RU2599331C1 - System for assessing wastewaters discharges into environment - Google Patents
System for assessing wastewaters discharges into environment Download PDFInfo
- Publication number
- RU2599331C1 RU2599331C1 RU2015119719/28A RU2015119719A RU2599331C1 RU 2599331 C1 RU2599331 C1 RU 2599331C1 RU 2015119719/28 A RU2015119719/28 A RU 2015119719/28A RU 2015119719 A RU2015119719 A RU 2015119719A RU 2599331 C1 RU2599331 C1 RU 2599331C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- analysis
- unit
- input
- receiving tank
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F3/00—Measuring the volume flow of fluids or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in successive and more or less isolated quantities, the meter being driven by the flow
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q50/00—Systems or methods specially adapted for specific business sectors, e.g. utilities or tourism
Abstract
Description
Изобретение относится к системам водоотведения, а именно к устройствам оценки сбросов сточных вод в окружающую среду.The invention relates to wastewater systems, and in particular to devices for assessing wastewater discharges into the environment.
Известна «Система для определения и обеспечения показателей надежности и бесперебойности сетей водоснабжения и водоотведения» (см. Заявка: 2013142609/08 от 18.09.2013, Рос. Федерация: МПК G06Q 50/00 (2012.01) / Кармазинов Ф.В., Мельник Е.А., Нефедова Е.Д., Трухин Ю.А., Курганов Ю.А., Ильин Ю.А. Игнатчик В.С., Игнатчик С.Ю.; опубл. 27.03.2015, Бюл. №9), содержащая блок первичной обработки информации, блок расчета показателей надежности элементов сети, блок определения вероятностных показателей надежности сети, блок определения технологических показателей надежности сети водоотведения, блок оптимизации показателей надежности сети. В системе имеется ячейка определения объема аварийного сброса неочищенных сточных вод из-за аварий и засорений j-го участка по формуле:The well-known "System for determining and ensuring indicators of reliability and uninterrupted operation of water supply and sanitation networks" (see Application: 2013142609/08 of 09/18/2013, Russian Federation: IPC G06Q 50/00 (2012.01) / F. Karmazinov, E. Melnikov .A., Nefedova E.D., Trukhin Yu.A., Kurganov Yu.A., Ilyin Yu.A. Ignatchik V.S., Ignatchik S.Yu .; publ. March 27, 2015, Bull. No. 9) comprising a primary information processing unit, a unit for calculating reliability indicators of network elements, a unit for determining probability indicators for network reliability, a unit for determining technological indicators for water network reliability otvedeniya, block optimization indicators reliability network The system has a cell for determining the volume of emergency discharge of untreated wastewater due to accidents and clogging of the j-th site according to the formula:
где Vсбр j(t) - аварийный сброс неочищенных сточных вод из-за аварий и засорений j-го участка, м3; qj - расход j-го участка сети, м3/с; γуч j(t) - комплексный показатель ремонтопригодности j-го участка сети; 
Недостатком указанного технического решения является узкая область функциональных возможностей, т.к. она рассчитана на определение объемов аварийных сбросов сточных вод только из-за аварий и засорений участков сетей. Это необходимо, но не достаточно для оценки сбросов всей системы. Необходимо так же, определить объемы сбросов сточных вод по причинам аварийности на канализационных насосных станциях и поступлении на них нерасчетных расходов сточных вод, например, в период дождей редкой повторяемости. С применением указанной системы это оценить не представляется возможным.The disadvantage of this technical solution is a narrow area of functionality, because it is designed to determine the volume of emergency wastewater discharges only due to accidents and clogging of network sections. This is necessary, but not sufficient, to estimate discharges of the entire system. It is also necessary to determine the volume of wastewater discharges due to accidents at sewer pumping stations and the receipt of unaccounted wastewater costs, for example, during rains of rare frequency. Using this system, this is not possible to evaluate.
Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению служит полезная модель «Система управления энергопотреблением при эксплуатации общесплавных канализационных насосных станций» (см. патент на полезную модель №94291, Рос. Федерация: МПК F04B 51/00 (2006.01) / Кармазинов Ф.В., Кинебас А.К., Трухин Ю.А., Ильин Ю.А, Игнатчик B.C., Игнатчик С.Ю. и др.; опубл. 20.05.2010, Бюл. №14), включающая:The closest analogue to the claimed invention is the utility model “Energy management system for the operation of alloyed sewage pumping stations” (see utility model patent No. 94291, Russian Federation: IPC F04B 51/00 (2006.01) / Karmazinov F.V., Kinebas A.K., Trukhin Yu.A., Ilyin Yu.A., Ignatchik BC, Ignatchik S.Yu. et al .; publ. 05.20.2010, Bull. No. 14), including:
- по меньшей мере, два насоса с всасывающими и напорными трубопроводами, приемный резервуар с подводящим трубопроводом;- at least two pumps with suction and pressure pipes, a receiving tank with a supply pipe;
- модуль анализа диагностируемых параметров, содержащий блок сравнения подач, блок коррекции диагностируемого параметра по частоте вращения вала, блок коррекции диагностируемого параметра по диаметру рабочего колеса, блок анализа диагностируемых параметров, блок ввода эталонного диагностируемого параметра, при этом выход блока сравнения подач подключен к входу блока коррекции диагностируемого параметра по частоте вращения вала, вход блока коррекции диагностируемого параметра по диаметру рабочего колеса подключен к выходу блока коррекции диагностируемого параметра по частоте вращения вала, а выходы блоков коррекции диагностируемого параметра по диаметру рабочего колеса и ввода эталонного диагностируемого параметра - к входу блока анализа диагностируемых параметров;- a module for analyzing diagnosed parameters, comprising a feed comparison unit, a block for diagnosing a parameter diagnosed by shaft rotation speed, a block for diagnosing a parameter being diagnosed by impeller diameter, a block for analyzing diagnosed parameters, an input block for diagnosing a reference parameter, and the output of the feed comparison block being connected to the input of the block correction of the diagnosed parameter by the shaft rotation frequency, the input of the block of correction of the diagnosed parameter by the diameter of the impeller is connected to the output of the cor rectification of the diagnosed parameter by the shaft rotation frequency, and the outputs of the blocks of correction of the diagnosed parameter by the impeller diameter and input of the reference diagnosed parameter to the input of the block of analysis of the diagnosed parameters;
