Ushbu vazifani bajarish ishlab chiqilgan diagnostika metodologiyasi asosida amalga oshiriladigan nasos agregatlarini to'liq miqyosda sinovdan o'tkazishga asoslangan. nasos stantsiyalari, shaklda keltirilgan. 14.
Nasos agregatlarining ishlashini optimallashtirish uchun ularning samaradorligini aniqlash kerak va maxsus iste'mol nasos stantsiyasining iqtisodiy samaradorligini baholash imkonini beradigan elektr energiyasi.
Keyin samaradorligini aniqlash Nasos agregatlari nasos stansiyasining samaradorligi bilan belgilanadi, bu erdan nasos agregatlarini ishlashning eng tejamkor rejimlarini tanlashga o'tish oson, bunda disfunktsiyani hisobga olish mumkin.
stantsiyani besleme tezligi, standart o'lchamlar o'rnatilgan nasoslar va ularni yoqish va o'chirishning ruxsat etilgan soni.
Ideal holda, nasos stantsiyasining samaradorligini aniqlash uchun siz olingan ma'lumotlardan foydalanishingiz mumkin
nasos agregatlarini to'liq miqyosda sinovdan o'tkazishda to'g'ridan-to'g'ri o'lchovlar, buning uchun nasosning ish diapazonidagi 10-20 ta etkazib berish nuqtasida to'liq miqyosli sinovlarni o'tkazish kerak bo'ladi. har xil o'lchamlar vana ochilishi (0 dan 100% gacha).
Nasoslarning to'liq miqyosli sinovlarini o'tkazishda, pervanelning aylanish tezligini, ayniqsa chastota regulyatorlari mavjud bo'lsa, o'lchash kerak, chunki oqim chastotasi vosita tezligiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir.
Sinov natijalariga asoslanib, haqiqiy xususiyatlar tuziladi Ushbu maxsus nasoslar uchun.
Alohida nasos agregatlarining samaradorligini aniqlagandan so'ng, butun nasos stantsiyasining samaradorligi, shuningdek, nasos agregatlarining eng tejamkor kombinatsiyalari yoki ularning ish rejimlari hisoblanadi.
Tarmoqning xususiyatlarini baholash uchun siz stantsiya chiqishidagi magistral suv quvurlari bo'ylab oqim tezligi va bosimning avtomatlashtirilgan hisobi ma'lumotlaridan foydalanishingiz mumkin.
Nasos agregatini to'liq miqyosda sinovdan o'tkazish uchun shakllarni to'ldirish misoli ilovada keltirilgan. 4, nasosning haqiqiy ishlashi grafiklari - ilovada. 5.
Nasos stantsiyasining ishlashini optimallashtirishning geometrik ma'nosi ko'rib chiqilgan vaqt oralig'ida tarqatish tarmog'ining ehtiyojlarini (oqim, bosim) eng aniq qondiradigan ishlaydigan nasoslarni tanlashdir (15-rasm).
Bu boradagi ishlar natijasida stansiya hajmi, o‘rnatilgan nasoslarning soni va standart o‘lchamlari, shuningdek, suv iste’moli xususiyatiga qarab elektr energiyasi iste’molini 5-15 foizga qisqartirish ta’minlanmoqda.

Manba: Zaxarevich, M. B.. Ularning ishlashi va qurilishini tashkil etishning xavfsiz shakllarini joriy etish asosida suv ta'minoti tizimlarining ishonchliligini oshirish: darslik. nafaqa. 2011 yil(asl)

Mavzu bo'yicha batafsil: Nasos stantsiyalarining samaradorligini oshirish:

1. Zaxarevich, M. B. / M. B. Zakharevich, A. N. Kim, A. Martyanova; SPbEASU - SPb., 2011 yil. - 6 Ulardan foydalanish va qurishni tashkil etishning xavfsiz shakllarini joriy etish asosida suv ta'minoti tizimlarining ishonchliligini oshirish: darslik. foyda, 2011 yil

Tushuntirish eslatmasi

Ushbu ishchi o'quv dasturi 2006002 "Gaz va neft quvurlari va gaz va neft omborlarini qurish va ulardan foydalanish" mutaxassisligi bo'yicha Qozog'iston Respublikasi Davlat majburiy ta'lim standartiga muvofiq ishlab chiqilgan va shuning uchun uni amalga oshirish uchun mo'ljallangan. hukumat talablari fanidan mutaxassislar tayyorlash darajasiga «nasos va kompressor stantsiyalari"va agar kerak bo'lsa, ishchi o'quv rejasini tuzish uchun asos bo'ladi.

"Magistral gaz va neft quvurlarining nasos-kompressor stansiyalari" fanining dasturida foydalanish texnikasini o'rganish, qurilmalarni ta'mirlash va texnik xizmat ko'rsatish, har xil turlari nasos va kompressor stantsiyalari. Maxsus e'tibor texnik jihozlarni ishlatish va ta'mirlash usullarini o'rganish uchun gaz turbinali, gaz dvigateli va elektr qurilmalari bo'lgan kompressor sexlariga bag'ishlangan. Mavzuni o'rganishda mahalliy va xorijiy amaliyotdagi yutuq va ishlanmalardan foydalanish kerak. Neft va gazni, shuningdek, gaz kondensati va neft mahsulotlarini quyish texnologiyasi bo'yicha turli seriyali ma'lumotlar, hisob-kitoblarni amalga oshirishda GOST va ESKDga rioya qilish kerak.

Ushbu ish dasturini amalga oshirishda didaktik va ko'rgazmali qurollardan, diagrammalardan, kompressor va nasos stantsiyalarida darslardan foydalanish kerak.

Haqiqiy ish dasturi muvaffaqiyatli o'rganishga hissa qo'shadigan amaliy mashqlarni taqdim etadi o'quv materiali, kompressor va nasos stansiyalarining ekspluatatsiyasi bilan bog'liq amaliy masalalarni yechish ko'nikmalarini egallash, ekspluatatsion stansiyalarga ekskursiyalar o'tkazish kerak.

Tematik reja

1-mavzu. Magistral quvurlarning neft nasos stantsiyalarida ishlatiladigan nasos agregatlari

Texnologik diagrammalar va asosiy jihozlar, kompressor stantsiyalari va nasos stantsiyalari, shuningdek nasos agregatlarining yordamchi uskunalari. Kompressor stantsiyalari va nasos stantsiyalaridagi asosiy komponentlar va bloklar.

Nasoslarning xususiyatlari, tarmoqdagi nasoslarning ishlashi. Belgilangan parametrlar asosida nasosni tanlash. Nasoslarning parallel va ketma-ket ulanishi. Nasoslarning ish rejimini tartibga solish usullari. Nasoslarning beqaror ishlashi: kuchlanish va kavitatsiya.

Mavzu 2. Neft nasos stansiyalarining ishlashi

CSda gazni siqish, CSda boshqariladigan asosiy parametrlar. Texnologik printsip bo'yicha CS ning bo'linishi. Kompressor stantsiyasida amalga oshiriladigan operatsiyalar. CS ning asosiy guruhlari. Uskunalar, tizimlar va kompressor stantsiyasini qurish, foydalanish, texnik xizmat ko'rsatish va ta'mirlashni amalga oshiruvchi xodimlarning asosiy vazifalari. NPS tasnifi va asosiy ob'ektlarning xarakteristikalari. NPS bosh rejasi.

3-mavzu. NPS bosh rejasi

Nasos birligi. Yordamchi tizimlar. Kompressor stansiyalarining asosiy va yordamchi uskunalari.

Mavzu 4. Neft nasos stansiyalarining rezervuar fermalari

Pistonli nasoslar. Santrifüj nasoslar. Vorteks nasoslari. Kuchaytiruvchi nasoslar. Ularning asosiy xususiyatlari. Innings. Bosim Quvvat. Samaradorlik Kavitatsiya zaxirasi.

