Сетевые насосные агрегаты для реконструируемой насосной станции №4 ООО «Баш РТС» г. Уфа

Общество с ограниченной ответственностью «Башкирские распределительные тепловые сети» (ООО «Баш РТС»), созданное в декабре 2005 года, обеспечивает теплом восемь городов Республики Башкортостан, в том числе Уфу, Благовещенск, Стерлитамак и др. Является дочерним обществом ООО «Башкирская генерирующая компания». ООО «Баш РТС» обслуживают 26 котельных, 304 центральных тепловых пункта (ЦТП), 21 насосную станцию. Общая протяженность магистралей и квартальных сетей в двухтрубном исчислении на 2017 год составляет 1480 п. км. Установленная электрическая и тепловая мощность ООО «Баш РТС» - 24 МВт и 3587,45 Гкал/ч соответственно.

Уфа – быстроразвивающийся город с активной застройкой. Для удовлетворения растущего спроса на тепло ведется модернизация существующих тепловых сетей и строительство новых согласно утвержденной Схеме теплоснабжения городского округа г. Уфы на период до 2028 г.

Существующая насосная станция №4 расположена на первом этаже коммерческого здания на проспекте Октября и предназначена для поддержания гидравлического режима потребителей от тепломагистрали ТМ-25 в отопительный период. НС-4 оборудована тремя морально и физически устаревшими насосными агрегатами серии СЭ 1250-140-8. КПД насосных агрегатов не превышает 80%, а параметры работы не соответствуют новым требованиям схемы теплоснабжения Уфы.

В соответствии с новой схемой НС-4 должна обеспечивать:

расход


• G=2000-2500 м3/ч;

температурный график теплоносителя 

• в зимний период 150-70° С, со срезом температуры прямой сетевой воды при 130°С;

• в летний период  70-30° С;

рабочее давление

• Р₁=4,0÷6,0 кгс/см² - на всасе насоса;

• Р^1'= 10,5÷11,5 кгс/см² - после РК-1;

• Р₂=6,0-7,0 кгс/см² – обратный трубопровод.

Таким образом, насосные агрегаты должны обеспечивать напор на номинальном режиме работы до 80 м.

Насосная станция на данный момент оборудована преобразователем частоты, установленным в блок-боксе рядом со зданием насосной, однако после реконструкции было согласовано от него отказаться.

Реконструированная насосная станция должна разместиться в новом здании, построенном из металлоконструкций, которое будет располагаться восточнее существующего здания. Насосная должна быть полностью автономной с выводом информации и теле-управления в ДС ЦРТС и ЦДП БашРТС-Уфа. Для этого оборудование станции, включая насосные агрегаты, должны иметь высокий уровень автоматизации и расширенный КИП, включая вибрационный и температурный контроль подшипников насосного агрегата. Автономность работы станции также требует высокого уровня резервирования основного оборудования и его надежности.

Перед специалистами компании «ЭнергоФронт» стояла задача поиска технического решения по насосным агрегатам, которое бы обеспечило высокие показатели работы насосной станции, соответствовало всем требованиям по ее автоматизации, регулированию и надежности работы, а также дало ощутимый экономический эффект реконструкции по удельным затратам электроэнергии на тонну перекачиваемой воды.

Специалисты нашей компании совместно с АО «ГМС Ливгидромаш» разработали техническое решение на основе четырех насосных агрегатов Delium D300-580В-С/Н-тт-УХЛ3.1, два из которых оборудованы гидродинамическими муфтами переменного заполнения Transfluid 27KPTB. Все насосные агрегаты комплектуются электродвигателями (N= 500 кВт, U=6000В, 50 Гц, n=1500 об/мин). Два насосных агрегата находятся в работе, один из которых с гидромуфтой, два в резерве. Данная компоновка обеспечивает двукратное резервирование, а также высокую степень маневренности насосной станции.

Насосные агрегаты Delium производства АО «ГМС Ливгидромаш» являются новой линейкой унифицированных насосных агрегатов двухстороннего входа на замену устаревших серий насосов типа Д и СЭ. Насосы созданы с учётом современных требований к энергопотреблению, надёжности и длительному сроку эксплуатации и имеют следующие конструктивные особенности:

• оптимизированная гидравлика проточной части с максимальной эффективностью;
  

• корпус, изготавливаемый из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом или стали с внутрекорпусным давлением до 25 кгс/см2;
  

• вал из высокопрочных хромистых сталей полностью изолирован от перекачиваемой среды и атмосферы защитными втулками;
  

• в зависимости от перекачиваемой среды и пожеланий заказчика насосы могут оборудоваться как сальниковыми, так и торцевыми уплотнениями одинарного или двойного исполнения;
  

• уменьшенные габариты насоса и агрегата на его основе по сравнению с насосами типа СЭ на 20%, по сравнению с насосами типа Д на 10%. Масса насоса при этом снижена на 25-40% в сравнении с насосами типа СЭ и на 5-10% в сравнении с насосами типа Д аналогичной производительности;
  

