها را برنامه ریزی کرد تا از دو دوره کوتاه منحنی بار مسطح در هر طرف دوره اوج با نرخ 12 سنت بر کیلووات ساعت در هر 10 ساعت جابجا شوند. نرخ شبدوره خارج از پیک با نرخ 9 سنت در کیلووات ساعت. حتی با تفاوت جزئی در هزینه برق، سود قابل توجهی بود.

هر ایستگاه پمپاژ دارای چندین پمپ است و در برخی موارد از پمپ هایی با ظرفیت های مختلف در همان ایستگاه استفاده می شود. این برنامه بهینه سازی را با گزینه های متعددی برای ایجاد جریان های مختلف در سیستم توزیع آب فراهم می کند. این نرم افزار معادلات سیستم هیدرولیک غیرخطی را حل می کند تا مشخص کند کدام ترکیب از پمپ ها تعادل جرم روزانه مورد نیاز را با حداکثر بهره وریو حداقل هزینه ها. اگرچه EBMUD تلاش زیادی برای بهبود عملکرد پمپ انجام داده است، استفاده از نرم افزار با موفقیت کاهش یافته است تعداد کلکیلووات ساعت برای ایجاد جریان مورد نیاز است. در برخی از ایستگاه های پمپاژ، تنها با انتخاب پمپ یا پمپ های مناسب در زمان مناسب، بهره وری بیش از 27 درصد افزایش یافته است.

کمیت کردن بهبود کیفیت دشوارتر است. EBMUD از سه قانون عملیاتی برای بهبود کیفیت آب استفاده کرد که سعی کردند در آن پیاده سازی کنند حالت دستی. اولین قانون این بود که سرعت جریان در تصفیه خانه را تنها به دو تغییر نرخ در روز یکسان کنید. جریان های تولید یکنواخت تر، فرآیند دوز را بهینه می کند مواد شیمیایی، جریان مناسب را با کدورت کم و سطوح کلر پایدار با یک ایستگاه مخزن تمیزتر بدست آورید. اکنون نرم افزار به طور پایدار دو نرخ جریان را در هر تشخیص می دهد تصفیه خانه های آببه لطف پیش بینی قابل اعتماد تقاضا و توزیع این سرعت ها در طول روز. دومین نیاز افزایش عمق مخازن چرخه ای برای کاهش میانگین سنی آب بود. از آنجایی که نرم افزار وسیله ای برای تنظیم تعادل جرم است، اجرای این استراتژی دشوار نبود. سومین الزام، سخت‌گیرانه‌ترین شرط بود. از آنجایی که آبشار چندین مخزن و ایستگاه پمپاژ داشت که آب را با فشارهای مختلف تامین می‌کردند، EBMUD می‌خواست که تمام ایستگاه‌های پمپاژ به طور همزمان در زمانی که مخزن بالایی به آب نیاز داشت، کار کنند تا آب تمیز به جای آبشار از پایین آبشار بیاید. آب قدیمیاز مخزن میانی این الزام نیز برآورده شد.

نتایج WSSC (پنسیلوانیا، نیوجرسی، مریلند)

سیستم بهینه سازی از ژوئن 2006 در این شرکت راه اندازی شده است. WSSC در موقعیتی تقریبا منحصربفرد در ایالات متحده قرار دارد و بیش از 80 درصد برق خود را با قیمتی منصفانه خریداری می کند. این شرکت در بازار PJM (پنسیلوانیا، نیوجرسی، مریلند) فعالیت می کند و برق را مستقیماً از یک اپراتور بازار مستقل خریداری می کند. ایستگاه های پمپاژ باقی مانده تحت ساختارهای تعرفه ای متفاوت از سه شرکت تامین کننده برق جداگانه کار می کنند. بدیهی است که خودکار کردن فرآیند بهینه‌سازی زمان‌بندی پمپ در بازار واقعی به این معنی است که زمان‌بندی باید انعطاف‌پذیر باشد و به تغییرات ساعتی قیمت برق پاسخ دهد.

این نرم افزار به شما اجازه می دهد این مشکل را در کمتر از دو دقیقه حل کنید. اپراتورها قبلاً در جابجایی بار در ایستگاه های پمپاژ بزرگ با توجه به قیمت ها در طول سال قبل از نصب نرم افزار موفق بوده اند. در همان زمان، پیشرفت های قابل توجهی در برنامه ریزی در عرض چند روز پس از شروع عملکرد سیستم خودکار مشهود بود. در هفته اول، صرفه جویی در حدود 400 دلار آمریکا در روز تنها در یک ایستگاه پمپاژ مشاهده شد. در هفته دوم این مبلغ به 570 دلار در روز افزایش یافت و در هفته سوم از مرز 1000 دلار در روز گذشت. اثرات مشابهی در 17 ایستگاه پمپاژ دیگر به دست آمد.