Mavzu 5. Magistral gaz quvuri haqida asosiy ma'lumotlar

Turbo blok. Yonish kamerasi. Turbo detonatorni ishga tushirish. Turboekspander. Burilish moslamalari. Yog 'tizimining elementlari. Tartibga solish tizimlari. Gaz nasos agregatlarining asosiy modifikatsiyalari. "Nevskiy zavodi" OAJ (Sankt-Peterburg), "Qozon kompressor zavodi" OAJ (Qozon), M.V. Fruntse nomidagi SMNPO OAJ tomonidan ishlab chiqarilgan super zaryadlovchilar.

6-mavzu Kompressor stansiyalarining tasnifi maqsadi, konstruksiyalarining tarkibi va kompressor stansiyalarining bosh rejalari

PGPU ishlashining xususiyatlari. PGPA xususiyatlari. Ularni qo'llash doirasi. Pistonli gaz kompressorlarining maqsadi.

Mavzu 7. Quvur qismlari nasos va kompressor stansiyalarida ishlatiladi

Kompressor sexlarining kombinatsiyasi. PGPU blokli dizaynlari. Bloklarning asosiy vazifalari. GPU gaz nasos blokining tarkibi.

Mavzu 8. Stantsiyalarni suv bilan ta'minlash.

Qurilma. Yuqori bosimli turbinalar va nozul apparati, past bosimli turbinalar va gaz turbinalari korpuslarining dizayni.

Mavzu 9. Oqava suv stantsiyalari

Ijro gaz turbinali qurilmalar. Gaz turbinali agregatlarning korpusiga qo'yiladigan talablar. Ishlash xususiyatlari.

10-mavzu Stantsiyalarni issiqlik bilan ta'minlash

Yordamchi tizimlarning turlari. Ushbu tizimlarning funktsiyalari.

Agregat funktsiyasi

Stansiya funktsiyasi

Gaz nasos agregatlarining yordamchi tizimlari.

Mavzu 11. Stantsiyalarni ventilyatsiya qilish

Suv ta'minoti tizimlari haqida asosiy ma'lumotlar. Suv ta'minoti manbalari va suv olish inshootlari. Drenaj tarmoqlarining turlari. Drenaj tarmoqlari uchun uskunalar.

Mavzu 12. Energiya ta'minoti tizimi

Umumiy ustaxona va agregatlarni moy bilan ta'minlash tizimlari. Favqulodda yog'ni to'kish. Soqol tizimining ishlashi. Havo sovutgichlariga asoslangan yog 'sovutish tizimi.

Foydalanilgan adabiyotlar ro'yxati

1. Surinovich V.K. Texnologik kompressor operatori, 1986 yil

2. Rezvin B.S. Gaz turbinasi va gaz nasos agregatlari 1986 yil

3. Bronshteyn L.S. Gaz turbinali blokni ta'mirlash 1987 yil

4. Gromov V.V. Magistral gaz quvurlari operatori.

5. Neft konlari uskunalari E.I.Buxarenko. Nedra, 1990 yil

6. Neft konlari mashinalari va mexanizmlari. A.G.Molchanov. Nedra, 1993 yil

Amalga oshirish zamonaviy tizimlar Suv sanoatidagi SCADA kommunal xizmatlarga markazlashtirilgan boshqaruv tizimidan suv olish, etkazib berish va taqsimlashning barcha jihatlarini kuzatish va boshqarish uchun misli ko'rilmagan qobiliyat bilan ta'minlaydi. Xorijdagi zamonaviy kommunal kompaniyalar SCADA tizimi bir yoki bir nechta izolyatsiya qilingan "avtomatlashtirish orollari" dan iborat bo'lmasligi kerakligini tan olishadi, lekin bo'lishi mumkin va kerak. yagona tizim, geografik jihatdan taqsimlangan tarmoqda faoliyat yuritadi va o'z korxonasining axborot va hisoblash tizimiga integratsiyalashgan. SCADA tizimini joriy qilgandan keyingi mantiqiy qadam proaktiv nazoratni amalga oshirish imkonini beruvchi (ma'lumotlarga asoslangan boshqaruvdan farqli o'laroq) zamonaviy dasturiy ta'minotdan foydalangan holda ushbu sarmoyadan yaxshiroq foydalanishdir. fikr-mulohaza) suv ta'minoti tizimi. Ushbu harakatlar natijasida olinadigan foydalar suv yoshini kamaytirish, energiya xarajatlarini minimallashtirish va operatsion ishonchlilikni buzmasdan tizim ish faoliyatini oshirish orqali suv sifatini yaxshilashni o'z ichiga olishi mumkin.

Kirish

1970-yillarning oʻrtalaridan boshlab avtomatlashtirish tayyorlash, xizmat koʻrsatish va tarqatish jarayonlariga kirib bordi. ichimlik suvi, an'anaviy tarzda nazorat qilinadi qo'lda. Shu vaqtgacha ko'pchilik binolar ishlatilgan oddiy masofadan boshqarish pultlari lampalar bilan signal, terish ko'rsatkichlari va konsol displeylari tizimga qo'shimcha qurilmalar sifatida dumaloq diagramma yozuvchilari kabi qo'lda boshqarish. Keyinchalik nefelometrlar, zarrachalar hisoblagichlari va pH o'lchagichlar kabi aqlli asboblar va analizatorlar paydo bo'ldi. Ular amaldagi suv ta'minoti standartlariga muvofiqligini ta'minlash uchun kimyoviy o'lchash nasoslarini nazorat qilish uchun ishlatilishi mumkin. Oxir-oqibat, PLC yoki taqsimlangan boshqaruv tizimlari yordamida to'liq avtomatik boshqaruv 1980-yillarning boshlarida chet elda paydo bo'ldi. Texnologiyani takomillashtirish bilan bir qatorda boshqaruv jarayonlari ham yaxshilandi. Bunga misol qilib, koagulyant dozalash uchun ichki halqaning quyi oqimida joylashgan ikkilamchi boshqaruv halqasi sifatida oqim oqimi o'lchagichlaridan foydalanish mumkin. Asosiy muammo individual foydalanish nazariyasi edi o'lchash asboblari sanoatda mavjud bo'lishda davom etdi. Tekshirish tizimlari hali ham bir yoki bir nechta jismoniy o'lchash asboblari bitta chiqish o'zgaruvchisini boshqarish uchun simlar orqali bir-biriga ulangandek ishlab chiqilgan. PLC ning asosiy afzalligi katta hajmdagi raqamli va analog ma'lumotlarni birlashtirish, shuningdek, individual o'lchash vositalarini birlashtirish orqali olinadiganlarga qaraganda murakkabroq algoritmlarni yaratish qobiliyati edi.

Natijada, suv taqsimlash tizimida bir xil darajadagi nazoratni amalga oshirish va unga erishishga harakat qilish mumkin bo'ldi. Dastlabki ishlanmalar telemetriya uskunalari past ma'lumotlar tezligi, yuqori kechikish va ishonchsiz radio yoki ijaraga olingan liniyalar bilan bog'liq muammolarga duch keldi. Bugungi kunga kelib, bu muammolar hali ham to'liq hal etilmagan, ammo ko'p hollarda ular juda ishonchli paketli kommutatsiyalangan tarmoqlar yoki geografik taqsimlangan telefon tarmog'iga ADSL ulanishlaridan foydalanish orqali bartaraf etilgan.

Bularning barchasi bilan bog'liq katta xarajat evaziga, ammo SCADA tizimiga sarmoya kiritish suv ta'minoti uchun zaruratdir. Amerika, Yevropa va sanoatlashgan Osiyo mamlakatlarida kam odam bunday tizimsiz korxonani boshqarishga harakat qiladi. SCADA va telemetriya tizimini o'rnatish bilan bog'liq katta xarajatlarni oqlash qiyin bo'lishi mumkin, ammo aslida alternativa yo'q.

Keng tarqalgan tizimni boshqarish uchun tajribali xodimlarning markazlashtirilgan pulidan foydalangan holda ishchi kuchini qisqartirish va sifatni kuzatish va boshqarish qobiliyati eng keng tarqalgan ikkita asosdir.