- модуль контрольно-измерительных приборов, содержащий, по меньшей мере, два датчика подачи насоса, по меньшей мере, два датчика давления, установленные соответственно на всасывающем и напорном трубопроводах, датчик частоты вращения вала насоса, измеритель потребляемой мощности, при этом все датчики и измеритель потребляемой мощности модуля контрольно-измерительных приборов выполнены мобильными и дополнительно снабжены устройствами записи данных и каналами связи, выходы устройств записи данных, по меньшей мере, двух датчиков давления, датчика частоты вращения вала насоса и измерителя потребляемой мощности при помощи каналов связи подключены к входу блока коррекции диагностируемого параметра по частоте вращения вала, а выходы устройств записи данных, по меньшей мере, двух датчиков подачи насоса - к входу блока сравнения подач;- a module of control and measuring instruments, comprising at least two pump supply sensors, at least two pressure sensors mounted respectively on the suction and pressure pipes, a pump shaft speed sensor, a power consumption meter, while all sensors and a meter power consumption of the instrumentation module is made mobile and additionally equipped with data recording devices and communication channels, outputs of data recording devices of at least two pressure sensors, a pump shaft speed sensor and a power consumption meter are connected via communication channels to the input of the diagnosed parameter correction unit by the shaft rotation speed, and the outputs of the data recording devices of at least two pump supply sensors to the input of the feed comparison unit;
- модуль оптимизации энергопотребления, содержащий блок формирования гидравлических характеристик сетей, к входу которого при помощи каналов связи подключены выходы устройств записи данных, по меньшей мере, двух датчиков давления и выход блока сравнения подач, блок анализа энергопотребления, блок ввода диагностируемых параметров насосов-конкурентов, блок анализа энергопотребления насосов-конкурентов, при этом выходы блока анализа диагностируемых параметров и блока формирования гидравлических характеристик сетей подключены к входу блока анализа энергопотребления, выходы блока формирования гидравлических характеристик сетей и блока ввода диагностируемых параметров насосов-конкурентов подключены к входу блока анализа энергопотребления насосов-конкурентов, при этом, блок анализа энергопотребления, блок анализа энергопотребления насосов-конкурентов выполнены с возможностью определения суммарного энергопотребления, модуль перекачки воды снабжен приемным резервуаром с подводящим трубопроводом, модуль контрольно-измерительных приборов - датчиком интенсивности дождя с устройством записи данных и каналом связи, модуль оптимизации энергопотребления - блоком ввода объема приемного резервуара, блоком анализа водопритока, блоком ввода характеристик бассейна канализования. Всасывающие и напорные трубопроводы, по меньшей мере, двух насосов соединены с приемным резервуаром, выходы блока сравнения подач, блока ввода объема приемного резервуара, блока ввода характеристик бассейна канализования и устройства записи данных датчика интенсивности дождя при помощи канала связи подключены к входу блока анализа водопритока, а выход блока анализа водопритока подключен к входу блока анализа энергопотребления и к входу блока анализа энергопотребления насосов-конкурентов.- an energy consumption optimization module comprising a unit for generating hydraulic characteristics of networks, to the input of which, through communication channels, the outputs of data recording devices of at least two pressure sensors and the output of a feed comparison unit, an energy analysis unit, an input unit for diagnosed parameters of competitor pumps, unit for energy analysis of competitor pumps, while the outputs of the unit for analyzing diagnosed parameters and the unit for generating hydraulic characteristics of networks are connected to the input power analysis unit, the outputs of the unit for generating hydraulic characteristics of networks and the input unit for diagnosing parameters of competing pumps are connected to the input of the energy analysis unit of competing pumps, while the energy analysis unit, the energy analysis unit of competing pumps are configured to determine the total energy consumption, transfer module water is equipped with a receiving tank with a supply pipe, the module of instrumentation - intensity sensor rain with a data recording device and a communication channel, an energy consumption optimization module — a unit for inputting the volume of a receiving tank, a unit for analyzing water inflow, a unit for entering characteristics of a sewage basin. The suction and pressure pipelines of at least two pumps are connected to a receiving tank, the outputs of the feed comparison unit, the input tank volume input unit, the sewage pool characteristics input unit, and the rain intensity sensor data recorder via a communication channel are connected to the input of the water inflow analysis unit, and the output of the water flow analysis unit is connected to the input of the energy analysis unit and to the input of the energy analysis unit of competitor pumps.