سیستم توزیع آب WSSC توسط سطح بالاپیچیدگی و دارد تعداد زیادی ازشیرهای کاهش فشار کنترل نشده که فرآیند محاسبه و بهینه سازی مصرف آب را پیچیده می کند. ذخیره سازی در سیستم به حدود 17.5 درصد از مصرف روزانه آب محدود می شود که توانایی انتقال بار به دوره های هزینه کمتر را کاهش می دهد. شدیدترین محدودیت ها مربوط به دو تصفیه خانه بزرگ بود که در آن بیش از 4 تعویض پمپ در روز مجاز نبود. با گذشت زمان، حذف این محدودیت ها برای افزایش صرفه جویی در پروژه های نوسازی ممکن شده است.

تعامل با سیستم کنترل

در هر دو مثال هاتعامل نرم افزار با سیستم های کنترل موجود مورد نیاز بود. EBMUD قبلاً دارای یک بسته برنامه ریزی متمرکز پمپ پیشرفته بود که شامل یک جدول با داده های ورودی برای هر پمپ با حداکثر 6 چرخه شروع و توقف بود. استفاده از این تابع موجود و دریافت برنامه زمانبندی پمپ با داده های این جداول پس از هر راه حل برای مشکل، نسبتاً آسان بود. این بدان معنی است که حداقل تغییرات در سیستم کنترل موجود مورد نیاز است و همچنین نشان می دهد که امکان استفاده از آن وجود دارد سیستم های موجودحفاظت از سرریز و زیر جریان برای مخازن.

ایجاد سیستم حومه واشنگتن و اتصال به این سیستم حتی دشوارتر بود. هیچ PLC متمرکزی در دفتر مرکزی نصب نشده است. علاوه بر این، برنامه ای برای جایگزینی RTU های غیرقابل برنامه ریزی با PLC های هوشمند در این زمینه در دست اجرا بود. تعداد قابل توجهی از الگوریتم های منطقی به زبان برنامه نویسی بسته سیستم SCADA اضافه شده است، در حالی که وظیفه اضافی ارائه افزونگی داده ها در سرورهای سیستم SCADA حل شده است.

استفاده از استراتژی های اتوماسیون عمومی منجر به وضعیت جالبی می شود. اگر اپراتور به صورت دستی یک مخزن را در یک منطقه خاص پر کند، می داند که کدام پمپ ها راه اندازی شده اند و بنابراین او همچنین می داند که کدام سطح مخزن را کنترل کند. اگر اپراتور از مخزنی استفاده کند که مدت زمان پر شدن آن چندین ساعت است، مجبور می شود از زمان شروع پمپ ها چندین ساعت سطوح مخزن را کنترل کند. اگر در این مدت زمان ارتباط قطع شود، در هر صورت می تواند با توقف ایستگاه پمپاژ این وضعیت را برطرف کند. با این حال، اگر پمپ ها توسط یک سیستم تمام اتوماتیک راه اندازی شوند، اپراتور نیازی به دانستن این موضوع ندارد و بنابراین سیستم برای محافظت از سیستم بیشتر به کنترل های محلی خودکار وابسته خواهد بود. این تابع منطق محلی شده در فیلد RTU است.

مانند هر پروژه پیاده سازی نرم افزاری پیچیده، موفقیت نهایی به کیفیت داده های ورودی و استحکام راه حل در برابر تداخل خارجی بستگی دارد. سطوح آبشاری اینترلاک ها و وسایل حفاظتی برای تامین سطح امنیت مورد نیاز برای هر ابزار حیاتی مورد نیاز است.

نتیجه

سرمایه‌گذاری‌های بزرگ در سیستم‌های اتوماسیون و کنترل شرکت‌های آب در خارج از کشور، در طی 20 سال گذشته زیرساخت‌های لازم را برای اجرای استراتژی‌های بهینه‌سازی کلی ایجاد کرده است. شرکت های آب به طور مستقل در حال توسعه نرم افزارهای پیشرفته تر برای بهبود بهره وری آب، کاهش نشت و بهبود کیفیت کلی آب هستند.

