Энергоэффективность технологических систем водоснабжения и водоотведения и методы ее оценки

Abstract

Рассмотрены существующие методы оценки энергетической эффективности технологических систем водоснабжения и водоотведения. Основной инструмент существующих методик – расчетно-аналитический метод, в соответствии с которым определение общих и удельных расходов электрической энергии базируется на оценке фактического расхода, напора и коэффициента полезного действия насосного агрегата. Однако в практических условиях на эти характеристики воздействует множество факторов, которые оказывают влияние на результирующее значение энергетической эффективности и приводят к погрешностям в расчетах. К таким факторам относятся техническое состояние оборудования и трубопроводных сетей, изменение режимов работы насосных агрегатов с течением времени, заметное влияние на электропотребление температуры окружающей среды, объема атмосферных осадков и химического состава стоков. Как объект управления системы водоснабжения и водоотведения обладают свойством целостности, в связи с чем оценка показателей энергоэффективности трубопроводных предприятий должна базироваться на системном подходе, тогда как существующие методы основаны главным образом на анализе режимов работы единичного электрооборудования, а не всей технологической системы. Приведена система управления энергетической эффективностью трубопроводных систем водоснабжения и водоотведения, которая основывается на информационной базе статистических данных энергетических, гидравлических и производственных показателей водоканализационного хозяйства. Представлены разработанные базовые математические модели общих и удельных расходов электрической энергии в системах водоснабжения и водоотведения, которые являются основой для решения задач прогнозирования и оценки текущего состояния энергетической эффективности работы предприятий, выбора приоритетных направлений энергосбережения и поиска резервов экономии топливно-энергетических ресурсов.

The existing methods for assessing the energy efficiency of technological systems of water supply and water disposal are examined. The main tool of the existing methods is a settlement-and-analytical method, and, in accordance with the mentioned one, the determining of general and specific electric power consumption is based on actual consumption evaluation, evaluation of pressure and efficiency of the pump unit. However, in practical terms a lot of factors influence on those characteristics therefore affecting the resulting magnitude of energy efficiency and leading to errors in the calculation. These factors include the technical condition of the equipment and piping systems, alterations in the modes of operation of pumping units over time, a significant impact of the ambient temperature on the power consumption, amount of precipitation and the chemical composition of the effluent . As an object of management water supply and water disposal systems are considered as a totality ; therefore the assessment of the energy efficiency of pipeline enterprises ought to be based on a systematic approach, whereas the existing methods are mainly based on an a nalysis of operating modes of individual electrical equipment, not on the whole technological system. The article describes the management system of energy efficiency of pipeline water supply and water disposal system s. The management system is based on information base of statistic data of power, hydraulic and industrial indexes of wastewater management. The original basic mathematical models of common costs and unit costs of electrical power in the water supply and water disposal systems, which are the basis for the solution of the problems of forecasting and the current state assessment of energy efficiency of enterprises, the selection of priority areas of energy efficiency and finding the ways to save energy resources, are presented.