Для указанной системы характерна низкая надежность, т.к. при ее эксплуатации возможны ситуации, когда приемный резервуар, насосы и подводящий трубопровод будут подтоплены вследствие того, что приток воды на насосную станцию будет больше суммы подач насосов. Из-за подтопления приемного резервуара и насосов возможна остановка работы всей системы. Причинами таких ситуаций могут быть:This system is characterized by low reliability, because during its operation, situations are possible when the receiving tank, pumps and supply pipe will be flooded due to the fact that the influx of water to the pumping station will be greater than the sum of the pump flows. Due to flooding of the receiving tank and pumps, the entire system can stop working. The reasons for such situations may be:
1. Снижение суммарной подачи насосов из-за их отказов;1. Reducing the total supply of pumps due to their failures;
2. Появление сверх расчетного притока, например, при интенсивном дожде редкой повторяемости.2. The appearance in excess of the calculated inflow, for example, with intense rain of rare frequency.
В результате часть воды через люки колодцев будет сброшена в окружающую среду, а расход воды, поступающий на канализационную насосную станцию и объем сбрасываемых в окружающую среду сточных вод известная система определить не сможет.As a result, part of the water through the manholes will be discharged into the environment, and the known system will not be able to determine the flow rate of water entering the sewage pumping station and the amount of sewage discharged into the environment.
Задачей настоящего изобретения является повышение надежности системы до уровня, при котором в условиях превышения притока воды над суммой подач насосов:The objective of the present invention is to increase the reliability of the system to a level at which, in conditions of excess water flow over the sum of the pump flows:
- приемный резервуар и насосы будут защищены от подтопления;- the receiving tank and pumps will be protected from flooding;
- сохранится возможность определения расхода сточных вод, поступающих в систему;- it will remain possible to determine the flow rate of wastewater entering the system;
- появляется возможность оценить объем сбрасываемых в окружающую среду сточных вод.- it becomes possible to assess the amount of wastewater discharged into the environment.
Поставленная задача решена так, что в известной системе, включающей:The problem is solved so that in a known system, including:
- модуль перекачки воды, содержащий, по меньшей мере, два насоса с всасывающими и напорными трубопроводами, приемный резервуар с подводящим трубопроводом, при этом всасывающие трубопроводы, по меньшей мере, двух насосов соединены с приемным резервуаром;- a water pumping unit comprising at least two pumps with suction and pressure pipes, a receiving tank with a supply pipe, while the suction pipes of at least two pumps are connected to the receiving tank;
- модуль анализа диагностируемых параметров;- a module for analyzing diagnosed parameters;
- модуль контрольно-измерительных приборов, содержащий или, по меньшей мере, два датчика подачи насоса, и/или, по меньшей мере, два датчика давления, установленные на напорных трубопроводах, и/или измеритель потребляемой мощности, при этом все датчики и измеритель потребляемой мощности модуля контрольно-измерительных приборов снабжены устройствами записи данных и каналами связи;- a module of control and measuring devices, comprising either at least two pump supply sensors and / or at least two pressure sensors installed on pressure pipelines and / or a power consumption meter, while all sensors and a power meter the power of the instrumentation module is equipped with data recording devices and communication channels;
- блок ввода объемов приемного резервуара с каналом связи, блок анализа водопритока, в соответствии с настоящим изобретением:- unit for inputting volumes of a receiving tank with a communication channel, a block of water inflow analysis, in accordance with the present invention:
- датчики подачи насосов выполнены с возможностью измерения подачи каждого насоса, измеритель потребляемой мощности выполнен с возможностью измерения силы тока и/или потребляемой мощности каждого насоса, блок ввода объемов приемного резервуара и блок анализа водопритока включены в состав модуля анализа диагностируемых параметров;- the pump supply sensors are configured to measure the supply of each pump, the power consumption meter is configured to measure the current strength and / or power consumption of each pump, the input tank volume input unit and the water inflow analysis unit are included in the diagnosed parameters analysis module;
- модуль анализа диагностируемых параметров дополнительно снабжен блоком ввода геометрических характеристик приемного резервуара, снабженного каналом связи, блоком ввода гидравлических характеристик подводящего трубопровода, снабженного каналом связи, блоком анализа откачки воды из приемного резервуара, снабженного устройством записи данных и каналом связи, блоком вероятностного анализа водопритока, снабженного каналом связи, блоком вероятностного анализа суммарной подачи насосов, снабженного каналом связи, блоком ввода вероятностных и технологических показателей надежности насосов, снабженного каналом связи, блоком вероятностного анализа накопительного расхода сточных вод, снабженного каналом связи, блоком анализа объема сточных вод, сбрасываемых в окружающую среду;- the module for analyzing diagnosed parameters is additionally equipped with an input unit for the geometric characteristics of a receiving tank equipped with a communication channel, an input unit for hydraulic characteristics of a supply pipe equipped with a communication channel, an analysis unit for pumping water from a receiving tank equipped with a data recording device and a communication channel, a probabilistic analysis of water inflow, equipped with a communication channel, a probabilistic analysis unit for the total pump supply, equipped with a communication channel, an input unit is probably fixed and technological indicators of reliability of pumps equipped with a communication channel, a probabilistic analysis unit for the accumulated flow of wastewater, equipped with a communication channel, an analysis unit for the volume of wastewater discharged into the environment;
- блок анализа водопритока дополнительно снабжен двумя каналами связи, соединяющие его выход с входами блока вероятностного анализа водопритока и блока анализа объема сточных вод, сбрасываемых в окружающую среду;- the water inflow analysis unit is additionally equipped with two communication channels connecting its output to the inputs of the probabilistic water inflow analysis unit and the analysis unit of the volume of wastewater discharged into the environment;
