Мастер вопросников №5, 2014
Ответ: Сравним сроки окупаемости дроссельного регулирования отечественных воздуходувок и ВД поворотно-лопастного типа для очистных сооружений города с населением в 1 млн человек, с суточным коэффициентом водоотведения 1,12.
На сооружениях эксплуатируются воздуходувки «Дальэнергомаш» типа 750-23-4 в количестве 7 шт. (5 + 2 резервных) производительностью 45 000 м3/час с электродвигателем мощностью Р = 1 250 кВт. Потребляемая мощность (при КПД двигателя 96,3 %) Рп = 960,54 кВт. Фактическое потребление электроэнергии существующим воздуходувным оборудованием составляет в среднем Wф = 115 211 кВт·ч в сутки. Агрегаты «Дальэнергомаш» весьма надежны, эксплуатируются с 1980-х, но, будучи нерегулируемыми, подают воздух сверх требуемого для процесса биологической очистки количества (если считать по подаче, указанной в паспорте). По факту производительность машин, вероятно, ниже паспортной.
Проведем сравнение трех вариантов, исходя из того, что минимальный потребный объем воздуха подается отечественными ВД (по 3 шт. в каждом варианте), а новое оборудование применяется только для регулирования общей производительности воздуходувной станции.
Вариант № 1 предусматривает работу одной поворотно-лопастной воздуходувки (мощность 1 300 кВт, подача 62 016 м3/час, приведенная к t = 20 °С и относительной влажности воздуха 70 % на входе в ВД, диапазон регулирования от 100 до 45 % (62 016…27 907 м3/час), соответственно, потребляемая мощность (Рп) составляет 1 184,7…553,3 кВт) в параллель с тремя нерегулируемыми агрегатами 750-23-4 (мощность 1250 кВт, производительность 45 000 м3/час каждый).
Результаты замеров подачи и энергопотребления приведены на рис. 1 и 2.
Вариант № 2 предусматривает работу двух регулируемых поворотно-лопастных воздуходувок мощностью по 1000 кВт, с диапазоном регулирования 45 058…22 529 м3/ч (Рп, соответственно, составляет 843…441 кВт) совместно с тремя агрегатами 750-23-4 производительностью 45 000 м3/час каждый. В период с 6:00 до 12:00 работают (3+1 рег.) ВД, в остальное время суток действуют (3+2 рег.) ВД.
Вариант № 3 предусматривает работу 3-х агрегатов 750-23-4 с постоянной подачей 45 000 м3/час каждая в параллель с двумя ВД «Дальэнергомаш», регулируемыми путем дросселирования воздушного потока на входе в воздуходувку. В период с 5:00 до 12:00 работают 3 + 1 дросселируемая ВД, в остальное время суток 3 + 2 дросселируемые ВД.
Дросселирование производится прикрытием затвора на угол 35–40о (на основании опыта, полученного на Люберецкой станции аэрации2), что позволяет снижать подачу ВД на 20 %. При этом следует учитывать, что регулирование производительности центробежной многоступенчатой воздуходувки с использованием входного поворотного клапана приводит к возникновению неравномерности полей давления среды во всасывающей камере, наличию разрывного режима течения среды, появлению больших градиентов скорости3.
Результаты расчета энергопотребления по трем вариантам, полученные на основе данных и характеристик изготовителей воздуходувок, приведены в табл. 1.
Расчет окупаемости мероприятий по регулированию подачи воздуха производится по формуле:
ВЫВОДЫ: Регулирование подачи воздуха на крупных очистных сооружениях с низкой неравномерностью притока сточных вод является окупаемым мероприятием. Применение воздуходувок поворотно-лопастного типа выгоднее, чем дросселирование обычных нерегулируемых ВД. Учитывая широту диапазона регулирования производительности (100–45 %) поворотно-лопастных ВД, их количество целесообразно принимать по возможности минимальным, а единичную подачу – максимальной.