• всасывающий и нагнетательный патрубки, выполненные «в линию»;
  

• двухзавитковая спираль отвода, уменьшающая радиальную нагрузку на ротор и подшипники, что значительно увеличивает их ресурс;
  

• стандартные или усиленные подшипники с консистентной смазкой, не требующие систем охлаждения даже при температурах перекачиваемой среды 150°С, ресурс подшипников увеличен и составляет от 16 000 до 100 000 часов;
  

• широкий модельный ряд (более 45 типоразмеров) и применение, по меньшей мере, двух взаимозаменяемых рабочих колёс для одного типоразмера корпуса позволяет подобрать насос под любые задачи в пределах диапазона подач от 80 до 10 000 м3/ч и напора от 5 до 200 м.
  

Данные особенности делают насосные агрегаты Delium уникальными в сравнении с другими насосными агрегатами отечественного производства и не уступающими современным аналогам иностранного производства.

Особенностью предложенного технического решения является применение стального исполнения насосных агрегатов с корпусом из стали Ст20Л и рабочим колесом из нержавеющей стали, что обеспечивает требуемую надежность работы насосы при высоком давлении в корпусе и повышенных нагрузок на патрубки, вследствие высоких температур перекачиваемой среды.

Для обеспечения требуемой безопасности эксплуатации насосных агрегатов при перекачивании среды с температурой 150°С насосы комплектуются двойными торцевыми уплотнениями, исключающими выход перекачиваемой среды за пределы корпуса. Для компенсации температурных расширений и упрощения процесса эксплуатации насосные агрегаты комплектуются упругой пластинчатой муфтой, не имеющей изнашиваемых частей и не требующей обслуживания.

Насосные агрегаты должны обеспечить расход на номинальном режиме 1500 м3/ч и напор 80 м, гидравлический КПД при этом не должен быть ниже 84,4%. Благодаря высокому КПД потребление электроэнергии на номинальной нагрузке составит всего 404 кВт, что обеспечит 20% запас по мощности электродвигателя. Удельные затраты электроэнергии на тонну перекачиваемой среды в номинальном режиме составят не более 0,26 кВт*ч/т.

Рабочая характеристика насосного агрегата Delium D300-580В-С/Н-тт-УХЛ3.1

Предложенные насосные агрегаты имеют широкий рабочий диапазон подач от 850 до 2200 м3/ч с пологой характеристикой КПД, что позволяет существенно увеличить маневренность насосной станции.

Гидродинамическая муфта 27KPTB производства Transfluid (Италия) с регулируемым заполнением спроектирована как вариатор скорости или как пусковой механизм. KPTB имеет наружный питательный насос и дистанционно управляемый электроклапан с положениями ON-OFF. Когда клапан в позиции ON, происходит питание гидромуфты маслом, когда переключаем в позицию OFF, происходит быстрый слив масла через периферийные отверстия. Усиленная смазка подшипников в обоих случаях предусмотрена. Масляный насос может работать через клапан потока масла или от двигателя с ЧРП, что позволяет муфте KPTB быть регулируемым приводом. Муфты KPTB подходят для мощностей вплоть до 1700 кВт, в качестве пусковых механизмов и до 600 кВт как вариаторы скорости. Выходной вал соединяется с насосом посредствам упругой пластинчатой муфты.

Основными компонентами гидромуфты являются: питающий масленый насос, масленый фильтр с датчиками давления и температуры, электро клапан, реле температуры масла, индикатор уровня масла, клейменая коробка с разъемом, теплообменник воздух-масло, клапан быстрого опорожнения.

Гидродинамическая муфта с регулируемым заполнением 27KPTB обладает следующими преимуществами:

• запуск двигателя вхолостую;
  

• плавный пуск, который возможен при номинальном токе электродвигателя при полном контроле процесса запуска;
  

• защита от ударов и перегрузок;
  

• гашение вибраций;
  

• дистанционное управление посредством электро клапана;
  

• позиционирование загрузки;
  

• насос питания, масляный фильтр и электро клапан установлены снаружи для облегчения обслуживания;
  

• увеличенный срок службы благодаря отсутствию трущихся деталей;
  

• точность установки заданной скорости.

В результате совместной работы специалистов компаний «ЭнергоФронт», «Ливгидромаш» и «Баш РТС» разработанное решение было окончательно согласовано и внесено в рабочий проект реконструкции насосной станции №4. 

Проектные достижения

Перед нашей компанией совместно с нашими производственными партнерами стоит задача изготовить, испытать и доставить заказчику насосные агрегаты в заданный срок, до сентября этого года. Сжатый график поставки обусловлен планами «Баш РТС» по пуску насосной станции в эксплуатацию до начала нового отопительного сезона.

Работы по надзору за монтажом и пуско-наладкой будут выполнять специалисты нашей компании.