- выход блока вероятностного анализа водопритока при помощи канала связи подключен к входу блока вероятностного анализа накопительного расхода сточных вод, а выход блока ввода вероятностных и технологических показателей надежности насосов при помощи канала связи подключен к входу блока вероятностного анализа суммарной подачи насосов;- the output of the block of probabilistic analysis of water inflow using the communication channel is connected to the input of the block of probabilistic analysis of the cumulative flow rate of wastewater, and the output of the block of input of probabilistic and technological indicators of reliability of pumps using the communication channel is connected to the input of the block of probabilistic analysis of the total supply of pumps;
- выход блока вероятностного анализа суммарной подачи насосов при помощи канала связи подключен к входу блока вероятностного анализа накопительного расхода сточных вод, выход которого при помощи канала связи подключен к входу блока анализа объема сточных вод, сбрасываемых в окружающую среду;- the output of the block of probabilistic analysis of the total supply of pumps using the communication channel is connected to the input of the block of probabilistic analysis of the cumulative flow rate of wastewater, the output of which using the communication channel is connected to the input of the block of analysis of the volume of wastewater discharged into the environment;
- модуль контрольно-измерительных приборов дополнительно снабжен датчиком уровня воды, установленным на подводящем трубопроводе и датчиком уровня воды, установленным в приемном резервуаре, снабженными устройствами записи данных и каналами связи;- the instrumentation module is additionally equipped with a water level sensor installed on the inlet pipe and a water level sensor installed in the receiving tank, equipped with data recording devices and communication channels;
- модуль перекачки воды дополнительно снабжен запорно-регулирующим устройством с исполнительным органом, установленным на подводящем трубопроводе между датчиком уровня воды, установленным на подводящем трубопроводе, и приемным резервуаром, устройством управления, снабженным каналом связи.- the water pumping module is additionally equipped with a shut-off and control device with an actuator mounted on the inlet pipe between the water level sensor installed on the inlet pipe and the receiving tank, a control device equipped with a communication channel.
При этом:Wherein:
- блок вероятностного анализа накопительного расхода сточных вод выполнен с возможностью определения функции плотности вероятности накопительного расхода Qнакоп=Qприт-Qкнс, где, Qприт, Qкнс - расход водопритока и суммарная подача насосов;- block of probability analysis accumulating wastewater flow is arranged to determine the cumulative probability density function flow Q = Q accumulation attraction CND -Q where, Q attraction, CND Q - rate of water influx and the total feed pumps;
- блок анализа водопритока выполнен с возможностью определения графика водопритока, поступающего в подводящий трубопровод перед приемным резервуаром, и корреляционной зависимости между продолжительностью подтопления подводящего трубопровода и накопительным расходом Qнакоп сточных вод;- water influx analysis unit configured to determine schedule water inflow entering the feed line to the receiving vessel, and the correlation between the duration of flooding and metering line cumulative flow rate Q accumulation of wastewater;
- выход устройства записи данных датчика уровня воды, установленного в приемном резервуаре, при помощи каналов связи подключен к входу устройства управления и входу блока анализа водопритока, выход устройства управления - к входу исполнительного органа запорно-регулирующего устройства, а устройство управления выполнено с возможностью формирования сигналов управления на исполнительный орган запорно-регулирующего устройства;- the output of the data recording device of the water level sensor installed in the receiving tank is connected via communication channels to the input of the control device and the input of the water inflow analysis unit, the output of the control device to the input of the actuator of the shut-off and control device, and the control device is configured to generate signals control on the executive body of the locking and regulating device;
- выход блока ввода объема приемного резервуара, выходы устройств записи данных, по меньшей мере, двух датчиков подачи насоса, двух датчиков давления, и измерителя потребляемой мощности при помощи каналов связи подключены к входу блока анализа откачки воды из приемного резервуара;- the output of the input unit of the volume of the receiving tank, the outputs of the data recording devices of at least two pump supply sensors, two pressure sensors, and a power consumption meter using communication channels are connected to the input of the analysis unit for pumping water from the receiving tank;
- выход устройства записи данных датчика уровня воды, установленного на подводящем трубопроводе, при помощи канала связи подключен к входу блока анализа водопритока;- the output of the data recording device of the water level sensor installed on the inlet pipe is connected via the communication channel to the input of the water inflow analysis unit;
- выходы блоков ввода геометрических характеристик приемного резервуара, ввода гидравлических характеристик подводящего трубопровода и устройства записи данных блока анализа откачки воды из приемного резервуара при помощи каналов связи подключены к входу блока анализа водопритока.- the outputs of the input blocks of the geometric characteristics of the receiving tank, the input of the hydraulic characteristics of the supply pipe and the data recorder of the analysis unit for pumping water from the receiving tank using communication channels are connected to the input of the water inflow analysis unit.
Имеется вариант развития, когда блок ввода геометрических характеристик приемного резервуара выполнен с возможностью ввода средней площади поперечного сечения приемного резервуара.There is a development option when the input unit of the geometric characteristics of the receiving tank is configured to enter the average cross-sectional area of the receiving tank.
Имеется вариант развития, когда блок ввода гидравлических характеристик подводящего трубопровода выполнен с возможностью ввода зависимости объема воды в подводящем трубопроводе от уровня воды в нем.There is a development option when the input unit of the hydraulic characteristics of the supply pipe is configured to input the dependence of the volume of water in the supply pipe on the water level in it.