PLC-larni tuzilmalarga o'rnatish ilg'or algoritmlarni yaratish uchun asos bo'lgani kabi, keng tarqalgan telemetriya va SCADA tizimini joriy etish suv taqsimotini yanada murakkab nazorat qilish imkonini beradi. Haqiqatan ham, endi tizim bo'ylab optimallashtirish algoritmlari boshqaruv tizimiga birlashtirilishi mumkin. Dala masofaviy telemetriya birliklari (RTU), telemetriya tizimi va ob'ektni boshqarish tizimlari sezilarli energiya xarajatlarini kamaytirish va suv ta'minoti uchun boshqa imtiyozlarga erishish uchun sinxron ishlashi mumkin. Suv sifati, tizim xavfsizligi va energiya samaradorligini oshirish bo‘yicha sezilarli yutuqlarga erishildi. Misol tariqasida, hozirda Qo'shma Shtatlarda jonli ma'lumotlar va tarqatish tizimi asboblaridan foydalangan holda terroristik hujumlarga real vaqt rejimida javob berishni o'rganish bo'yicha tadqiqotlar olib borilmoqda.

Taqsimlangan yoki markazlashtirilgan boshqaruv

Oqim o'lchagichlar va analizatorlar kabi asboblar o'z-o'zidan juda murakkab bo'lishi mumkin va juda ko'p o'zgaruvchilardan foydalangan holda va turli xil natijalarga ega bo'lgan murakkab algoritmlarni bajarishga qodir. Bular, o'z navbatida, PLC yoki aqlli RTU larga uzatiladi, ular juda murakkab teleboshqarishga qodir. PLC va RTU markazlashtirilgan boshqaruv tizimiga ulangan bo'lib, u odatda suv ta'minoti korxonasining shtab-kvartirasida yoki yirik ob'ektlardan birida joylashgan. Ushbu markazlashtirilgan boshqaruv tizimlari kuchli PLC va SCADA tizimidan iborat bo'lishi mumkin, shuningdek, juda murakkab algoritmlarni bajarishga qodir.

Bu holda savol qaerga o'rnatish kerak aqlli tizim yoki bir necha darajadagi aqlli tizimni takrorlash maqsadga muvofiqmi. RTU darajasida mahalliy boshqaruvning afzalliklari bor, bunda tizim markazlashtirilgan boshqaruv serveri bilan aloqani yo'qotishdan nisbatan himoyalangan bo'ladi. Kamchilik shundaki, RTU faqat mahalliylashtirilgan ma'lumotlarni oladi. Misol tariqasida nasos stantsiyasini keltirish mumkin, uning operatori na suv quyilgan idishdagi suv darajasini, na suv quyiladigan suv omborining darajasini bilmaydi.

Tizim miqyosida, RTU darajasidagi individual algoritmlar ob'ektning ishlashida istalmagan oqibatlarga olib kelishi mumkin, masalan, noto'g'ri vaqtda juda ko'p suv so'rash. Foydalanish maqsadga muvofiqdir umumiy algoritm. Shu sababli, optimal yo'l - umumiy qaror qabul qilish uchun markazlashtirilgan tizimni boshqarish qobiliyatini saqlab qolgan holda, aloqa yo'qolgan taqdirda hech bo'lmaganda asosiy himoyani ta'minlash uchun mahalliylashtirilgan nazoratga ega bo'lishdir. Nazorat va himoyaning kaskadli qatlamlarini qo'llash g'oyasi mavjud ikkita variantning eng maqbulidir. RTU boshqaruv elementlari harakatsiz holatda bo'lishi mumkin va faqat favqulodda vaziyat yuzaga kelganda yoqiladi. g'ayrioddiy sharoitlar yoki ulanish yo'qolganda. Qo'shimcha foyda nisbatan dasturlashtirilmaydigan RTUlardan foydalanish mumkin dala sharoitlari, chunki ular faqat nisbatan oddiy ish algoritmlarini bajarish uchun talab qilinadi. Qo'shma Shtatlardagi ko'plab kommunal xizmatlar 1980-yillarda, nisbatan arzon "dasturlashtirilmaydigan" RTUlardan foydalanish keng tarqalgan bo'lgan RTUlarni o'rnatdilar.

Ushbu kontseptsiya bugungi kunda ham qo'llaniladi, ammo yaqin vaqtgacha butun tizimni optimallashtirishga erishish uchun juda oz narsa qilingan. Schneider Electric dasturiy ta'minotga asoslangan boshqaruv tizimlarini amalga oshiradi, bu real vaqtda nazorat qilish dasturi bo'lib, suv taqsimlash tizimini avtomatlashtirish uchun SCADA tizimiga integratsiyalangan (1-rasmga qarang).

Dasturiy ta'minot SCADA tizimidan suv omborlarining joriy darajasi, suv oqimlari va jihozlarning mavjudligi to'g'risidagi jonli ma'lumotlarni o'qiydi, so'ngra ob'ektlar, barcha nasoslar va tizimdagi avtomatlashtirilgan klapanlar uchun ifloslangan va tozalangan suv oqimlarining grafiklarini yaratadi. rejalashtirish davri. Dasturiy ta'minot ushbu amallarni ikki daqiqadan kamroq vaqt ichida bajarishi mumkin. Har yarim soatda dastur o'zgaruvchan sharoitlarga moslashish uchun qayta ishga tushiriladi, asosan talab tomonidagi yuk o'zgarganda va uskunaning noto'g'ri ishlashida. Boshqaruv elementlari dasturiy ta'minot tomonidan avtomatik ravishda faollashtiriladi, bu hatto eng kuchli suv taqsimlash tizimlarini operatsion xodimlarsiz to'liq avtomatik boshqarish imkonini beradi. Asosiy vazifa suv taqsimoti xarajatlarini, asosan energiya resurslari xarajatlarini kamaytirishdir.

Optimallashtirish muammosi

Jahon tajribasini tahlil qilib, ko'plab tadqiqotlar va sa'y-harakatlar suv taqsimlash tizimlarida ishlab chiqarishni rejalashtirish, nasoslar va klapanlar bilan bog'liq muammolarni hal qilishga qaratilgan degan xulosaga kelishimiz mumkin. Ushbu sa'y-harakatlarning aksariyati faqat ilmiy xarakterga ega edi, garchi bozorga yechim topishga bir necha jiddiy urinishlar bo'lgan. 1990-yillarda Amerika suv xo'jaligi assotsiatsiyasi (AWWA) tadqiqot jamg'armasi homiyligida energiya va suv sifati monitoringi tizimini (EWQMS) yaratishga yordam berish uchun bir guruh Amerika kommunal xizmatlari birlashdilar. Ushbu loyiha natijasida bir nechta sinovlar o'tkazildi. Buyuk Britaniyadagi Suv tadqiqot kengashi (WRC) 1980-yillarda xuddi shunday yondashuvdan foydalangan. Biroq, AQSH ham, Buyuk Britaniya ham nazorat tizimlari infratuzilmasining etishmasligi, shuningdek, sanoatda tijoriy rag'batlarning yo'qligi bilan cheklangan edi, shuning uchun afsuski, hech bir mamlakat muvaffaqiyatli bo'lmadi va keyinchalik bu urinishlarning barchasi bekor qilindi.

Vakolatli muhandisga ongli dizayn qarorlarini qabul qilish imkonini beradigan evolyutsion genetik algoritmlardan foydalanadigan bir nechta gidravlik modellashtirish dasturiy paketlari mavjud, ammo ularning hech birini maqsadli deb hisoblash mumkin emas. avtomatik tizim har qanday suv taqsimlash tizimini real vaqt rejimida boshqarish.

60 000 dan ortiq suv ta'minoti tizimlari va 15 000 yig'ish va utilizatsiya qilish tizimlari chiqindi suv AQShda elektr energiyasining eng yirik iste'molchilari bo'lib, mamlakat bo'ylab yiliga 75 milliard kVt / soat elektr energiyasidan foydalanadi - taxminan 3%. yillik iste'mol AQShda elektr energiyasi.

