О применении погружных 1,7 мегаваттных насосов на станции 1-го подъема Западной станции водоподготовки АО «Мосводоканал»

Западная станция водоподготовки (ЗСВ) является одной из четырех станций, снабжающих Москву питьевой водой. Предприятие подает около 1,2 млн м3 /сут питьевой воды в Юго-Западный, Южный, Западный и Юго-Восточный административные округа. Станция 1-го подъема ЗСВ ежесуточно забирает из реки объем воды, сопоставимый с 500 олимпийскими бассейнами. В рамках «Программы по энергосбережению и повышению энергетической эффективности АО «Мосводоканал» в 2012–2013 гг. был разработан и реализован, без привлечения инвестиций и городского бюджета, проект по реконструкции насосной станции 1-го подъема ЗСВ.

При производстве работ был применен ряд новых смелых идей в области насосного оборудования и управления работой всего комплекса насосной станции.

До модернизации на насосной станции 1-го подъема ЗСВ функционировали насосные агрегаты с вертикальным валом марки 36В-12М. Электродвигатели мощностью 3200 кВт и напряжением 6 кВ, подававшие около 10 тыс. м3/ч воды каждый, размещались на отметке 129,80. Максимальный уровень воды в водоприемнике достигал отметки 133,75. Таким образом, существовала опасность затопления электродвигателей (рис. 1) с выводом из строя насосных агрегатов. Кроме того, насосы физически и морально износились и требовали замены.

В АО «Мосводоканал» было решено переоборудовать станцию новыми насосами, аналогичными существовавшим, реконструировать систему электроснабжения, а также применить погружные насосы, способные обеспечить работу станции даже в случае ее аварийного затопления.

При проектировании рассматривался вариант конструирования специально под параметры ЗСВ агрегата с влагозащищенным электродвигателем класса IP68 от одного производителя и насосной части – от другого. Когда стало известно, что на разработку и испытание такой машины мощностью 3,2 мВт потребуется не менее полугода и сотни тысяч евро, была поставлена задача найти стандартный погружной насос подачей не менее 5 тыс. м3/ч при напоре 80 м. Только у одной фирмы в ассортименте имелся насос таких параметров, с электродвигателем IP68 мощностью 1,66 МВт, но в собранном состоянии агрегат весил 13,2 т, что превышало максимально допустимую массу груза установленных в станции подъемных механизмов (10 т).

Поскольку лучших предложений на рынке не нашлось, изготовителю данных насосов было предложено агрегатировать насос и электродвигатель в Москве, по месту их монтажа, с сохранением срока заводской гарантии. Изготовитель условия принял, проработал последовательность такой сборки (рис. 2) и совместно с монтажниками ООО «НТЦ “СтройнаукаВИТУ”» и ЗАО «ВИВ» осуществил агрегатирование и монтаж двух таких машин. В конце 2013 г. оба погружных агрегата запущены в постоянную эксплуатацию.

В настоящее время с подачей необходимого количества воды справляются в основном погружные насосы, нарабатывая по 4–6 тыс. часов в год. Они компактны и занимают значительно меньшее пространство (рис. 3, 4, 5) , чем агрегаты с вертикальным карданным валом. Из-за весьма стесненных условий подвод воды к насосам не удалось выполнить идеально, по всем правилам гидравлики – плавно, без создания зон завихрения потока. Это, вероятно, ведет к незначительному повышению шума в зоне всасывающих патрубков при работе насосов. Тем не менее, замеренные уровни звукового давления и вибрации не превышают 80 дБ и 4 мм/с, соответственно, и оба насоса действуют исправно.

Более того, удельное энергопотребление в целом по станции первого подъема благодаря модернизации снизилось в среднем с 665 до 600 кВт·ч на 1000 м3 подаваемой воды. Это позволило достичь годовой экономии электроэнергии в объеме 10,8 млн кВт·ч, что составляет 30 млн рублей и сопоставимо с затратами на покупку одного насоса3.

Отдельно отметим, что погружные скважинные насосы имеют большие межремонтные интервалы, низкий уровень вибрации, шума и выделяемого тепла. Полная заводская сборка, динамическая балансировка и тестирование насосных агрегатов сокращают сроки монтажа и ввода оборудования в эксплуатацию до нескольких дней.

Насосы, примененные в данном проекте, представляют собой вертикальные погружные насосы с нижним всасом. Конструкция этих агрегатов позволяет их эксплуатировать как в сухом, так и в затопленном помещении при различных уровнях воды.

Подобные насосные агрегаты применяются на территории РФ, начиная с 2006 г. Они задействованы на Зейской и Саяно-Шушенской ГЭС, на Рогунской ГЭС (Таджикистан), на горных водоотливах Прокопьевска и Кемерово, на водозаборе р. Урал в г. Магнитогорске и др.

ВЫВОДЫ

Благодаря реконструкции насосной станции 1-го подъема ЗСВ и применению современных насосов разной производительности удельное энергопотребление по станции снизилось в среднем с 665 до 600 кВт.ч на 1000 м3 подаваемой воды. Введенные в эксплуатацию в конце 2013 г. два погружных 1,7 мегаваттных насоса обезопасили станцию первого подъема от аварийного затопления, а также обеспечили общую экономию 10,8 млн кВт.ч в год.