Условно системы очистки стоков можно разделить на:

• муниципальные, включающие коллекторы, трубопроводы общесплавной канализации, очистные сооружения, в том числе биологической, физической и химической очистки;
• промышленные, как использующие рециклинг очищенной оборотной воды или имеющие локальные очистные сооружения (ЛОС) полного цикла, так и с ЛОС ограниченной функциональности на балансе и сбросом предварительно очищенных стоков в общесплавную канализационную систему;
• частные, причем значительную долю сектора (по объемам перерабатываемых стоков) формируют ЛОС коттеджных поселков, садовых товариществ, фермерских хозяйств, хотя уровень водоочистки очень низкий, а контроль за разрешенным сбросом стоков (на почву, но не в водоемы) пока сложно признать адекватным.

Подача и перекачка стоков по канализационной системе, регулирование давления в трубопроводах и системах очистки осуществляется с помощью насосных станций, а ЛОС полного цикла промышленных объектов и муниципальных станций водоочистки включает оборудование и системы для:

• предварительной механической очистки стоков – управляемые приводами решетки, сетки, отстойники с перемешивающими устройствами и т.д.;
• биологическую очистку в анаэробных, аэробных реакторах с капельными или иными биофильтрами и насосными группами, обеспечивающими принудительное перемещение стоков между камерами;
• обеззараживания хлорированием, озонированием, УФ излучением со специальным оборудованием, питаемым от ШИМ преобразователей, насосными группами и системами очистки воздуха, вентиляции;
• отстаивания в аэрируемых «экосистемных» резервуарах;
• обработки осадка, включающую сгущение, обезвоживание, прессование с оборудованием на частотных преобразователях.

Параллельно на прогрессивных станциях и ЛОС ведется производство биогаза путем обработки газов, выделяемых при бактериальном разложении сточных вод в биореакторах, метатенках, закрытых резервуарах-отстойниках и пр.

Оборудование, устройства, системы, используемые в вышеописанных процессах водоочистки являются основными, но отнюдь не единственными потребителями электроэнергии на ЛОС полного цикла или муниципальных станциях. Свой вклад в энергопотребление вносят системы обеспечения – вентиляции и кондиционирования, водоснабжения, аспирации, отопления (если используются электрокотлы или обогреватели на ТЭНах), освещения, а также силовые трансформаторы на ТП 6-10/0.4 кВ, в распределительных устройствах, щитах, питающие некоторое оборудование и сервера (при наличии на предприятии системы автоматизированного или же автоматического контроля и управления (АСУ)).

Специфика нагрузки станций водоочистки и ЛОС промышленных объектов.

По факту вне зависимости от целевого назначения все оборудование, устройства, включая комплектные и формируемые (на базе оборудования, устройств) системы на ЛОС полного цикла и муниципальных станциях водоочистки включает электрическую часть, собственно потребляющую электроэнергию и большую долю энергозатрат определяют:

• силовые трансформаторы, как понижающие напряжения, так измерительные и входящие в комплектацию оборудования;
• ШИМ преобразователи, используемые для конвертации переменного тока в постоянный, двойную конвертацию (переменный-постоянный-переменный) для стабилизации напряжения и т.д.;
• частотные преобразователи, а технически корректно - комплектные преобразователи для электропривода переменного (или постоянного) тока с регулируемой скоростью, используемые для оптимизации работы электродвигателей насосных групп, компрессоров для аэрации, вентиляторов, мешалок в прудах-отстойниках и пр.;
• электронное оборудование систем АСУ, административных зданий, системы освещения, отопления и т.д.

Поэтому силовые сети ЛОС и станций водоочистки потребляют значительные объемы реактивной энергии, а также имеют большое число источников эмиссии гармонических искажений, и это помимо трансмиссии гармоник из распределительной сети через ТП ТП 6-10/0.4 кВ.

Режим работы большей доли оборудования ЛОС и муниципальных станций водоочистки, включая общесплавные системы канализации прогнозируемый, но сложный, зависит от времени суток, выходных, праздничных дней, времени года, климатических условий, а потому точное определение, как нагрузок-потребителей реактивной мощности, так и источников эмиссии гармоник возможно только путем анализа данных энергетического аудита конкретного объекта.

Компенсация реактивной мощности и устранение гармоник в системах водоочистки.

На базе данных полного энергетического аудита объекта определяются с большой достоверностью факты:

• наличия и локализации беспрерывно работающей нагрузки с постоянным потреблением реактивной энергии, что позволяет устранить проблему способами групповой, централизованной компенсации с помощью нерегулируемых конденсаторных установок (или батарей, модулей) повышения коэффициента мощности с ручным переключением электромеханических контакторов;
• наличия и локализации источника постоянной и стабильной эмиссии гармоник четко определенного спектра и амплитуд, что даст возможность нивелировать гармонические искажения путем интеграции простого и недорогого однозвенного (или из двух и более звеньев) пассивного фильтра гармоник, настраиваемого ена резонансную частоту (частоты в случае многозвенного фильтра) гармоники с критически большой амплитудой;
• наличия и локализации нагрузок с медленно, монотонно изменяющейся потребностью в реактивной энергии, что позволит (при возможности и целесообразности) сгруппировать их для групповой компенсации (или использовать способ индивидуальной компенсации) недорогими релейными конденсаторными установками коррекции коэффициента мощности типа УКРМ;
  
  Справка:

  при использовании релейных конденсаторных установок коррекции коэффициента мощности, а особенно в случае неправильно определенной или недостаточной дискретности ступеней (минимальной мощности единичной батареи) всегда присутствуют риски пере- или недо- компенсации, что можно нивелировать установкой возле УКРМ демпфирующего реактора.

  
  
• наличия и локализации нагрузок с быстроизменяющейся потребностью в реактивной энергии, что позволит (при возможности и целесообразности) сгруппировать их для групповой компенсации (или использовать способ индивидуальной компенсации) конденсаторными установками коррекции коэффициента мощности на полупроводниковых ключах (тиристорных вентилях) типа УКРМТ.
  
  Важно:

  при наличии в силовой сети некомпенсируемых гармонических искажений и высоких значениях амплитуд гармоник все УКРМ и УКРМТ необходимо оборудовать реакторами для формирования L-C колебательных контуров, настраиваемых на резонансную частоту (частоты) критических (по амплитуде) гармоник и нивелирующих риски выхода из строя конденсаторов в установках (типы УКРМФ и УКРМТФ, где «Ф» - «фильтровые», технически безграмотно – «дроссельные»). В случае использования на муниципальной станции водоочистки (или подключения ЛОС промышленного объекта) к АСУ управляемая системой конденсаторная установка коррекции коэффициента мощности должна быть «быстродействующей» и с программно-логическим контроллером (ПЛК), т.е. тиристорной УКРМТ или УКРМТФ.

  
  
• наличия и локализации источников с большим спектром и амплитудами гармоник, что даст возможность подобрать оптимальный по мощности (и, соответственно с минимально возможной ценой) активный фильтр гармоник (АФГ).
  
  Справка:

  АФГ нужно устанавливать, как можно ближе к источнику эмиссии гармоник, но кроме этого – исключить риски эмиссии от самого АФГ с ШИМ преобразователем и IGBT-транзисторами в силовом блоке, что можно сделать с помощью простого шунтирующего пассивного фильтра «на входе» в АФГ. В ряде ситуаций стоимость АФГ можно снизить, нивелируя гармоники самых больших амплитуд шунтирующим пассивным фильтром, т.е. используя гибридный фильтр в одной оболочке с общим ПЛК, что даст возможность интегрировать устройство в АСУ.

  
  

Возврат к списку