استفاده از نرم افزار یکی از نمونه هایی است که نشان می دهد چگونه می توان از طریق کارهای بیشتر به منافع مالی دست یافت استفاده موثرسرمایه گذاری اولیه قابل توجه در سیستم های اتوماسیون و کنترل

تجربه ما به ما امکان می دهد ادعا کنیم که استفاده از تجربه مرتبط در شرکت های تامین آب در روسیه، ساخت سیستم های کنترل متمرکز پیشرفته یک راه حل امیدوارکننده است که می تواند به طور موثر بلوکی از وظایف و مشکلات فوری صنعت را حل کند.

1. بررسی تحلیلی مبانی تئوری پمپاژ، تزریق
تجهیزات و فناوری برای حل مشکلات ایجاد و بهبود
فشار در سیستم های تامین و توزیع آب (SPRS) 10

1.1. پمپ ها طبقه بندی، پارامترها و مفاهیم اساسی.

سطح فنی تجهیزات پمپاژ مدرن 10

پارامترهای اساسی و طبقه بندی پمپ ها 10

تجهیزات پمپاژ برای افزایش فشار در منبع آب .... 12

بررسی نوآوری ها و پیشرفت های پمپ ها از دیدگاه کاربرد آنها 16

1.2. فناوری استفاده از سوپرشارژرها در SPRV 23

1. ایستگاه های پمپ سیستم های آبرسانی طبقه بندی 23

   طرح های کلیو راه های تنظیم عملکرد پمپ ها با افزایش فشار 25

   بهینه سازی عملکرد دمنده ها: کنترل سرعت و کار گروهی 30

مشکلات تامین فشار در شبکه های آبرسانی خارجی و داخلی 37

نتیجه گیری اما فصل 40

2. اطمینان از فشار مورد نیاز در خارجی و داخلی
شبکه های آب افزایش اجزای PDS در سطح
شبکه های منطقه ای، فصلی و داخلی 41

2.1. جهت های کلی توسعه در عمل استفاده از پمپاژ

تجهیزات افزایش فشار در شبکه های آبرسانی 41

ل 2.2 " وظایف اطمینان از فشار مورد نیاز در شبکه آبرسانی

شرح مختصری از SPRV (به عنوان مثال سنت پترزبورگ)

تجربه در حل مشکلات افزایش فشار در سطح شبکه های منطقه ای و فصلی 48

2.2.3. ویژگی های وظایف افزایش فشار در شبکه های داخلی 55

2.3. بیان مسئله بهینه سازی مولفه های تقویت کننده

SPRS در سطح ناحیه، شبکه های فصلی و داخلی 69

2.4. نتیجه گیری در فصل ".._. 76

3. مدل ریاضی برای بهینه سازی تجهیزات پمپاژ

در سطح محیطی 78

3.1. بهینه سازی استاتیکی پارامترهای تجهیزات پمپاژ

در سطح منطقه، شبکه های فصلی و داخلی 78

شرح کلی ساختار منطقه شبکه آبرسانیهنگام حل مسائل سنتز بهینه.". 78

به حداقل رساندن هزینه های انرژی برای یک حالت مصرف آب "83

3.2. بهینه سازی پارامترهای تجهیزات پمپاژ در حاشیه
در سطح اسمی سیستم آبرسانی با تغییر در نحوه مصرف آب 88

