Инновационная модель управления системами водоснабжения и канализования на основе энергоэффективности Второй международный форум «Чистая вода» ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга»

Система водоснабжения Санкт-Петербурга Зоны водоснабжения головных сооружений ВС г. Колпино ВС г. Кронштадта ВС г. Зеленогорска ВС г. Ломоносова Северная зона водоснабжения Южная зона водоснабжения Центральная зона водоснабжения Главная ВС Северная ВС Волковская ВС Южная ВС ВС – водопроводная станция ВС Дудергофская Характеристика системы водоснабжения Источники водоснабжения: река Нева – 98% подземные воды и смешанное питание – 2% Количество водопроводных станций – 9 Количество повысительных насосных станций – 177 Протяженность водопроводной сети – 6 415,3 км Среднесуточная подача водопроводных станций – 2028,2 тыс. куб.м/сут. Неучтенные расходы и потери воды – 11,0 % Общее количество повреждений на сетях водоснабжения на 10 км сети в год – 2,75 шт. Площадь обслуживаемой территории – 1439 км 2 Численность обслуживаемого населения – 4,6 млн. чел.

КОС г.Кронштадта Юго-западные очистные сооружения КОС г. Петродворца КОС г. Зеленогорска КОС п. Репино КОС г. Сестрорецка Северная СА Центральная СА КОС п. Металлострой КОС п. Понтонный КОС г. Колпино КОС г. Пушкина БАССЕЙНЫ ВОДООТВЕДЕНИЯ Бассейн водоотведения ЦСА Бассейн водоотведения ССА Бассейн водоотведения ЮЗОС Бассейн водоотведения пригородных КОС Система водоотведения Санкт-Петербурга и пригородов Бассейны водоотведения головных канализационных очистных сооружений СА – станция аэрации КОС – канализационные очистные сооружения Площадь обслуживаемой территории – 1439 км 2 Численность обслуживаемого населения – 4,6 млн. чел. Характеристика системы водоотведения Количество канализационных очистных сооружений – 20 Количество комплексов сжигания осадка – 3 Количество канализационных насосных станций – 120 Протяженность канализационных сетей – 8005,17 км Протяженность тоннельных коллекторов – 221,2 км Среднесуточный объем очищаемых сточных вод – 2297,8 тыс. куб.м/сут. Процент очистки сточных вод – 91%

Факторный анализ снижения энергопотребления Снижение водопотребления Снижение объема непроизводственных потерь Снижение энергоемкости 1м 3 водыИспользование возобновляемых источников энергии Создание системы учета количества воды, включая модернизацию коммерческих узлов учёта расхода воды у всех абонентов, с обеспечением автоматической передачи данных Зонирование сети с созданием системы управления комплексом водоснабжения и применением гидравлической модели Создание системы управления гидравлическими режимами водопроводной сети с установкой оборудования, обеспечивающего защиту сети от гидравлических ударов и воздушных скоплений Организация системы активного поиска и локализации скрытых утечек Реорганизация Водоканала на уровне бригад с целью минимизации времени устранения аварий Модернизация и замена насосного и иного технологического оборудования с созданием автоматизированной системы управления технологическими процессами Замена запорной и регулирующей арматуры на водопроводной сети Переход на использование возобновляемых источников энергии с использованием образующегося в процессе очистки сточных вод осадка

Модернизация зоны водоснабжения К-17 : энергосбережение, повышение надежности водоснабжения, автоматизация управления гидравлическими режимами, автоматизация водного баланса Характеристика зоны водоснабжения Урицкой насосной станции: Производительность насосной станции – 60 тыс. м 3 /сутки Протяженность сети – 170 км Количество абонентов – 1078 Этажность обслуживаемых объектов – 1-16 Количество высоконапорных повысительных станций – 11 Количество домовых вводов – 1033 Количество запорной арматуры – 824 Количество пожарных гидрантов – 498 Урицкая ПНС Южная водопроводная станция Водопроводная станция Дудергофская Санкт-Петербург Южная зона водоснабжения НОВЫЕ ПРОЕКТНЫЕ И ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ Мониторинг гидравлического режима подачи воды в зоне водоснабжения Комплекс средств для улучшения гидравлического режима, обеспечивающий защиту сетей и станций от гидравлического удара Автоматизированный водный баланс Энергосберегающее насосное оборудование Система оптимального управления режимом подачи воды