Отличительными признаками заявляемой «Системы оценки сбросов сточных вод в окружающую среду» являются:Distinctive features of the proposed "System for assessing wastewater discharges into the environment" are:
1. Выполнение датчиков подачи насосов с возможностью измерения подачи каждого насоса;1. The implementation of the sensors supply pumps with the ability to measure the flow of each pump;
2. Выполнение измерителя потребляемой мощности с возможностью измерения силы тока и/или потребляемой мощности каждого насоса;2. The implementation of the meter power consumption with the ability to measure the current strength and / or power consumption of each pump;
3. Включение блока ввода объемов приемного резервуара и блока анализа водопритока в состав модуля анализа диагностируемых параметров;3. Inclusion of a unit for inputting volumes of a receiving tank and a unit for analyzing water inflow into the module for analyzing diagnosed parameters;
4. Дополнительное снабжение модуля анализа диагностируемых параметров блоком ввода геометрических характеристик приемного резервуара, снабженного каналом связи;4. Additional supply of the module for analyzing diagnosed parameters with an input unit for the geometric characteristics of the receiving tank equipped with a communication channel;
5. Дополнительное снабжение модуля анализа диагностируемых параметров блоком ввода гидравлических характеристик подводящего трубопровода, снабженного каналом связи;5. Additional supply of the module for the analysis of diagnosed parameters with an input unit for the hydraulic characteristics of the supply pipe equipped with a communication channel;
6. Дополнительное снабжение модуля анализа диагностируемых параметров блоком анализа откачки воды из приемного резервуара, снабженного устройством записи данных и каналом связи;6. Additional supply of the module for analyzing diagnosed parameters with a unit for analyzing water pumping from a receiving tank equipped with a data recording device and a communication channel;
7. Дополнительное снабжение модуля анализа диагностируемых параметров блоком вероятностного анализа водопритока, снабженного каналом связи;7. Additional supply of the module for the analysis of diagnosed parameters with a block of probabilistic analysis of water inflow equipped with a communication channel;
8. Дополнительное снабжение модуля анализа диагностируемых параметров блоком вероятностного анализа суммарной подачи насосов, снабженного каналом связи;8. Additional supply of the module for the analysis of diagnosed parameters with a block of probabilistic analysis of the total supply of pumps equipped with a communication channel;
9. Дополнительное снабжение модуля анализа диагностируемых параметров блоком ввода вероятностных и технологических показателей надежности насосов, снабженного каналом связи;9. Additional supply of the module for the analysis of diagnosed parameters with an input unit for probabilistic and technological indicators of pump reliability, equipped with a communication channel;
10. Дополнительное снабжение модуля анализа диагностируемых параметров блоком вероятностного анализа накопительного расхода сточных вод, снабженного каналом связи;10. Additional supply of the module for the analysis of diagnosed parameters with a block of probabilistic analysis of the cumulative flow rate of wastewater equipped with a communication channel;
11. Дополнительное снабжение модуля анализа диагностируемых параметров блоком анализа объема сточных вод, сбрасываемых в окружающую среду;11. Additional supply of the module for analyzing diagnosed parameters with a unit for analyzing the volume of wastewater discharged into the environment;
12. Дополнительное снабжение блока анализа водопритока двумя каналами связи;12. Additional supply of water inflow analysis block with two communication channels;
13. Соединение выхода блока анализа водопритока при помощи двух каналов связи с входами блока вероятностного анализа водопритока и блока анализа объема сточных вод, сбрасываемых в окружающую среду;13. Connection of the output of the water inflow analysis unit using two communication channels with the inputs of the probabilistic analysis of water inflow and the unit for analyzing the volume of wastewater discharged into the environment;
14. Подключение выхода блока вероятностного анализа водопритока при помощи канала связи к входу блока вероятностного анализа накопительного расхода сточных вод;14. Connecting the output of the block of probabilistic analysis of water inflow using the communication channel to the input of the block of probabilistic analysis of the cumulative flow of wastewater;
15. Подключение выхода блока ввода вероятностных и технологических показателей надежности насосов при помощи канала связи к входу блока вероятностного анализа суммарной подачи насосов;15. Connecting the output of the input block of probabilistic and technological indicators of pump reliability using the communication channel to the input of the block of probabilistic analysis of the total pump supply;
16. Подключение выхода блока вероятностного анализа суммарной подачи насосов при помощи канала связи к входу блока вероятностного анализа накопительного расхода сточных вод;16. Connecting the output of the block of probabilistic analysis of the total supply of pumps using the communication channel to the input of the block of probabilistic analysis of the cumulative flow rate of wastewater;
17. Подключение выхода блока вероятностного анализа накопительного расхода сточных вод к входу блока анализа объема сточных вод, сбрасываемых в окружающую среду;17. Connection of the output of the block of probabilistic analysis of the accumulated flow of wastewater to the input of the block of analysis of the volume of wastewater discharged into the environment;
18. Дополнительное снабжение модуля контрольно-измерительных приборов датчиком уровня воды, установленным на подводящем трубопроводе;18. Additional supply of the instrumentation module with a water level sensor installed on the supply pipe;
19. Дополнительное снабжение модуля контрольно-измерительных приборов датчиком уровня воды, установленным в приемном резервуаре, снабженными устройствами записи данных и каналами связи;19. Additional supply of the instrumentation module with a water level sensor installed in the receiving tank, equipped with data recording devices and communication channels;
20. Дополнительное снабжение модуля перекачки воды запорно-регулирующим устройством с исполнительным органом, установленным на подводящем трубопроводе между датчиком уровня воды, установленным на подводящем трубопроводе, и приемным резервуаром;20. Additional supply of the water pumping module with a locking-regulating device with an actuator installed on the inlet pipe between the water level sensor installed on the inlet pipe and the receiving tank;