Energiyadan foydalanishni optimallashtirish muammosini hal qilishning aksariyat yondashuvlari shuni ko'rsatadi sezilarli tejash nasoslarni rejalashtirish sohasida, ayniqsa, ko'p maqsadli evolyutsion algoritmlardan (MOEA) foydalanganda tegishli qarorlar qabul qilish orqali erishish mumkin. Qoida tariqasida, energiya xarajatlarini tejash 10 dan 15% gacha, ba'zan esa ko'proq bo'lishi kutilmoqda.

Muammolardan biri har doim ushbu tizimlarni haqiqiy jihozlarga integratsiya qilish edi. MOEA yechimlari har doim nisbatan sekin eritmaning ishlashidan aziyat chekdi, ayniqsa standart tizimlarga qaraganda ko'proq nasoslardan foydalanadigan tizimlarda. Nasoslar soni 50 dan 100 donagacha bo'lgan diapazonga yetganda, eritmaning ishlashi eksponent ravishda oshadi. Bu MOEA algoritmlarining ishlashidagi muammolarni loyihalash muammolariga bog'lash imkonini beradi va real vaqt rejimida avtomatik boshqaruv tizimlari o'rniga algoritmlarning o'zini o'rganish tizimlariga bog'lash mumkin.

Har qanday taklif qilingan variant umumiy yechim Suvni eng kam xarajat bilan taqsimlash muammosi bir nechta asosiy komponentlarni talab qiladi. Birinchidan, yechim o'zgaruvchan sharoitlarni engish uchun etarlicha tez bo'lishi kerak real sharoitlar ishlashi va markazlashtirilgan boshqaruv tizimiga ulanish imkoniyatiga ega bo'lishi kerak. Ikkinchidan, u mavjud boshqaruv tizimiga kiritilgan asosiy himoya vositalarining ishlashiga xalaqit bermasligi kerak. Uchinchidan, u energiya xarajatlarini kamaytirish muammosini hal qilishi kerak salbiy ta'sir suv sifati yoki suv ta'minoti ishonchliligi bo'yicha.

Hozirgi vaqtda va buni jahon tajribasi ko'rsatmoqda, tegishli muammo yangi, yanada rivojlangan (MOEA bilan solishtirganda) algoritmlardan foydalangan holda hal qilindi. To'rtga rahmat katta ob'ektlar Qo'shma Shtatlarda tarqatish xarajatlarini kamaytirish maqsadiga erishish bilan birga echimlarni tezda amalga oshirish mumkinligi haqida dalillar mavjud.

EBMUD yarim soatlik bloklarda 24 soatlik jadvalni 53 soniyadan kamroq vaqt ichida, Merilend shtatidagi Vashington Suburban 118 soniya yoki undan kamroq vaqt ichida, Kaliforniyadagi Sharqiy Municipal buni 47 soniya yoki undan kamroq vaqt ichida va Kanzas-Sitidagi WaterOne kamroq vaqt ichida bajaradi. 2 daqiqadan ko'proq. Bu MOEA algoritmlariga asoslangan tizimlarga qaraganda tezroq kattalik tartibi.

Vazifalarni belgilash

Elektr xarajatlari suvni tozalash va tarqatish tizimlarida asosiy xarajatlar bo'lib, odatda mehnat xarajatlaridan keyin ikkinchi o'rinda turadi. Ish uchun umumiy energiya xarajatlaridan nasos uskunalari kommunal xizmatlar tomonidan sotib olingan barcha elektr energiyasining 95% gacha, qolgan qismi yoritish, shamollatish va konditsionerlik bilan bog'liq.

Shubhasiz, energiya xarajatlarini kamaytirish ushbu kommunal xizmatlar uchun asosiy omil bo'lib xizmat qiladi, lekin operatsion xavflarning oshishi yoki suv sifatining pasayishi hisobiga emas. Har qanday optimallashtirish tizimi suv omborining ekspluatatsion chegaralari va tuzilmalarning texnologik talablari kabi marjinal sharoitlardagi o'zgarishlarni hisobga olishi kerak. Har qanday haqiqiy tizimda har doim sezilarli miqdordagi cheklovlar mavjud. Bu cheklovlarga quyidagilar kiradi: nasosning minimal ishlash vaqti, nasosning minimal sovutish vaqti, minimal oqim tezligi va maksimal bosim o'chirish klapanlari birliklarining chiqishida, tuzilmalarning minimal va maksimal ishlashi, nasos stantsiyalarida bosim yaratish qoidalari, muhim tebranishlar yoki suv bolg'asini oldini olish uchun nasoslarning ish vaqtini aniqlash.

Suv sifati qoidalarini aniqlash va miqdorini aniqlash qiyinroq, chunki suv omboridagi minimal operatsion suv darajasiga bo'lgan talablar o'rtasidagi bog'liqlik suvning yoshini kamaytirish uchun suv omborida muntazam suv aylanishi zarurligiga zid kelishi mumkin. Xlorning parchalanishi suvning yoshi bilan chambarchas bog'liq va atrof-muhit haroratiga ham juda bog'liq bo'lib, tarqatish tizimining barcha nuqtalarida qoldiq xlorning zarur darajasini ta'minlash uchun qat'iy qoidalarni o'rnatishni qiyinlashtiradi.

Har bir amalga oshirish loyihasining qiziqarli qismi dasturiy ta'minotning optimallashtirish dasturining natijasi sifatida "cheklov xarajatlarini" belgilash qobiliyatidir. Bu bizga qattiq ma'lumotlar bilan mijozlarning ba'zi idroklariga qarshi chiqishga imkon beradi va bu jarayon orqali ba'zi cheklovlarni olib tashlang. Bu umumiy muammo operator vaqt o'tishi bilan jiddiy cheklovlarga duch kelishi mumkin bo'lgan yirik kommunal xizmatlar uchun.

Masalan, katta nasos stantsiyasida stansiyani qurish vaqtida ko'rsatilgan asosli sabablarga ko'ra bir vaqtning o'zida uchtadan ko'p bo'lmagan nasoslardan foydalanish imkoniyati bilan bog'liq cheklov bo'lishi mumkin.

Bizning dasturiy ta'minotimizda biz simulyatsiya sxemasidan foydalanamiz gidravlik tizim har qanday bosim cheklovlariga rioya qilishni ta'minlash uchun kun davomida nasos stantsiyasining chiqishida maksimal oqimni aniqlash.

Suv taqsimlash tizimining jismoniy tuzilishini aniqlab, yuqori bosimli hududlarni ko'rsatib, ostida bo'ladigan uskunalarni tanlash avtomatik boshqaruv Bizning dasturiy ta'minotimizni va kelishilgan cheklovlar to'plamini olganingizdan so'ng, siz amalga oshirish loyihasini amalga oshirishni boshlashingiz mumkin. ga muvofiq ishlab chiqarish texnik talablar mijoz (oldindan ishlab chiqarishga bog'liq) va konfiguratsiya odatda besh oydan olti oygacha davom etadi, so'ngra uch oy yoki undan ko'proq vaqt davomida keng qamrovli sinovdan o'tadi.

Dasturiy yechimlar imkoniyatlari

Juda murakkab rejalashtirish muammosini hal qilish ko'pchilikni qiziqtirsa-da, bu aslida foydali, ishonchli va to'liq avtomatik optimallashtirish vositasini yaratish uchun zarur bo'lgan ko'plab qadamlardan biridir. Odatdagi qadamlar quyida keltirilgan:

• Uzoq muddatli sozlamalarni tanlash.
• SCADA tizimidan ma'lumotlarni o'qish, xatolarni aniqlash va yo'q qilish.
• Suv ta'minoti va aylanishining ishonchliligini ta'minlash uchun suv omborlarida bo'lishi kerak bo'lgan maqsadli hajmlarni aniqlash.
• Haqiqiy vaqtda elektr energiyasi narxlari kabi har qanday o'zgaruvchan uchinchi tomon ma'lumotlarini o'qing.
• Barcha nasoslar va klapanlar uchun jadvallarni hisoblash.
• Nasoslarni ishga tushirish yoki kerak bo'lganda vanalarni ochish uchun SCADA tizimi uchun ma'lumotlarni tayyorlang.
• Prognoz talabi, xarajatlar, suvni tozalash hisob-kitoblari kabi tahlil ma'lumotlarini yangilang.

