Оборудование GRUNDFOS повысит энергоэффективность российского Севера

В сентябре 2020 года в городе Апатиты (Мурманская область) завершился ключевой этап реконструкции городской системы водоснабжения. На насосной станции первого подъёма установили новый энергоэффективный агрегат GRUNDFOS LS производительностью 4500 кубометров воды в час. Это позволит городскому водоканалу снизить потребление электроэнергии на 1,8 млн кВт⋅ч в год, что эквивалентно сокращению ежегодных эксплуатационных затрат на 7 млн рублей. Срок окупаемости оборудования составит два года. Одновременно идут работы по модернизации других объектов системы водоснабжения.

Реализация масштабного проекта реконструкции началась в 2018 году и должна быть полностью завершена к 2022-му. Она охватывает не только Апатиты, но также обслуживаемые городским водоканалом Кировск, расположенный в 12 км к северо-востоку, и посёлок Умба на берегу Кандалакшского залива, который находится в 105 км на юго-восток от города. Работы на всех участках ведутся параллельно, и на большинстве объектов — насосных и канализационных станциях — использованы решения GRUNDFOS.

«Старый парк оборудования сильно изношен. Это касается не только насосных агрегатов, но и систем управления, а также средств автоматизации канализационных станций. Оборудование GRUNDFOS позволит повысить надёжность сетей водоснабжения и водоотведения, снизить аварийность и уменьшить эксплуатационные затраты, в том числе и на обслуживание системы. В частности, благодаря использованию современных энергоэффективных решений мы сможем сократить расходы на электроэнергию до 20 %, а по отдельным насосным станциям — до 30 %», — рассказывает Сергей Шигин, начальник ЦВСиВО АО «Апатитыводоканал».

Как отмечает специалист, на данный момент предприятие уже завершило работы по модернизации пяти из одиннадцати обслуживаемых им канализационно-насосных станций. В ближайшее время будут реконструированы ещё шесть объектов.

Апатиты: насосная станция первого подъёма

Источником воды для города служит Имандровское водохранилище (озеро Экостровская Имандра), расположенное в 5 км к западу от Апатитов. Вода из озера через установленные на берегу водозаборные сооружения (ряжевые оголовки затопленного типа) по двум самотёчным водоводам попадает в приёмный колодец, откуда мощные насосные агрегаты двух станций первого подъёма по четырём магистральным водоводам диаметром от 600 до 1400 мм подают её на расположенную выше станцию второго подъёма.

В конце 2019 года в рамках проекта модернизации системы водоснабжения специалисты «Грундфос» провели аудит устаревшего оборудования на одной из станций первого подъёма и предложили заменить его более эффективным, обеспечивающим высокую эксплуатационную надёжность и значительную экономию электроэнергии. В качестве решения был выбран мощный горизонтальный насос двустороннего входа с разъёмным корпусом GRUNDFOS LS800-600-667C производительностью 4500 м³/ч.

Высокопроизводительные одноступенчатые центробежные несамовсасывающие насосы со спиральным отводом серии LS специально разработаны для нужд водоснабжения и предназначены главным образом для водозабора и повышения давления. Они отличаются высокой энергоффективностью и обеспечивают низкие затраты на жизненный цикл. Гидравлическая часть насосов спроектирована с использованием средств вычислительной гидродинамики (Computation Fluid Dynamics). Двухзавитковый спиральный отвод позволяет снизить радиальную нагрузку на вал и минимизировать шум и вибрацию. Приток жидкости с обеих сторон закрытого рабочего колеса двустороннего входа обеспечивает эффективную балансировку осевого усилия.

Инлайн-конструкция с соосными всасывающим и напорным патрубками и разъёмный корпус позволяют выполнять демонтаж внутренних частей агрегата — подшипников, колец щелевого уплотнения, рабочего колеса и торцевого уплотнения вала — без отсоединения трубопровода. Это существенно облегчает обслуживание оборудования, особенно учитывая его габариты и массу: установленный в Апатитах насос весит около 11 т.

Он оснащён энергоэффективным шестиполюсным электродвигателем мощностью 630 кВт. Двигатель и гидравлическая часть установлены на отдельных рамах-основаниях. Спиральный корпус гидравлической части изготовлен из чугуна, а рабочее колесо диаметром 667 мм — из нержавеющей стали. При производительности 4500 м³/ч агрегат способен поддерживать напор до 42 м водяного столба.

Водоснабжение жилых районов

С водозаборных сооружений на берегу озера вода подаётся на площадку второго подъёма, где она проходит через каскад очистных сооружений и поступает в накопительные резервуары для последующей подачи в жилые дома. За это отвечает насосная станция третьего подъёма, расположенная у дома 6 на ул. Победы. Здесь в ходе модернизации смонтирована автоматическая установка повышения давления GRUNDFOS Hydro MPC-E 3 CRE64-1. Это готовое решение на базе трёх вертикальных многоступенчатых насосов CRE с новейшими 11-киловаттными частотно-регулируемыми электродвигателями MGE на постоянных магнитах. По своим показателям энергоэффективности они соответствуют требованиям класса IE5 по действующему стандарту.

Установка обеспечивает производительность до 306 м³/ч и способна создавать напор до 47 м. Она поддерживает постоянное давление в сети с помощью непрерывного контроля частоты вращения насосов. Общая производительность системы зависит от числа одновременно работающих агрегатов и скорости вращения каждого из них. Регулирование происходит в автоматическом режиме, в соответствии с существующей в данный момент нагрузкой на систему водоснабжения.

Работу установки контролирует шкаф управления GRUNDFOS Control MPC на базе контроллера CU 352. Оборудование может функционировать в режиме поддержания постоянного давления с помощью непрерывной подстройки частоты вращения каждого насоса в отдельности, независимо от давления на входе.