Создание системы управления водоснабжением Санкт-Петербурга Комплексная система сбора, регистрации, хранения и передачи данных о водопотреблении абонентов Создание (реконструкция) элементов системы: Установка счетчиков с импульсным выходом Установка оборудования передачи данных о водопотреблении У ВСЕХ АБОНЕНТОВ Повысительные насосные станции с системой управления распределительной сетью Реконструируемые объекты: Узел регулирования давления и расхода воды (насосный агрегат с двигателем, гидравлический регулятор давления, комбинированный воздушный клапан) Автоматическое управление узла регулирования (шкафы монтажные с преобразователем частоты, щит диспетчеризации с панельным компьютером и специальным программным обеспечением) Энергообеспечение узла регулирования (силовые трансформаторы, электрические щиты, учет электроэнергии) Установка узлов регулирования на распределительной сети (затвор, задвижка, регулирующие муфты, шток, ковер), Установка воздушных клапанов, Установка диктующих точек. Установка расходомеров с передачей данных на насосных станций Система контроля качества воды Создание элементов контроля качества воды: Установка приборов контроля качества воды на выходах водопроводных станций с передачей данных Установка приборов контроля качества воды на ПНС (3-4 подъем) с передачей данных Установка приборов контроля качества воды на распределительной сети (потребитель) НС 4-й подъем Системы диспетчеризации, сведения и согласования водных балансов Район ВС1 Район ВС2 НС 3-й подъем 2-й подъем ВС НС 3-й подъем Насос P P - Задвижка - Воздушный клапан -Расходомер с передачей данных - Диктующие точки Ц М FeFe ClCl Ph М Fe М М М М Повысительные насосы в жилых домах Насос P P

Результаты модернизации зоны водоснабжения К-17 Модернизация насосных станций Установка узлов учета с импульсным выходом и насосов-повысителей в домах Установка арматуры для удаления воздуха и предотвращения гидроудара Внедрение системы Эффект-42,8 % В результате достигнуто: Снижение энергозатрат на 42,8% Снижение аварийности на 32,2 % Снижение неучтенных расходов на 39,1 %

Планируемые результаты реализации мероприятий по энергосбережению и повышению энергетической эффективности при создании системы управления комплексом водоснабжения Санкт-Петербурга 1. Снижение потребления электроэнергии на 35-40%, 2. Сокращение неучтенных расходов и потерь воды при транспортировке на 34% в том числе за счет: установки современного энергоэффективного насосного оборудования; применения механизма частотной регуляции с использованием оборудования для измерения и регулирования расхода воды. Экономия достигается путем оптимизации гидравлических режимов работы насосного оборудования; снижения потребления электроэнергии за счет внедрения системы дистанционного сбора, регистрации, хранения и передачи данных о потреблении воды абонентами, контроля давления на водопроводных вводах абонентов. реконструкция водопроводных сетей 3. Снижение аварийности на сетях системы водоснабжения на 32%, в том числе за счет: установки оборудования на водопроводных сетях запорной арматуры и датчиков и регуляторов давления, диктующих точек, воздушных клапанов. 4. Снижение эксплуатационных затрат на техническое обслуживание и ремонт оборудования.

Выработка электроэнергии на Заводах сжигания осадка Объем осадка:122,4 тСВ/сут Расход пара: 6,38 т/час Температура пара 450 °С Давление пара 32 бар Объем осадка проект:68 тСВ/сут Расход пара: 6,3 т/час Температура пара 450 °С Давление пара 65 бар Турбина и генератор на ЗСО ССАТурбина и генератор на ЗСО ЮЗОС

Утилизация вторичных энергетических ресурсов с использованием их в автономных источниках энергоснабжения Северная станция аэрацииЦентральная станция аэрации Строительство метантенков и получение электроэнергии за счет сжигания получаемого биогаза Установка турбогенератора Программой по энергосбережению предусмотрено внедрение системы утилизации вторичных энергетических ресурсов путем строительства метантенков на очистных сооружениях Центральной станции аэрации и Северной станции Санкт-Петербурга.

Технологическая схема применения метантенков Тепло Биогаз Пар Осадок Пар Осадок КОС Пар Выработанная электроэнергия Осадок

Потребление электрической энергии ГУП Водоканал Санкт-Петербурга от внешних источников % тыс. МВт-час/год

Потребление тепловой энергии ГУП Водоканал Санкт-Петербурга от внешних источников тыс. Гкал/год % ЗСО ЦСА ЗСО ЮЗОС ЗСО ССА К 6

Показатели эффективности Программы по энергосбережению и повышению энергетической эффективности Реализация мероприятий программы позволит в период г.г. снизить потребность в приобретении топливно-энергетических ресурсов в следующих объемах: Электроэнергии в размере тыс. кВт.ч. Тепловой энергии – Гкал. Природного газа – 550 тыс.м3. Суммарный ожидаемый экономический эффект за период реализации Программы ( г.г.) составит тыс. руб.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ !