АКТУАЛЬНОСТЬ И ОПЫТ ПРАКТИЧЕСКОЙ РЕАЛИЗАЦИИ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ СИСТЕМ ПОДАЧИ ВОДЫ В РЕСПУБЛИКЕ БЕЛАРУСЬ

Электродвигатели по принципу работы бывают синхронными и асинхронными. Синхронный двигатель называется так потому, что частота вращения вала ротора точно соответствует частоте магнитного поля индуцируемого статором, т.е. вращаются синхронно. Если частота токов статора постоянна, то и ротор вращается со строго постоянной частотой вращения.  

Главным их отличием является то, что скорость магнитодвижущей силы статора в синхронных двигателях равна скорости вращения ротора, а в асинхронных двигателях эти скорости не совпадают, ротор вращается медленнее магнитного поля статора и не достигает трёх тысяч оборотов в минуту. 

ОАО «Завод Промбурвод» для обеспечения энергосбережения разработало и предлагает высокоэффективную систему подачи воды (с точки зрения затрат энергии), в которую входят: погружной скважинный насос, погружной синхронный электродвигатель на постоянных магнитах, станция управления и защиты с частотным преобразователем и телеметрией. Оснащение насосного оборудования погружным синхронным электродвигателем в диаметре 144 мм и специализированным устройством управления дало возможность создания отечественной высокоэффективной системы мощностью до 37 кВт, обеспечивающую подачу до 120 м3/ч и создавать напор до 275 м. 

Высокоэффективную систему комплектуют скважинными насосами с рабочими ступенями из штампованной (НРО) и литой (ЛН) нержавейки с гидравлическим  КПД от 70 до 80 %.

Созданная отечественная высокоэффективная система подачи воды имеет следующие преимущества:

– высокий до 93% КПД синхронного электродвигателя;

– высокий коэффициент мощности cosφ, стремящийся к единице;  

– экономия энергии через регулирование оборотов электропривода в зависимости от реального водопотребления, которая может быть достигнута до 46%;

– насос потребляет энергию, которая фактически требуется для обеспечения подачи и напора;

– эффективность и ресурс оборудования повышается в 1,5 раза;

– эффективность синхронного электродвигателя до 13% выше. чем аналогичного асинхронного;

– система (насос-электродвигатель) с синхронным приводом до 11% эффективнее по сравнению с аналогичной системой, имеющей асинхронный привод;

– высокий до десяти лет срок службы и низкий до двух лет срок окупаемости;

– значительное снижение тепловой мощности выделяемой синхронным электродвигателем;

– простота настройки благодаря специально разработанной программе, пользовательского интерфейса преобразователя частоты;

– присоединительные размеры по стандарту NEMA;

– экономия электроэнергии от 10 до 46%, которая может быть достигнута через регулирование оборотов электропривода в зависимости от реального водопотребления;

– КПД синхронного электродвигателя увеличен до 13 % и достигает 93 % с превосходными рабочими характеристиками при частотной нагрузке по сравнению с сегодняшними асинхронными электродвигателями;

– насос автоматически работает в заданной рабочей точке, в отличие от «дроссельного» регулирования и потребляет энергию, которая фактически требуется для обеспечения требуемого напора и подачи;

– эффективность и ресурс оборудования повышается в 1,5 раза.

Таблица – Результаты сравнительных испытаний скважинных насосав с асинхронными и синхронными электродвигателями

Таблица – Результаты сравнительных испытаний скважинных насосав с асинхронными и синхронными электродвигателями

Как видно из таблицы в агрегатах с асинхронными электродвигателями потребляемые токи выше от 8,6 до 23,5 % и мощности выше от 10,6 до 15,6 %. Эффективность приводов с насосами представлена в таблице. А это значит, что синхронные системы подачи воды дадут экономию в сравнении с асинхронными агрегатами до 46 тыс. кВт*ч электроэнергии в год при непрерывном режиме работы.

В настоящее время проведена 5-ти летняя проверка надежности, долговечности и эффективности применения водоподъемного оборудования производства ОАО «Завод Промбурвод» с приводом от синхронных электродвигателей на постоянных магнитах в производственных условиях на водозаборных скважинах КУПП «Минскводоканал», КУП «Молодечноводоканал», филиал «Могилевводоканал» УПКП ВКХ «Могилевоблводоканал», КЖУП «Уником», ГУКПП «Гродноводоканал», ОАО «Слонимводоканал», филиал «Новополоцкводоканал» ГП «Борисовводоканал», КЖУП «Светоч» и других. Как показывает опыт эксплуатации на водозаборных скважинах водоканалов, надежность, эффективность и сроки окупаемости применения синхронного привода в системах подачи воды из скважин подтверждаются.

В 2025 году филиал «Светлогорсводоканал» КПУП «Гомельводоканал» планирует основные скважины водозабора «Страковичи» полностью перевести на синхронные системы подачи воды, с целью снижения удельного показателя расхода электроэнергии на поданный объем воды. Филиал «Новополоцкводоканал» УП «Витебскоблводоканал» после года эксплуатации двух высокоэффективных систем планирует ежегодно менять по две системы на водозаборе «Окунево».

Подконтрольная эксплуатация электронасоных агрегатов с синхронными электродвигателями на постоянных магнитах продолжается на водозаборах филиала «Витебскводоканал» УП «Витебскоблводоканал», ОАО «Слонимводоканал» и других.

В Республике Беларусь на сегодняшнее время эксплуатируется более 200 водозаборных скважин с приводом от синхронных электродвигателей на постоянных магнитах. При планомерном внедрении высокоэффективные системы подачи воды на водозаборных скважинах Республики Беларусь, мероприятие позволит добиться снижения около 10% удельного расхода электроэнергии на выполнение технологического процесса подъема воды из водозаборных скважин, что в целом по республике предполагает экономию порядка 53,329 млн. кВт*ч электроэнергии и 14,559 млн. руб. денежных средств.

А.С Козорез