مدل سازی چند مود در مسئله به حداقل رساندن هزینه های انرژی (رویکردهای کلی) 88

به حداقل رساندن هزینه انرژی با قابلیت کنترل سرعت (سرعت چرخ) سوپرشارژر 89

2.3. به حداقل رساندن هزینه های انرژی در مورد

تنظیم فرکانس آبشاری (کنترل) 92

مدل شبیه سازی برای بهینه سازی پارامترهای پمپاژ
تجهیزات در سطح محیطی SPRV 95

3.4. فصل نتیجه گیری

4. روش های عددی برای حل مسائل بهینه سازی پارامتر
تجهیزات پمپاژ 101

4.1. داده های اولیه برای حل مسائل سنتز بهینه، 101

بررسی رژیم مصرف آب با استفاده از روشهای تحلیل سری زمانی _ 101

تعیین منظم بودن سری زمانی مصرف آب 102

توزیع فراوانی هزینه ها و ضرایب

مصرف نامناسب آب 106

4.2. نمایش تحلیلی عملکرد پمپاژ
تجهیزات، 109

مدل سازی عملکرد دمنده های منفرد tyat 109

شناسایی عملکرد دمنده ها در ایستگاه های پمپاژ 110

4.3. یافتن تابع هدف بهینه 113

جستجوی بهینه با استفاده از روش های گرادیان 113

طرح اصلاح شده هالید 116

4.3.3. پیاده سازی الگوریتم بهینه سازی در کامپیوتر 119

4.4. فصل 124 نتیجه گیری

5. کارایی نسبی اجزای تقویت کننده

PWV مبتنی بر هزینه چرخه زندگی

(استفاده از MIC برای اندازه گیری پارامترها) 125

5.1. روش شناسی برای ارزیابی اثربخشی مقایسه ای

تقویت قطعات در نواحی پیرامونی SPRV 125

5.1.1. هزینه چرخه عمر تجهیزات پمپاژ.، 125

معیار به حداقل رساندن مجموع هزینه های تنزیل شده برای ارزیابی اثربخشی اجزای افزایشی PDS 129

تابع هدف مدل اکسپرس برای بهینه سازی پارامترهای تجهیزات پمپاژ در سطح محیطی C1IPB 133

5.2. بهینه سازی اجزای تقویت کننده در دستگاه های جانبی
بخش های SPRV در حین بازسازی و نوسازی 135

سیستم کنترل تامین آب با استفاده از مجتمع اندازه گیری سیار MIK 136

بررسی تخصصینتایج اندازه گیری پارامترهای PNS تجهیزات پمپاژ با استفاده از MIK 142

مدل شبیه سازی هزینه چرخه عمر تجهیزات پمپاژ PNS بر اساس داده های ممیزی پارامتریک 147

5.3. مسائل سازمانی اجرای بهینه سازی

تصمیمات (مفاد نهایی) 152

5.4. فصل نتیجه گیری 1 54

عمومینتیجه گیری." 155

لیست گراتورها است 157

پیوست 1. برخی مفاهیم، ​​وابستگی های عملکردی و
ویژگی های ضروری هنگام انتخاب پمپ 166

پیوست 2. شرح برنامه تحصیلی

مدل های بهینه سازی SPRV microdistrict 174

پیوست 3. حل مسائل بهینه سازی و ساخت

مدل های شبیه سازی ال سی دی NS با استفاده از صفحه گسترده 182

معرفی کار

سیستم تامین و توزیع آب (WDS) مجموعه مسئول اصلی تاسیسات تامین آب است که حمل و نقل آب به قلمرو تاسیسات تامین شده، توزیع در سراسر قلمرو و تحویل به مکان های انتخاب شده توسط مصرف کنندگان را فراهم می کند. ایستگاه های پمپاژ تزریق (تقویت کننده) (NS، PNS)، به عنوان یکی از اصلی ترین عناصر ساختاری SPRS تا حد زیادی توانایی های عملیاتی و سطح فنی سیستم تامین آب را به طور کلی تعیین می کند و همچنین به طور قابل توجهی تعیین می کند. نشانگرهای اقتصادیکار او

سهم قابل توجهی در توسعه موضوع توسط دانشمندان داخلی آویزان شد: N.N. Abramov، M.M. Andriyashev، A.G. Evdokimov، Yu.A. Ilyin، S.N.، A.P. Merenkov، L.F. Moshnin، E.A. Preger، S.V. Sumarokov، A.D.Y.Yavya. .

مشکلات تامین فشار در شبکه های آبرسانی روسی خدمات رفاهیمعمولا همگن هستند. دولت شبکه های ستون فقراتمنجر به نیاز به کاهش فشار شد که در نتیجه وظیفه جبران افت فشار مربوطه در سطح شبکه های منطقه ای و فصلی به وجود آمد. انتخاب پمپ ها به عنوان بخشی از PNS اغلب با در نظر گرفتن چشم انداز توسعه انجام می شد، پارامترهای عملکرد و فشار بیش از حد برآورد می شد. مرسوم شده است که پمپ ها را با استفاده از دریچه گاز به ویژگی های مورد نیاز برسانند که منجر به مصرف بیش از حد برق می شود. پمپ ها به موقع تعویض نمی شوند، اکثر آنها با راندمان پایین کار می کنند. فرسودگی تجهیزات نیاز به بازسازی PNS را برای افزایش کارایی و قابلیت اطمینان تشدید کرده است.

