Энергосберегающая технология частотного регулирования оборотов насосов на подкачивающих станциях

В статье указывается, что энергозатраты подкачивающих насосных станций, обеспечивающих полив, зачастую превышают оптимальные значения, и это негативно сказывается на эффективности орошения. Несмотря на реконструкцию орошаемых участков в мелиоративном комплексе страны, отмечается существенное разнообразие их технического оснащения; выделены 5 групп аналогичных орошаемых участков. Установлены отдельные ошибки при реконструкции насосных станций с монтажом завышенных насосов и некоторые эксплуатационные ошибки при неверном подключении числа работающих машин к насосному агрегату. В ходе исследований выполнен анализ энергоемкости водоподачи насосными станциями, в том числе оборудованными системами частотного регулирования оборотов, и выявлены пути снижения электропотребления при поливе. Оценка энергоемкости полива выполнялась на основе данных фидеров почасового потребления электроэнергии насосными станциями и мгновенных показателей в зависимости от технических характеристик насосных агрегатов, числа работающих дождевальных машин и их общего расхода воды. Исследованиями установлено, что происходит снижение потребления электроэнергии насосными агрегатами при уменьшении расхода воды путем его дросселирования, однако удельные затраты на подачу 1000 м3 воды растут и определяются двумя факторами: маркой насоса и выходным давлением станции. Частотное регулирование дает возможность уменьшить расход воды и энергопотребление, снизить давление на выходе станции до 0,4-0,6 МПа, сократить удельные затраты электроэнергии до 150-200 кВт ∙ ч вместо 200-650 кВт ∙ ч. Исследования эксплуатируемых насосных станций позволили определить недостатки при проектировании и их эксплуатации, устранение которых обеспечит экономию электроэнергию при поливе. Внедрение частотного регулирования обеспечит снижение потребления электроэнергии за поливной сезон в 1,2-3 раза и более в зависимости от технических параметров орошаемого участка, повышение надежности работы закрытой оросительной сети, а также плавный пуск и остановку агрегатов.

1. Мелиоративный комплекс Российской Федерации: Информационное издание. М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2020. 304 с.

2. Ресурсосберегающие энергоэффективные экологически безопасные технологии и технические средства орошения: Справочник / Под общ. ред. Г.В. Ольгаренко. М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2015. 264 с.

3. Васильев С.М., Шкура В.Н. Дождевание: Учебное пособие. Новочеркасск: РосНИИПМ, 2016. 352 с.

4. Задорожный Р.Н., Романов И.В. Повышение эффективности ирригации путем подбора конструкции дождевальных машин // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2023. Т. 17, № 4. С. 82-86. DOI: 10.22314/2073-7599-2023-17-4-82-86. EDN: QLQRVO

5. Соловьев Д.А., Елисеев М.С., Колганов Д.А., Загоруйко М.Г. Результаты создания дождевальной машины «Фрегат», работающей в режимах при низких напорах // Аграрный научный журнал. 2017. № 2. С. 67-69

6. Козинская О.В., Бочарников В.С., Бочарникова О.В., Григоров С.М. Мониторинг давления воды в оросительных трубопроводах как инструмент управления качества полива широкозахватной дождевальной машины Bauer // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. 2024. № 6 (78). С. 376-384. DOI: 10.32786/2071-9485-2024-06-41. EDN: UFTTOL

7. Рыжко Н.Ф., Рыжко С.Н., Смирнов Е.С., Шишенин Е.А., Бельтиков Б.Н. Совершенствование дождевальных машин и устройств для мелиоративного комплекса: Научно-практическое издание. М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2023. 124 с.

8. Евсеев Е.Ю., Антипов А.О., Рязанцев А.И. К усовершенствованию регулятора расхода дождевальных аппаратов многоопорных дождевальных машин // Вестник мелиоративной науки. 2020. № 3. С. 36-39. EDN: JTPDPM

9. Pete Noll. Determining the real cost of powering a pump // World Pumps. 2008. V. 2008, № 496. Рр. 32-34

10. Kubic A.W., McEwan K.H. Adjustable speed Pumps for Utilities // Journal American Water Works Association. 1961. V. 53, № 2. Рp. 146-154

11. СТО АИСТ 11.1-2010. Испытания сельскохозяйственной техники. Машины и установки дождевальные. Методы оценки функциональных показателей. М., 2012. 53 с.

12. Вишневский К.П., Подлас А.В. Проектирование насосных станций закрытых оросительных систем: Справочник. М.: ВО «Агропромиздат», 1990. 93 с.