Ushbu jarayondagi ko'pgina qadamlar bir necha soniyani yakunlaydi va hal qiluvchi eng uzoq vaqtni oladi, lekin yuqorida aytib o'tilganidek, u hali ham interaktiv ishlash uchun etarlicha tez bo'ladi.

Suv taqsimlash tizimining operatorlari prognozlar va natijalarni ko'rishlari mumkin oddiy mijoz masalan, Windows operatsion tizimiga asoslangan. Quyidagi skrinshotda (1-rasm) yuqori grafik talabni ko'rsatadi, o'rta grafik suv omboridagi suv darajasini ko'rsatadi va nuqtalarning pastki qatori nasos grafigi. Sariq chiziqlar joriy vaqtni bildiradi; sariq ustundan oldingi hamma narsa arxivlangan ma'lumotlar; undan keyin hamma narsa kelajak uchun prognozdir. Ekran shakli nasosning ish sharoitida (yashil nuqta) suv omboridagi suv sathining prognoz qilingan o'sishini ko'rsatadi.

Bizning dasturiy ta'minot ishlab chiqarish xarajatlarini, shuningdek, energiya xarajatlarini kamaytirish imkoniyatlarini topish uchun mo'ljallangan; ammo, energiya xarajatlari ustun ta'sir ko'rsatadi. Energiya xarajatlarini kamaytirish haqida gap ketganda, u uchta asosiy yo'nalishni ko'rib chiqadi:

• Energiyadan foydalanishni arzonroq tarifli davrlarga o'tkazish, iste'molchilarni suv bilan ta'minlash uchun suv omboridan foydalanish.
• Cheklash orqali eng yuqori iste'mol paytida xarajatlarni kamaytirish maksimal raqam bu davrlarda nasoslar.
• Suv taqsimlash tizimiga suv etkazib berish uchun zarur bo'lgan elektr energiyasini nasos yoki nasoslar guruhini optimal ishlashiga yaqinroq ishlatish orqali kamaytirish.

EBMUD (Kaliforniya) natijalari

Shunga o'xshash tizim EBMUDda 2005 yil iyul oyida ishlay boshladi. Faoliyatning birinchi yilida dastur 12,5% energiya tejashga erishildi (o'tgan yilga nisbatan 370 000 AQSh dollari, iste'mol 2,7 million AQSh dollarini tashkil etdi) mustaqil ekspertlar tomonidan tasdiqlangan. Ishning ikkinchi yilida u menga ko'proq narsani olishga ruxsat berdi eng yaxshi natijalar, tejamkorlik esa qariyb 13,1% ni tashkil etdi. Bunga asosan elektr yukini uch diapazonli tarif rejimiga o'tkazish orqali erishildi. Dasturiy ta'minotdan foydalanishdan oldin, EBMUD operatorning qo'lda aralashuvi orqali energiya xarajatlarini kamaytirish uchun sezilarli harakatlarni amalga oshirdi va energiya xarajatlarini 500 000 dollarga kamaytirdi. Yetarlicha katta bosim havzasi qurildi, bu kompaniyaga taxminan 32 tsent / kVt / soat maksimal tarifda 6 soatlik muddatga barcha nasoslarni o'chirishga imkon berdi. Dasturiy ta'minot nasoslarni o'n soatlik 12 tsent / kVt / soat tarif bilan eng yuqori davrning har ikki tomonida ikki qisqa muddatli tekis yuk rejimidan o'tkazishni rejalashtirgan. tungi stavka 9 tsent/kVt/soat miqdoridagi eng yuqori davr. Elektr narxidagi kichik farq bilan ham, foyda sezilarli edi.

Har bir nasos stantsiyasida bir nechta nasoslar mavjud va ba'zi hollarda bir stantsiyada turli quvvatdagi nasoslar qo'llaniladi. Bu optimallashtirish dasturini suv taqsimlash tizimida turli oqimlarni yaratish uchun ko'plab variantlarni taqdim etadi. Dastur gidravlik tizimning ishlashi bilan bog'liq chiziqli bo'lmagan tenglamalarni echadi va qaysi nasos birikmasi kerakli kunlik massa balansini ta'minlaydi. maksimal samaradorlik Va minimal xarajatlar. EBMUD nasosning ishlashini yaxshilash uchun ko'p kuch sarflagan bo'lsa ham, dasturiy ta'minot muvaffaqiyatli qisqartirildi umumiy soni kVt/soat oqim hosil qilish uchun zarur. Ba'zi nasos stantsiyalarida to'g'ri nasos yoki nasoslarni to'g'ri vaqtda tanlash orqali hosildorlik 27% dan ortiq oshdi.

Sifatni yaxshilashni hisoblash qiyinroq. EBMUD suv sifatini yaxshilash uchun uchta operatsion qoidadan foydalangan, ular amalga oshirishga harakat qilgan qo'lda rejim. Birinchi qoida, suv tozalash inshootidagi oqim tezligini kuniga atigi ikki marta o'zgartirishga tenglashtirish edi. Yana bir xil ishlab chiqarish oqimlari dozalash jarayonini optimallashtirish imkonini beradi kimyoviy moddalar, tozaroq stantsiya suv ombori bilan etarli darajada past loyqalik oqimi va barqaror xlor darajasini oling. Endi dasturiy ta'minot ikki oqim tezligini barqaror ravishda aniqlaydi suv tozalash inshootlari ishonchli talab prognozi tufayli bu tezlikni kun davomida tarqatadi. Ikkinchi talab suvning o'rtacha yoshini kamaytirish uchun tsiklik suv omborlarining chuqurligini oshirish edi. Dasturiy ta'minot ommaviy muvozanatni tartibga solish vositasi bo'lganligi sababli, ushbu strategiyani amalga oshirish qiyin emas edi. Uchinchi talab eng qat'iy edi. Kaskadda bir nechta suv omborlari va turli bosimlarda suv ta'minlaydigan nasos stantsiyalari bo'lganligi sababli, EBMUD barcha nasos stansiyalarining bir vaqtning o'zida ishlashini xohladi, buning o'rniga yuqori suv ombori kaskad tubidan toza suv kelishi uchun suv talab qiladi. eski suv oraliq tankdan. Bu talab ham bajarildi.

WSSC natijalari (Pensilvaniya, Nyu-Jersi, Merilend)

Optimallashtirish tizimi kompaniyada 2006 yil iyun oyidan beri ishlamoqda. WSSC Qo'shma Shtatlarda deyarli noyob holatda bo'lib, o'z elektr energiyasining 80% dan ko'prog'ini adolatli narxda sotib oladi. U PJM bozorida (Pensilvaniya, Nyu-Jersi, Merilend) ishlaydi va to'g'ridan-to'g'ri mustaqil bozor operatoridan elektr energiyasini sotib oladi. Qolgan nasos stantsiyalari uchta alohida elektr ta'minoti kompaniyasining turli tarif tuzilmalari ostida ishlaydi. Shubhasiz, haqiqiy bozorda nasoslarni rejalashtirishni optimallashtirish jarayonini avtomatlashtirish, rejalashtirish moslashuvchan bo'lishi va elektr narxining soatlik o'zgarishiga javob berishi kerakligini anglatadi.

Dastur ikki daqiqadan kamroq vaqt ichida ushbu muammoni hal qilishga imkon beradi. Operatorlar dasturiy ta'minotni o'rnatishdan oldin yil davomida yirik nasos stantsiyalaridagi yukni narx bosimiga o'tkazishda muvaffaqiyat qozonishgan. Biroq, rejalashtirishdagi sezilarli yaxshilanishlar avtomatlashtirilgan tizim ishga tushirilgandan keyin bir necha kun ichida aniq bo'ldi. Birinchi haftada birgina nasos stansiyasi uchun kuniga taxminan 400 AQSh dollari miqdorida tejamkorlik kuzatildi. Ikkinchi haftada bu miqdor kuniga 570 AQSh dollariga, uchinchi haftada esa kuniga 1000 AQSh dollaridan oshdi. Yana 17 ta nasos stansiyalarida ham xuddi shunday ta'sirga erishildi.

WSSC suv taqsimlash tizimi bilan tavsiflanadi yuqori daraja murakkablik va ega katta raqam nazoratsiz bosimli xavfsizlik klapanlari, suv iste'molini hisoblash va optimallashtirish jarayonini murakkablashtiradi. Tizimni saqlash kunlik suv iste'molining taxminan 17,5% bilan cheklangan bo'lib, yukni arzonroq xarajat davrlariga o'tkazish imkoniyatini kamaytiradi. Eng qat'iy cheklovlar ikkita yirik suv tozalash inshootlari bilan bog'liq edi, bu erda kuniga 4 dan ortiq nasosni almashtirishga ruxsat berilmagan. Vaqt o'tishi bilan, ta'mirlash loyihalaridan tejashni yaxshilash uchun ushbu cheklovlarni olib tashlash mumkin bo'ldi.

Boshqarish tizimi bilan o'zaro ta'sir

Ikkalasida ham yuqoridagi misollar mavjud boshqaruv tizimlari bilan talab qilinadigan dasturiy ta'minot. EBMUD allaqachon eng zamonaviy markazlashtirilgan nasoslarni rejalashtirish paketiga ega bo'lib, u har bir nasos uchun maksimal 6 ishga tushirish va to'xtash davriga ega bo'lgan kirish ma'lumotlari jadvalini o'z ichiga oladi. Ushbu mavjud funktsiyadan foydalanish va har bir muammoni hal qilgandan so'ng, ushbu jadvallar ma'lumotlari bilan nasos jadvalini olish nisbatan oson edi. Bu mavjud boshqaruv tizimiga minimal o'zgarishlar talab qilinishini anglatardi va undan foydalanish mumkinligini ham ko'rsatdi mavjud tizimlar suv omborlari uchun oqim tezligining oshishi va pasayishidan himoya qilish.

Vashingtonning shahar atrofi tizimi tizimni yaratish va unga ulanish uchun yanada murakkabroq edi. Bosh ofisda markazlashtirilgan PLC o'rnatilmagan. Bundan tashqari, dasturlashtirilmaydigan RTUlarni dalada aqlli PLClar bilan almashtirish dasturi amalga oshirildi. SCADA tizim paketining skript tiliga sezilarli miqdordagi mantiqiy algoritmlar qo'shildi va SCADA tizimi serverlarida ma'lumotlarning zahiraviy nusxasini ta'minlashning qo'shimcha muammosi hal qilindi.

Umumiy avtomatlashtirish strategiyalaridan foydalanish qiziqarli vaziyatga olib keladi. Agar operator ma'lum bir hududdagi rezervuarni qo'lda to'ldirsa, u qaysi nasoslar ishga tushirilganligini biladi va shuning uchun u suv omboridagi qanday suv darajasini kuzatish kerakligini ham biladi. Agar operator to'ldirish uchun bir necha soat davom etadigan rezervuardan foydalansa, u nasoslarni ishga tushirgandan keyin bir necha soat ichida bu rezervuar darajasini kuzatishga majbur bo'ladi. Agar bu vaqt ichida aloqa uzilib qolsa, u har qanday holatda nasos stantsiyasini to'xtatib, bu vaziyatni bartaraf eta oladi. Biroq, nasoslar to'liq avtomatik tizim tomonidan ishga tushirilsa, operator bu sodir bo'lganligini bilishi shart emas va shuning uchun tizim tizimni himoya qilish uchun avtomatik mahalliylashtirilgan boshqaruv vositalariga ko'proq tayanadi. Bu RTU maydon birligida lokalizatsiya qilingan mantiqning funktsiyasi.

Har qanday murakkab dasturiy ta'minot loyihasida bo'lgani kabi, yakuniy muvaffaqiyat kiritilgan ma'lumotlarning sifati va tashqi shovqinlarga yechimning mustahkamligiga bog'liq. Har qanday muhim yordamchi dastur uchun zarur bo'lgan xavfsizlik darajasini ta'minlash uchun blokirovkalash va himoya vositalarining kaskadli qatlamlari talab qilinadi.

Xulosa

Xorijda suv xo‘jaligini avtomatlashtirish va boshqarish tizimlariga yo‘naltirilgan yirik sarmoyalar so‘nggi 20 yil ichida umumiy optimallashtirish strategiyalarini amalga oshirish uchun zarur infratuzilmani yaratdi. Suv ta'minoti korxonalari mustaqil ravishda suv samaradorligini oshirish, suv oqishini kamaytirish va umumiy suv sifatini yaxshilash uchun yanada ilg'or dasturiy ta'minotni ishlab chiqmoqda.

Dasturiy ta'minotdan foydalanish moliyaviy manfaatlarga qanday qilib ko'proq erishish mumkinligiga misoldir samarali foydalanish avtomatlashtirish va boshqaruv tizimlariga katta miqdorda investitsiyalar.

Bizning tajribamiz shuni ta'kidlashga imkon beradiki, Rossiyadagi suv ta'minoti korxonalarida tegishli tajribadan foydalanish, kengaytirilgan markazlashtirilgan boshqaruv tizimlarini qurish sanoatning dolzarb vazifalari va muammolari blokini samarali hal qila oladigan istiqbolli echimdir.

1. Nasos nazariyasi asoslarini analitik ko'rib chiqish, in'ektsiya
yaratish va oshirish muammolarini hal qilish uchun uskunalar va texnologiya
Suv ta'minoti va tarqatish tizimlarida bosim (WSS) 10

1.1. Nasoslar. Tasnifi, asosiy parametrlari va tushunchalari.

Zamonaviy nasos uskunalarining texnik darajasi 10

Nasoslarning asosiy parametrlari va tasnifi 10

Suv ta'minotidagi bosimni oshirish uchun nasos uskunalari.... 12

Nasoslardagi innovatsiyalar va takomillashtirishlarni amaliy qo'llash nuqtai nazaridan ko'rib chiqish 16

1.2. SPRV 23 da super zaryadlovchilardan foydalanish texnologiyasi

1. Suv ta'minoti tizimlarining nasos stantsiyalari. Klassifikatsiya 23

   Umumiy sxemalar va bosim oshganida nasosning ishlashini tartibga solish usullari 25

   Blowerlarni optimallashtirish: tezlikni nazorat qilish va hamkorlik 30

Tashqi va ichki suv ta'minoti tarmoqlarida bosimni ta'minlash muammolari 37

40-bobdan xulosalar

2. Tashqi va ichki muhitda kerakli bosimni ta'minlash
suv ta'minoti tarmoqlari. SPVR ning tarkibiy qismlarini darajada oshirish
tuman, blok va ichki tarmoqlar 41

2.1. Nasosdan foydalanish amaliyotida rivojlanishning umumiy yo'nalishlari

suv ta'minoti tarmoqlarida bosimni oshirish uchun uskunalar 41

l 2.2". Suv ta'minoti tarmoqlarida kerakli bosimlarni ta'minlash vazifalari

SPRV ning qisqacha tavsifi (Sankt-Peterburg misolida)

Tuman va blok tarmoqlari darajasida bosimni oshirish muammolarini hal qilish tajribasi 48

2.2.3. Ichki tarmoqlarda bosimni oshirish muammolarining xususiyatlari 55

2.3. Ko'taruvchi komponentlarni optimallashtirish muammosining bayoni

SPVR tuman, blok va ichki tarmoqlar darajasida 69

2.4. “.._” bobi bo'yicha xulosalar. 76

3. Nasos uskunasini optimallashtirishning matematik modeli

SPRV ning periferik darajasida 78

3.1. Nasos uskunalari parametrlarini statik optimallashtirish

tuman, blok va ichki tarmoqlar darajasida 78

Tuman tuzilishining umumiy tavsifi suv ta'minoti tarmog'i optimal sintez masalalarini yechishda.” 78