از سوی دیگر توسعه شهرها و افزایش ارتفاع ساختمان ها به ویژه در مورد ساختمان های متراکم نیازمند تامین فشار مورد نیاز برای مصرف کنندگان جدید از جمله تجهیز ساختمان های بلندمرتبه (HPE) به سوپرشارژر است. ایجاد فشار مورد نیاز برای مصرف کنندگان مختلف در بخش های پایانه شبکه آبرسانی می تواند یکی از واقعی ترین راه ها برای بهبود کارایی سیستم آبرسانی باشد.

مجموعه این عوامل مبنای تعیین تکلیف تعیین است پارامترهای بهینه PYS با محدودیت های موجود فشار ورودی، در شرایط عدم قطعیت و نرخ جریان واقعی نابرابر. هنگام حل مسئله، سؤالاتی از ترکیب وجود دارد کار منسجمگروه پمپ ها و عملکرد موازی پمپ ها در یک گروه و همچنین ترکیب بهینه عملکرد پمپ های موازی متصل با درایو فرکانس متغیر (VFD) و در نهایت انتخاب تجهیزاتی که پارامترهای مورد نیاز یک خاص را فراهم می کند. سیستم تامین آب تغییرات قابل توجهی در سال های اخیر در رویکردهای انتخاب تجهیزات پمپاژ باید در نظر گرفته شود - هم از نظر حذف افزونگی و هم از نظر سطح فنی تجهیزات موجود.

ارتباط موضوعات در نظر گرفته شده در پایان نامه با افزایش ارزش تعیین می شود که در شرایط مدرننهادهای اقتصادی داخلی و جامعه به عنوان یک کل به مشکل بهره وری انرژی متصل هستند. نیاز فوری برای رسیدگی به این مشکل در ضمیمه شده است قانون فدرالشماره 261-FZ در تاریخ 23 نوامبر 2009 فدراسیون روسیه "در مورد صرفه جویی و افزایش انرژی" بهره وری انرژیو در مورد اصلاحات به برخی اعمال قانونگذاریفدراسیون روسیه".

هزینه های عملیاتی SPRS بخش عمده ای از هزینه تامین آب را تشکیل می دهد که به دلیل رشد تعرفه های برق همچنان در حال افزایش است. به منظور کاهش مصرف انرژی پراهمیتبه بهینه سازی SPWS داده شده است. طبق برآوردهای معتبر از 30٪ تا 50 % هزینه های انرژی سیستم های پمپاژرا می توان با تغییر تجهیزات پمپاژ و روش های کنترل کاهش داد.

بنابراین، به نظر می‌رسد بهبود رویکردهای روش‌شناختی، توسعه مدل‌ها و پشتیبانی تصمیم‌گیری جامع که امکان بهینه‌سازی پارامترهای تجهیزات تزریق بخش‌های جانبی شبکه، از جمله در آماده‌سازی پروژه‌ها را فراهم می‌کند، مرتبط باشد. توزیع فشار مورد نیاز بین واحدهای پمپ و همچنین تعیین در داخل واحدها، تعداد و نوع بهینه واحدهای پمپ با در نظر گرفتن توزیع

8 حتی خوراک، تجزیه و تحلیل گزینه های شبکه محیطی را فراهم می کند. نتایج به‌دست‌آمده را می‌توان در مسئله بهینه‌سازی PDS به عنوان یک کل ادغام کرد.

هدف از کار تحقیق و توسعه است راه حل های بهینههنگام انتخاب تجهیزات پمپاژ تقویت کننده برای بخش های محیطی سیستم آبرسانی در فرآیند آماده سازی بازسازی و ساخت، از جمله پشتیبانی روش شناختی، ریاضی و فنی (تشخیصی).

برای دستیابی به هدف، وظایف زیر در کار حل شد:

تجزیه و تحلیل عملکرد در زمینه سیستم های پمپاژ تقویت کننده، با در نظر گرفتن قابلیت های پمپ های مدرن و روش های کنترل، ترکیبی از عملیات متوالی و موازی با VFD.

تعیین یک رویکرد (مفهوم) روش شناختی برای بهینه سازی تجهیزات پمپاژ تقویت کننده SPRV در شرایط منابع محدود.

توسعه مدل های ریاضی که مشکل انتخاب تجهیزات پمپاژ را برای بخش های محیطی شبکه آبرسانی رسمی می کند.

تجزیه و تحلیل و توسعه الگوریتم های روش های عددی برای مطالعه مدل های ریاضی ارائه شده در پایان نامه.

