Компютерно-інтегрована система автоматичної подачі води споживачам в КП "Зеленодольський міський водоканал Криворізького р-ну Дніпропетровської обл."

Abstract

Кваліфікаційна бакалаврська робота присвячена розробці системи автоматичного керування насосами системи водопостачання на базі артезіанських свердловин. У роботі проведено аналіз об’єкта автоматизації, сформульовано його техно-логічні характеристики, розроблено математичну модель системи водопоста-чання, обґрунтовано вибір технічних засобів і алгоритму керування. Прове-дено дослідження функціонування системи автоматичного керування тиском у водопостачальній мережі та проаналізовано її якісні показники. Особливу увагу приділено застосуванню інженерних методик, зокрема: • дослідженню об’єкта автоматизації; • вибору контрольно-вимірювальних приладів і регулятора; • розрахунку параметрів налаштування аналогової системи згідно із за-вданням на проектування; • переведенню аналогової системи в цифрову та побудові перехідного процесу з технічними характеристиками, що відповідають вимогам; • розрахунку економічної ефективності запропонованого рішення. Також розроблено електричні схеми системи керування та виконано техніко-економічне обґрунтування прийнятих інженерних рішень. В кваліфікаційній бакалаврській роботі виконано автоматизацію системи артезіанського водопостачання за допомогою забірного резервуару питної води та насосної станції другого підйому, яка безпосередньо і подає воду до споживачів. Для централізованого водопостачання населених пунктів, що є споживачами КП "Зеленодольський міський водоканал", підприємство використовує артезіанські свердловини з водоносних горизонтів розташованих на глибині 100-150 м і на глибині 220-350 м від поверхні землі. Між цими горизонтами розмістився шар щільної глини завтовшки близько 60 метрів. Вже це може свідчити про те, що вода в цих горизонтах чиста, бактерійно знезаражена, оскільки накопичувалася там, в повному розумінні слова, століттями. Розташовані вище цього рівня водоносні горизонти мають незначну потужність, якість води в них не відповідає вимогам, поставленим до питної води, і тому особливої цінності, як джерела централізованого водопостачання, вони не мають. Для того, щоб артезіанську воду добути і доставити до споживача, спочатку виконується процес буріння свердловини. Бурять артезіанські свердловини діаметром 25-30 см. Після завершення процесу буріння наступний етап – зміцнення стовбура за допомогою облогових труб. Щоб стінки свердловин не обсипалися, їх зміцнюють колоною обсадних труб. Свердловина не може використовуватися без фільтрувальної колони, яка містить сітку для грубого очищення води і перфорацію. Перфорований сектор доповнюється шаром, що фільтрує, в якому присутній відстійник. У ньому осідає шлам. Для встановлення фільтра з колони видаляють шлам і заглушують її низ за допомогою мішечка за розміром колони, наповненого цементною сумішшю. Його опускають на дно колони і через три доби пробка надійно застигне. Вода поступає в ствол бурової свердловини. Після цього на колоні водопідйомних труб у свердловину занурють занурювальний насос. Насос подає воду, яка потрапляє в резервуари чистої води, розташовані на насосних станціях. Вода з підземних водоносних горизонтів Криворізької міської агломерації, в основному, відповідає українським стандартам якості питної води, ДСанПіН 2.2.4-171.-10, і не потребує очистки. Однак, артезіанська вода зі свердловин, яка має задовільний хімічний склад та водоводами надходить у резервуари чистої води на території насосних станцій, лише знезаражується хлором і подається у міську водопровідну мережу. На сьогодні КП "Зеленодольський міський водоканал" має артезіанські свердловини у місті Зеленодольськ, селі Велика Долина, с. Мар’янське та насосну станцію другого підйому. Основне завдання обслуговуючого персоналу насосної станції - безперебійне подання питної води у необхідній кількості, і, що саме головне, відповідної якості. Артезіанське водопостачання КП "Зеленодольський міський водоканал" має прекрасні перспективи розвитку. Це обумовлено, передусім, наявністю великих запасів підземних вод. Так само, цьому сприяють якість води з поверхневих джерел водозабору, що все погіршується, безконтрольна техногенна діяльність, також військові дії. Воду отримували від мереж ДТЕК КРИВОРІЗЬКА ТЕС (відгалуження каналу «Дніпро-Кривий Ріг» в ставок-охолоджувач), вода Каховського водосховища, а після руйнування Каховської дамби вода надходить від річки Інгулець. Зміна джерела водопостачання призвела до значного погіршення вихідної води, з підвищеним солевмістом, хлоридами, сульфатами та іншими показниками. Поверхневий водозабір функціонує, але подібні ситуації ще раз доводять, що за артезіанським водопостачанням майбутнє. Загальна проектна потужність водопостачання для споживачів КП "Зеленодольський міський водоканал" складає – 21,6 тис. м3/добу. Фактична потужність залежить від потреби у питній воді основних споживачів та коливається як сезонно так і добово. Фактичний обсяг води, що подається 2,8-3,0 тис. м3 на добу. На сьогодні середньодобова подача питної води споживачам КП "Зеленодольський міський водоканал" артезіанським водопроводом становить приблизно до 1,2 тис. м3/добу. Метою кваліфікаційної випускної роботи є розроблення системи автоматичного керування тиском в системі водопостачання з метою стабілізації статичного напору. Задачі бакалаврської роботи: - розробити та дослідити математичну модель системи водопоста-чання як об’єкта керування, визначити її передатну функцію; - обґрунтувати вибір алгоритму регулювання тиску в системі водо-постачання та технічних засобів його реалізації; - провести аналіз показників якості функціонування системи автома-тичного регулювання, дослідити її на стійкість; - розробити електричні схеми системи регулювання, вибрати пуско-захисну апаратуру, проводи і кабелі; - економічно обґрунтувати доцільність прийнятих інженерних рі-шень.