21. Дополнительное снабжение модуля перекачки воды устройством управления, снабженным каналом связи;21. Additional supply of the water pumping module with a control device equipped with a communication channel;
22. Выполнение блока вероятностного анализа накопительного расхода сточных вод с возможностью определения функции плотности вероятности накопительного расхода Qнакоп=Qприт-Qкнс, где, Qприт, Qкнс - расход водопритока и суммарная подача насосов;22. Execution unit probabilistic analysis cumulative flow of wastewater to determine the cumulative probability density function flow Q = Q accumulation attraction CND -Q where, Q attraction, Q CND - total water production rate and feed pumps;
23. Выполнение блока анализа водопритока с возможностью определения графика водопритока, поступающего в подводящий трубопровод перед приемным резервуаром;23. The implementation of the block analysis of water inflow with the ability to determine the schedule of water inflow entering the supply pipe in front of the receiving tank;
24. Выполнение блока анализа водопритока с возможностью определения корреляционной зависимости между продолжительностью подтопления подводящего трубопровода и накопительным расходом Qнакоп сточных вод;24. Analyzing water production unit to determine correlation between the duration of flooding and metering line cumulative flow rate Q accumulation of wastewater;
25. Подключение выхода устройства записи данных датчика уровня воды, установленного в приемном резервуаре, при помощи каналов связи к входу устройства управления;25. Connecting the output of the data recording device of the water level sensor installed in the receiving tank, using communication channels to the input of the control device;
26. Подключение выхода устройства записи данных датчика уровня воды, установленного в приемном резервуаре, при помощи каналов связи к входу блока анализа водопритока;26. Connecting the output of the data recording device of the water level sensor installed in the receiving tank, using communication channels to the input of the water inflow analysis unit;
27. Подключение выхода устройства управления к входу исполнительного органа запорно-регулирующего устройства;27. Connecting the output of the control device to the input of the executive body of the locking-regulating device;
28. Выполнение устройства управления с возможностью формирования сигналов управления на исполнительный орган запорно-регулирующего устройства;28. The implementation of the control device with the possibility of generating control signals to the executive body of the locking and regulating device;
29. Подключение при помощи канала связи выхода блока ввода объемов приемного резервуара к входу блока анализа откачки воды из приемного резервуара;29. Connection via the communication channel of the output of the input unit of the volume of the receiving tank to the input of the analysis unit for pumping water from the receiving tank;
30. Подключение при помощи канала связи выходов устройств записи данных, по меньшей мере, двух датчиков подачи насоса к входу блока анализа откачки воды из приемного резервуара;30. Connection via the communication channel of the outputs of the data recording devices of at least two sensors of the pump supply to the input of the analysis unit for pumping water from the receiving tank;
31. Подключение при помощи канала связи выходов устройств двух датчиков давления к входу блока анализа откачки воды из приемного резервуара;31. Connection using the communication channel of the outputs of the devices of two pressure sensors to the input of the analysis unit for pumping water from the receiving tank;
32. Подключение при помощи канала связи выхода измерителя потребляемой мощности к входу блока анализа откачки воды из приемного резервуара;32. Connection using the communication channel of the output of the power consumption meter to the input of the analysis unit for pumping water from the receiving tank;
33. Подключение при помощи канала связи выхода устройства записи данных датчика уровня воды, установленного на подводящем трубопроводе, к входу блока анализа водопритока;33. Connection via the communication channel of the output of the data recording device of the water level sensor installed on the inlet pipe to the input of the water inflow analysis unit;
34. Подключение при помощи канала связи выхода блока ввода геометрических характеристик приемного резервуара к входу блока анализа водопритока;34. Connection via the communication channel of the output of the input unit of the geometric characteristics of the receiving tank to the input of the water analysis block;
35. Подключение при помощи канала связи выхода блока ввода гидравлических характеристик подводящего трубопровода к входу блока анализа водопритока;35. Connection by means of a communication channel of the output of the input block of the hydraulic characteristics of the supply pipe to the input of the water inflow analysis unit;
36. Подключение при помощи канала связи выхода устройства записи данных блока анализа откачки воды из приемного резервуара к входу блока анализа водопритока;36. Connection by means of a communication channel of the output of the data recorder of the analysis unit for pumping water from the receiving tank to the input of the analysis unit for water inflow;
37. Выполнение блока ввода геометрических характеристик приемного резервуара с возможностью ввода средней площади поперечного сечения приемного резервуара;37. The implementation of the input unit of the geometric characteristics of the receiving tank with the ability to enter the average cross-sectional area of the receiving tank;
38. Выполнение блока ввода гидравлических характеристик подводящего трубопровода с возможностью ввода зависимости объема воды в подводящем трубопроводе от уровня воды в нем.38. The implementation of the input block hydraulic characteristics of the supply pipe with the ability to enter the dependence of the volume of water in the supply pipe from the water level in it.
По сведениям, имеющимся у авторов, отличительные признаки №1, 2, 19, 21, 25, 27, 29 в технической литературе известны, а остальные - нет, что отвечает условию патентоспособности «новизна».According to the information available to the authors, the distinguishing features No. 1, 2, 19, 21, 25, 27, 29 are known in the technical literature, and the rest are not, which meets the condition of patentability “novelty”.