توسعه و اجرای عملی مکانیزمی برای جمع آوری داده های اولیه برای حل مشکلات بازسازی و طراحی PNS جدید.

اجرای یک مدل شبیه سازی برای تشکیل هزینه چرخه عمر برای گزینه در نظر گرفته شده از تجهیزات PNS.

تازگی علمی مفهوم مدل سازی محیطی تامین آب در زمینه کاهش شدت انرژی SPWS و کاهش هزینه چرخه عمر تجهیزات پمپاژ "محیطی" ارائه شده است.

مدل‌های ریاضی برای انتخاب منطقی پارامترهای ایستگاه‌های پمپاژ با در نظر گرفتن رابطه ساختاری و ماهیت چند حالته عملکرد عناصر جانبی PRS ایجاد شده‌اند.

رویکرد اثبات شده نظری برای انتخاب تعداد سوپرشارژرها در PNS (واحد پمپاژ). مطالعه تابع هزینه چرخه عمر PNS بسته به تعداد سوپرشارژرها انجام شد.

الگوریتم‌های ویژه‌ای برای جستجوی مادون‌های توابع بسیاری از متغیرها، بر اساس روش‌های گرادیان و تصادفی، برای مطالعه پیکربندی‌های بهینه NS در مناطق پیرامونی ایجاد شده‌اند.

ایجاد شده، موبایل مجتمع اندازه گیری(MIC) برای تشخیص سیستم های پمپاژ تقویت کننده موجود، ثبت اختراع در مدل کاربردی شماره 81817 "سیستم کنترل تامین آب".

روش انتخاب گزینه بهینه برای تجهیزات پمپاژ PNS بر اساس مدل سازی شبیه سازی هزینه چرخه عمر تعیین می شود.

اهمیت عملی و اجرای نتایج کار.توصیه هایی در مورد انتخاب نوع پمپ ها برای تاسیسات تقویت کننده و Sh 1S بر اساس طبقه بندی به روز شده تجهیزات پمپاژ مدرن برای افزایش فشار در سیستم های تامین آب، با در نظر گرفتن تقسیم بندی طبقه بندی، عملیاتی، طراحی و ویژگی های تکنولوژیکی ارائه شده است.

مدل‌های ریاضی PNS بخش‌های جانبی SPWS این امکان را فراهم می‌کند که با شناسایی «ذخایر»، در درجه اول از نظر شدت انرژی، هزینه چرخه عمر را کاهش دهد. الگوریتم‌های عددی پیشنهاد شده‌اند که حل مسائل بهینه‌سازی را به مقادیر خاص ممکن می‌سازند.

تایید

مدیر موسسه منابع طبیعی

A.Yu. دیمیتریف

برنامه کار پایه ماژول (رشته) "راه اندازی ایستگاه های پمپاژ و کمپرسور"

جهت (تخصص) PEP 21.03.01 "تجارت نفت و گاز"

شماره خوشه ( برای رشته های یکپارچه)

مشخصات (های) آموزش (تخصص، برنامه)

« بهره برداری و نگهداری از تاسیسات حمل و نقل و ذخیره سازی نفت، گاز و فرآورده های پالایش شده»

صلاحیت (مدرک تحصیلی) عزب

برنامه درسی پذیرش پایه 2014 جی.

خوب 4 نیمسال 7

میزان اعتبارات 6

کد رشته B1.VM5.1.4

فرم مکاتبه ای آموزش

نوع گواهینامه متوسط امتحان

واحد پشتیبانی بخش THNG IPR

2014

1. اهداف تسلط بر ماژول (رشته)

در نتیجه تسلط بر رشته B1.VM5.1.4 "عملیات ایستگاه های پمپاژ و کمپرسور"، لیسانس دانش، مهارت ها و توانایی هایی را کسب می کند که دستیابی به اهداف C1، C3، C4، C5 از BEP 21.03.01 را تضمین می کند. تجارت نفت و گاز:

هدف کلی از مطالعه رشته کسب دانش پایه در رابطه با بهره برداری از ایستگاه های پمپاژ و کمپرسور توسط دانشجویان است.

مطالعه این رشته به دانشجویان امکان می دهد تا دانش و مهارت های لازم را در زمینه پمپ و کمپرسور کسب کنند. کسب دانش، مهارت و توانایی در طراحی، ساخت و بهره برداری از پمپ ها و کمپرسورها و تجهیزات جانبی آنها.