Suv iste'molining bir rejimi uchun energiya xarajatlarini minimallashtirish "83

3.2. Periferiyadagi nasos uskunalari parametrlarini optimallashtirish
suv iste'moli rejimini o'zgartirishda suv iste'molining normal darajasida 88

Energiya xarajatlarini minimallashtirish muammosida ko'p rejimli modellashtirish (umumiy yondashuvlar) 88

Supercharger tezligini (g'ildirak tezligini) tartibga solish qobiliyati bilan energiya xarajatlarini minimallashtirish 89

2.3. Bunday holda energiya xarajatlarini minimallashtirish

kaskad-chastotani tartibga solish (nazorat qilish) 92

Nasos parametrlarini optimallashtirish uchun simulyatsiya modeli
SPRV 95 periferik darajadagi uskunalar

3.4. Bob xulosalari

4". Parametrlarni optimallashtirish masalalarini yechishning raqamli usullari
nasos uskunalari 101

4.1. Optimal sintez masalalarini hal qilish uchun dastlabki ma'lumotlar, 101

Vaqt seriyalari tahlili usullari yordamida suv iste'moli rejimini o'rganish _ 101

Suv iste'molining vaqt qatoridagi qonuniyatlarni aniqlash 102

Xarajatlar va koeffitsientlarning chastota taqsimoti

Suv iste'molidagi tartibsizliklar 106

4.2. Nasosning ishlash ko'rsatkichlarining analitik tasviri
Uskunalar, 109

Alohida puflagichlarning ishlashini modellashtirish do'stim 109

Nasos stantsiyalarining bir qismi sifatida super zaryadlovchilarning ishlash xususiyatlarini aniqlash 110

4.3. Maqsad funksiyasining optimalini topish 113

Gradient usullaridan foydalangan holda optimal qidiruv 113

O'zgartirilgan Hollaid rejasi. 116

4.3.3. Optimallashtirish algoritmini kompyuterda amalga oshirish 119

4.4. 124-bob Xulosa

5. Ko'taruvchi komponentlarning qiyosiy samaradorligi

Xarajatlarni baholash asosida SPRV hayot davrasi

(parametrlarni o'lchash uchun MIC yordamida) 125

5.1. Qiyosiy samaradorlikni baholash metodikasi

periferik hududlarda ortib borayotgan komponentlar SPVR 125

5.1.1. Nasos uskunasining ishlash muddati., 125

SPRV 129 ning ortib borayotgan tarkibiy qismlarining samaradorligini baholash uchun jami diskontlangan xarajatlarni minimallashtirish mezoni

C1IPB 133 periferik darajadagi nasos uskunalari parametrlarini optimallashtirish uchun ekspress modelining maqsadli funktsiyasi

5.2. Periferik qurilmalarda kuchaytiruvchi komponentlarni optimallashtirish
Rekonstruksiya va modernizatsiya davridagi SPRV uchastkalari 135

MIK 136 mobil o'lchash kompleksidan foydalangan holda suv ta'minotini boshqarish tizimi

Ekspert baholash MIC 142 yordamida PNS nasos uskunasining parametrlarini o'lchash natijalari

Parametrik audit ma'lumotlariga asoslangan PNS nasos uskunasining hayot aylanish qiymatining simulyatsiya modeli 147

5.3. Optimallashtirishni amalga oshirishning tashkiliy masalalari

qarorlar (yakuniy qoidalar) 152

5.4. Bob xulosalari 1 54

General xulosalar." 155

Qahramonlar ro'yxati bormi? 157

Ilova 1. Ba'zi tushunchalar, funktsional bog'liqliklar va
nasoslarni tanlashda muhim xususiyatlar 166

Ilova 2. Tadqiqot dasturining tavsifi

SPRV 174 mikrorayonini optimallashtirish modellari

3-ilova. Optimallashtirish masalalarini yechish va qurish

simulyatsiya modellari LCCD NS 182-jadval protsessoridan foydalangan holda

Ishga kirish

Suv ta'minoti va taqsimlash tizimi (WSS) suv ta'minoti inshootlarining asosiy mas'uliyatli kompleksi bo'lib, suvni etkazib beriladigan ob'ektlar hududiga tashish, butun hudud bo'ylab tarqatish va iste'molchilar tomonidan tanlab olish punktlariga etkazib berishni ta'minlaydi. Bosim (kuchaytiruvchi) nasos stantsiyalari (PS, PNS), asosiylaridan biri sifatida strukturaviy elementlar SPRS asosan suv ta'minoti tizimining operatsion imkoniyatlari va texnik darajasini aniqlaydi, shuningdek, sezilarli darajada aniqlaydi. iqtisodiy ko'rsatkichlar uning ishi.

Mavzuni rivojlantirishga katta hissa qo'shgan mahalliy olimlar: N.N.Abramov, M.M.Andriyashev, A.G.Evdokimov, Yu.A.Ilyin, S.N.Karambirov, V.Ya.Karelin, A.M.Kurganov, A.P.Merenkov, L.F.Moshnin, E.V , A.D.Tevyashev, V.Ya.Xasilev, P.D.Xorunjiy, F.ALIevslev va boshqalar.

Rossiyaga qaragan suv ta'minoti tarmoqlarida bosimni ta'minlash muammolari kommunal kompaniyalar, qoida tariqasida, bir hildir. Davlat magistral tarmoqlar bosimni pasaytirish zaruriyatiga olib keldi, buning natijasida tuman va blok tarmoqlari darajasida bosimning tegishli pasayishini qoplash vazifasi paydo bo'ldi. PNS ning bir qismi sifatida nasoslarni tanlash ko'pincha rivojlanish istiqbollarini hisobga olgan holda amalga oshirildi va bosim parametrlari ortiqcha baholandi; Nasoslarni klapanlar yordamida drossellash orqali kerakli xususiyatlarga etkazish odatiy holga aylandi, bu esa ortiqcha energiya sarfiga olib keladi. Nasoslar o'z vaqtida almashtirilmaydi, ularning aksariyati past samaradorlik bilan ishlaydi; Uskunalarning eskirishi samaradorlik va foydalanish ishonchliligini oshirish uchun nasos stantsiyasini rekonstruksiya qilish zaruratini kuchaytirdi.

Boshqa tomondan, shaharlarning rivojlanishi va binolarning balandligini oshirish, ayniqsa ixcham qurilish bilan, yangi iste'molchilar uchun zarur bosimni ta'minlashni, shu jumladan ko'p qavatli binolarni (HPE) superchargerlar bilan jihozlashni talab qiladi. Suv ta'minoti tarmog'ining terminal uchastkalarida turli iste'molchilar uchun zarur bo'lgan bosimni yaratish suv ta'minoti tizimining samaradorligini oshirishning eng real usullaridan biri bo'lishi mumkin.

Ushbu omillarning kombinatsiyasi aniqlash vazifasini qo'yish uchun asosdir optimal parametrlar PYS kirish bosimining mavjud cheklovlari ostida, noaniqlik va haqiqiy xarajatlarning notekisligi sharoitida. Muammoni hal qilishda kombinatsiyalangan savollar paydo bo'ladi ketma-ket operatsiya nasoslar guruhlari va bir guruh ichida birlashtirilgan nasoslarning parallel ishlashi, shuningdek o'zgaruvchan chastotali haydovchi (VFD) bilan parallel ulangan nasoslarning ishlashining optimal kombinatsiyasi va pirovardida ma'lum bir suv ta'minoti tizimining zarur parametrlarini ta'minlaydigan uskunani tanlash. . So'nggi yillarda nasos uskunalarini tanlashga yondashuvlardagi sezilarli o'zgarishlar - ortiqchalikni bartaraf etish nuqtai nazaridan ham, mavjud uskunalarning texnik darajasida ham hisobga olinishi kerak.

Dissertatsiyada muhokama qilingan masalalarning dolzarbligi ortib borayotgan muhimligi bilan belgilanadi zamonaviy sharoitlar Mahalliy tadbirkorlik sub'ektlari va umuman jamiyat energiya samaradorligi muammosiga katta ahamiyat beradi. Ushbu muammoni zudlik bilan hal qilish zarurati mustahkamlangan Federal qonun Rossiya Federatsiyasi 2009 yil 23 noyabrdagi 261-FZ-son "Energiyani tejash va ko'paytirish to'g'risida" energiya samaradorligi va ba'zilariga o'zgartirishlar kiritish haqida qonun hujjatlari Rossiya Federatsiyasi".

Suv ta'minoti tizimlarini ekspluatatsiya qilish xarajatlari suv ta'minoti xarajatlarining hal qiluvchi qismini tashkil etadi, bu esa elektr energiyasiga tariflarning oshishi tufayli o'sishda davom etmoqda. Energiya intensivligini kamaytirish uchun katta qiymat boshqaruv tizimini optimallashtirishga biriktirilgan. Vakolatli hisob-kitoblar 30% dan 50 gacha % energiya iste'moli nasos tizimlari nasos uskunalari va nazorat qilish usullarini o'zgartirish orqali kamayishi mumkin.

Shu sababli, uslubiy yondashuvlarni takomillashtirish, modellarni ishlab chiqish va qarorlar qabul qilish uchun har tomonlama qo'llab-quvvatlash tarmoqning periferik uchastkalarida, shu jumladan loyihalarni tayyorlash jarayonida in'ektsiya uskunalari parametrlarini optimallashtirishga imkon beradigan ko'rinadi. Nasos agregatlari o'rtasida kerakli bosimni taqsimlash, shuningdek, taqsimotni hisobga olgan holda nasos agregatlarining optimal soni va turini agregatlar ichida aniqlash.

8 ta hatto tasma periferik tarmoq imkoniyatlarini tahlil qiladi. Olingan natijalar butun boshqaruv tizimini optimallashtirish muammosiga kiritilishi mumkin.

Ishning maqsadi tadqiqot va ishlanmalardir optimal echimlar rekonstruksiya qilish va qurish, shu jumladan uslubiy, matematik va texnik (diagnostik) yordamni tayyorlash jarayonida SPRVning periferik uchastkalari uchun kuchaytiruvchi nasos uskunalarini tanlashda.

Maqsadga erishish uchun quyidagi vazifalar hal qilindi:

zamonaviy nasoslarning imkoniyatlarini va boshqaruv usullarini, VFDlar bilan ketma-ket va parallel ishlashning kombinatsiyasini hisobga olgan holda kuchaytiruvchi nasos tizimlari sohasidagi amaliyotni tahlil qilish;

cheklangan resurslar sharoitida SPRVning kuchaytiruvchi nasos uskunalarini optimallashtirishning uslubiy yondashuvini (kontseptsiyasini) aniqlash;

suv ta'minoti tarmog'ining periferik uchastkalari uchun nasos uskunalarini tanlash masalasini rasmiylashtiradigan matematik modellarni ishlab chiqish;

dissertatsiyada taklif etilgan matematik modellarni o‘rganishning raqamli usullarini tahlil qilish va algoritmlarini ishlab chiqish;

yangi PNSni rekonstruksiya qilish va loyihalash muammolarini hal qilish uchun dastlabki ma'lumotlarni yig'ish mexanizmini ishlab chiqish va amaliyotga joriy etish;

nasos stantsiyalari uskunasining ko'rib chiqilayotgan varianti uchun hayot aylanish xarajatlarini shakllantirish uchun simulyatsiya modelini amalga oshirish.

Ilmiy yangilik. Suv ta'minotini periferik modellashtirish kontseptsiyasi suv ta'minoti tizimlarining energiya zichligini kamaytirish va "periferik" nasos uskunalarining hayot aylanish xarajatlarini kamaytirish kontekstida taqdim etilgan.

Nasos stansiyalarining parametrlarini oqilona tanlash uchun boshqaruv tizimining periferik elementlarining strukturaviy munosabatlari va ko'p rejimli xususiyatini hisobga olgan holda matematik modellar ishlab chiqilgan.

PNS (nasos agregatlari) ning bir qismi sifatida super zaryadlovchilar sonini tanlashga yondashuv nazariy jihatdan asoslanadi; Superchargerlar soniga qarab PNS hayot tsiklining xarajat funktsiyasi bo'yicha tadqiqot o'tkazildi.

Periferik hududlarda NN ning optimal konfiguratsiyasini o'rganish uchun gradient va tasodifiy usullarga asoslangan ko'p o'zgaruvchilar funksiyalarining ekstremallarini qidirish uchun maxsus algoritmlar ishlab chiqilgan.

Yaratilgan, mobil o'lchov kompleksi(MIC) mavjud booster nasos tizimlarini diagnostika qilish uchun, 81817-sonli "Suv ​​ta'minotini boshqarish tizimi" foydali modelida patentlangan.

Nasos stansiyalari uchun nasos uskunalarining optimal variantini tanlashning hayotiy tsikli xarajatlarini simulyatsiya modellashtirishga asoslangan metodologiyasi aniqlandi.

Ish natijalarining amaliy ahamiyati va amalga oshirilishi. Taksonometrik bo'linish, ekspluatatsiya, konstruktiv va texnologik xususiyatlarni hisobga olgan holda suv ta'minoti tizimlarida bosimni oshirish uchun zamonaviy nasos uskunalarining takomillashtirilgan tasnifi asosida kuchaytirgich moslamalari va Sh 1S nasoslari turini tanlash bo'yicha tavsiyalar berilgan.

Elektr ta'minoti tizimining periferik bo'limlari PNS ning matematik modellari, birinchi navbatda, energiya zichligi nuqtai nazaridan "zahiralarni" aniqlash orqali hayot aylanishining narxini kamaytirishga imkon beradi. Optimallashtirish masalalarining yechimini aniq qiymatlarga yetkazish imkonini beruvchi raqamli algoritmlar taklif etiladi.

MEN MASLAHAT ETDIM

Tabiiy resurslar instituti direktori

A.Yu. Dmitriev

"Nasos va kompressor stantsiyalarining ishlashi" modulining asosiy ish dasturi (intizomi).

Yo'nalish (mutaxassislik) OOP 21.03.01 "Neft va gaz biznesi"

Klaster raqami ( birlashtirilgan fanlar uchun)

Ta'lim profil(lar)i (mutaxassislik, dastur)

« Neft, gaz va qayta ishlangan mahsulotlarni tashish va saqlash ob'ektlaridan foydalanish va ularga xizmat ko'rsatish»

Malaka (daraja) Bakalavr

Qabul qilishning asosiy o'quv dasturi 2014 G.

Xo'sh 4 semestr 7

Kreditlar soni 6

B1.VM5.1.4 intizom kodi

Yarim vaqtda o'qish shakli

Oraliq sertifikatlash turi imtihon

Qo'llab-quvvatlash bo'limi THNG IPR bo'limi

2014 yil

1. Modul (intizom)ni o‘zlashtirish maqsadlari.

B1.VM5.1.4 “Nasos va kompressor stansiyalarini ekspluatatsiya qilish” fanini o‘zlashtirish natijasida bakalavr 03/21 o‘quv dasturining Ts1, Ts3, Ts4, Ts5 maqsadlariga erishishni ta’minlaydigan bilim, ko‘nikma va malakalarga ega bo‘ladi. /01 "Neft va gaz biznesi":

Fanni o'rganishning umumiy maqsadi o‘quvchilarning nasos va kompressor stansiyalarining ishlashiga oid asosiy bilimlarni egallashidir.

Fanni o'rganish talabalarga nasos va kompressorlar sohasida zarur bilim va ko'nikmalarni egallash imkonini beradi. Nasoslar va kompressorlar va uning yordamchi uskunalarini loyihalash, qurish va ulardan foydalanish bo'yicha bilim, ko'nikma va ko'nikmalarga ega bo'lish.