Совместное применение в заявляемом устройстве указанных отличительных признаков позволяет получить положительный эффект, заключающийся в том, что повышается надежность системы до уровня, при котором в условиях превышения притока воды над суммой подач насосов:The combined use in the inventive device of these distinguishing features allows you to get a positive effect, namely, that the reliability of the system is increased to a level at which, in case of excess water flow over the sum of the pump flows:
- приемный резервуар и насосы будут защищены от подтопления, поскольку наличие отличительных признаков №18-21, 25, 27, 28 позволяет ограничить за счет прикрывания запорно-регулирующего устройства поступление в приемный резервуар притока воды, по расходу превышающего сумму подач насосов;- the receiving tank and pumps will be protected from flooding, since the presence of distinctive features No. 18-21, 25, 27, 28 allows you to limit the flow of water into the receiving tank by covering more than the sum of the pump flows by covering the shut-off and regulating device;
- сохранится возможность определения расхода сточных вод, поступающих в систему, поскольку наличие отличительных признаков №1-7, 26, 29-36 позволяет обеспечить диагностику расхода воды (определения графика притока) в условиях, когда его поступление в приемный резервуар регулируется запорно-регулирующим устройством;- it will remain possible to determine the flow rate of wastewater entering the system, since the presence of distinctive features No. 1-7, 26, 29-36 allows for the diagnosis of water flow (determine the flow schedule) in conditions when its flow into the receiving tank is controlled by a shut-off and control device ;
- появляется возможность оценить объем сбрасываемых в окружающую среду сточных вод, поскольку наличие отличительных признаков №7-17, 22-24 позволяет обеспечить оценку объема сбрасываемых в окружающую среду сточных вод.- it becomes possible to estimate the volume of wastewater discharged into the environment, since the presence of distinctive features No. 7-17, 22-24 allows us to provide an estimate of the volume of wastewater discharged into the environment.
Полученный эффект (повышение надежности) является техническим в соответствии с Национальный стандартом Российской Федерации «Надежность в технике. Термины и определения» IEC 60050 (191): 1990-12.The effect obtained (increased reliability) is technical in accordance with the National standard of the Russian Federation “Reliability in technology. Terms and definitions ”IEC 60050 (191): 1990-12.
Предлагаемая авторами система отличается от прототипа конструктивно.The system proposed by the authors is structurally different from the prototype.
На фиг. 1 представлена схема системы оценки сбросов сточных вод в окружающую среду, на фиг. 2 - пример построения графика водопритока, на фиг. 3 - пример результата анализа фактических данных, в результате которого получена корреляционную зависимость между продолжительностью подтопления подводящего трубопровода и накопительным расходом сточных вод, на фиг. 4 - пример результатов вероятностного анализа водопритока в виде функции плотности распределения водопритока ƒQ(Qприт), на фиг. 5 - пример результатов вероятностного анализа водопритока в виде функции плотности распределения суммарной подачи насосов ƒQ(Qкнс), на фиг. 6 - пример результатов вероятностного анализа накопительного расхода сточных вод, на фиг. 7 - пример результатов анализа объема сточных вод, сбрасываемого в окружающую среду.In FIG. 1 is a diagram of a system for estimating wastewater discharges into the environment; FIG. 2 - an example of plotting water inflow, in FIG. 3 - an example of the result of the analysis of actual data, as a result of which a correlation between the duration of the flooding of the supply pipe and the cumulative flow rate of wastewater is obtained, FIG. 4 - an example of the results of a probabilistic analysis of water inflow in the form of a function of the density of distribution of water inflow ƒ Q (Q pr ), in FIG. 5 is an example of the results of a probabilistic analysis of water inflow as a function of the distribution density of the total pump supply подачи Q (Q KNS ), in FIG. 6 - an example of the results of a probabilistic analysis of the cumulative flow rate of wastewater, in FIG. 7 is an example of an analysis of the volume of wastewater discharged into the environment.
Устройство содержит (см. фиг. 1):The device contains (see. Fig. 1):
1. Модуль перекачки воды, содержащий:1. A water pumping unit, comprising:
- по меньшей мере, два насоса 1 и 2 с всасывающими 3, 4 и напорными 5, 6 трубопроводами, приемный резервуар 7 с подводящим трубопроводом 8, при этом всасывающие 3 и 4 трубопроводы, по меньшей мере, двух насосов 1, 2 соединены с приемным резервуаром 7;- at least two
- запорно-регулирующее устройство 9 с исполнительным органом 10, устройство управления 11, снабженное каналом связи 12, выполненное с возможностью формирования сигналов управления на исполнительный орган 10 запорно-регулирующего устройства 9;- locking and regulating device 9 with an
2. Модуль контрольно-измерительных приборов, содержащий:2. A module for instrumentation, comprising:
- или, по меньшей мере, два датчика 13 и 14 подачи насоса, и/или, по меньшей мере, два датчика 15, 16 давления, установленные на напорных 5, 6 трубопроводах и/или измеритель 17 потребляемой мощности;- or at least two
- датчик 18 уровня воды, установленный на подводящем трубопроводе 8, и датчик 19 уровня воды, установленный в приемном резервуаре 7, при этом все датчики 13-16, 18-19 и измеритель 17 потребляемой мощности снабжены устройствами 20 записи данных и каналами связи 21.- a
При этом, датчики 13 и 14 подачи насоса выполнены с возможностью измерения подачи каждого насоса, а измеритель 17 потребляемой мощности - с возможностью измерения силы тока и/или потребляемой мощности каждого насоса.At the same time, the
3. Модуль анализа диагностируемых параметров, содержащий:3. A module for analyzing diagnosed parameters, comprising:
- блок 22 ввода геометрических характеристик приемного резервуара, снабженный каналом связи 23;-
- блок 24 анализа откачки воды из приемного резервуара, снабженный устройством записи данных 25 и каналом связи 26;-
- блок 27 анализа водопритока;-
- блок 28 ввода объемов приемного резервуара с каналом связи 29;-
- блок 30 ввода гидравлических характеристик подводящего трубопровода, снабженный каналом связи 31;-
- блок 32 вероятностного анализа водопритока, снабженный каналом связи 33;- block 32 of the probabilistic analysis of water inflows, equipped with a
- блок 34 вероятностного анализа суммарной подачи насосов, снабженный каналом связи 35;-
- блок 36 ввода вероятностных и технологических показателей надежности насосов, снабженный каналом связи 37;-
- блок 38 вероятностного анализа накопительного расхода сточных вод, снабженный каналом связи 39;- block 38 of the probabilistic analysis of the cumulative flow of wastewater, equipped with a
- блок 40 анализа объема сточных вод, сбрасываемых в окружающую среду.-
При этом:Wherein:
- запорно-регулирующее устройство 9 с исполнительным органом 10, установлено на подводящем трубопроводе 8 между датчиком 18 уровня воды, установленным на подводящем трубопроводе 8, и приемным резервуаром 7;- a locking and regulating device 9 with an
- выход устройства 20 записи данных датчика 19 уровня воды, установленного в приемном резервуаре 7, при помощи каналов связи 21 подключен к входу устройства управления 11 и входу блока 27 анализа водопритока, выход устройства управления 11 при помощи канала связи 12 - к входу исполнительного органа 10 запорно-регулирующего устройства 9;- the output of the
- устройства 20 записи данных датчиков 13-16 и измерителя 17 потребляемой мощности при помощи каналов связи 21 подключены к входу блока 24 анализа откачки воды из приемного резервуара;-
- устройство записи данных 25 блока 24 анализа откачки воды из приемного резервуара при помощи канала связи 26 подключено к входу блока 27 анализа водопритока;- the
- выход блока 22 ввода геометрических характеристик приемного резервуара при помощи канала связи 23 подключен к входу блока 27 анализа водопритока;- the output of the
- выход блока 28 ввода объемов приемного резервуара при помощи канала связи 29 подключен к входу блока 24 анализа откачки воды из приемного резервуара;- the output of the
- выход блока 30 ввода гидравлических характеристик подводящего трубопровода при помощи канала связи 31 подключен к входу блока 27 анализа водопритока.- the output of the
Кроме того:Besides:
- блок 27 анализа водопритока дополнительно снабжен двумя каналами связи 41 и 42, соединяющих его выход соответственно с входами блока 32 вероятностного анализа водопритока и блока 40 анализа объема сточных вод, сбрасываемых в окружающую среду;-
- выход блока 32 вероятностного анализа водопритока при помощи канала связи 33 подключен к входу блока 38 вероятностного анализа накопительного расхода сточных вод, а выход блока 36 ввода вероятностных и технологических показателей надежности насосов при помощи канала связи 37 подключен к входу блока 34 вероятностного анализа суммарной подачи насосов;- the output of the block 32 of the probabilistic analysis of water inflow using the
- выход блока 34 вероятностного анализа суммарной подачи насосов при помощи канала связи 35 подключен к входу блока 38 вероятностного анализа накопительного расхода сточных вод, выход которого при помощи канала связи 39 подключен к входу блока 40 анализа объема сточных вод, сбрасываемых в окружающую среду;- the output of the
- выход устройства 20 записи данных датчика 18 уровня воды, установленного на подводящем трубопроводе 8, при помощи канала связи 21 подключено к входу блока 27 анализа водопритока.- the output of the
Работа системы проиллюстрирована на примере, когда модуль перекачки воды оборудован двумя (и более) насосами. В соответствии с настоящим изобретением количество насосов может быть разным, но принцип работы системы от этого не меняется.The operation of the system is illustrated by the example when the water pumping module is equipped with two (or more) pumps. In accordance with the present invention, the number of pumps may be different, but the principle of operation of the system does not change from this.
Сточная вода с расходом Qприт, по подводящему трубопроводу 8 при открытом запорно-регулирующем устройстве 9 свободно поступает в приемный резервуар 7, уровень воды в котором начинает подниматься. При достижении первого верхнего уровня, в работу включается один насос (номер 1 или 2). При этом, суммарная подача насосов Qкнс равна подаче работающего насоса. После этого возможны следующие режимы работы модуля перекачки воды.Wastewater with a flow rate of Q prith , through the
Первый режим, когда расход воды Qприт, поступающей в приемный резервуар 7, меньше подачи одного насоса. В этом режиме уровень воды в приемном резервуаре 7 начинает снижаться. При достижении первого минимального уровня насос отключается. Объем воды V1, находящийся в приемном резервуаре 7 между первым минимальным и первым верхним уровнем, вводится через блок 28 ввода объемов приемного резервуара.The first mode, when the flow rate of water Q prit entering the receiving
Второй режим, когда расход воды Qприт, поступающей в приемный резервуар 7, больше подачи одного насоса, но меньше подачи двух параллельно работающих. Во второй режим модуль перекачки воды попадает из первого режима, когда уровень воды в приемном резервуаре 7 продолжает подниматься до второго верхнего уровня. В результате включается в работу второй насос (суммарная подача насосов Qкнс равна сумме подач работающих насосов) и уровень воды в приемном резервуаре 7 начинает снижаться. При достижении второго минимального уровня один насос отключаются, а один продолжает работать. Объем воды V2, находящийся в приемном резервуаре 7 между первым минимальным и вторым верхним уровнем, вводится через блок 28 ввода объемов приемного резервуара.The second mode, when the flow rate of water Q pr , entering the receiving
Третий режим, когда расход воды Qприт, поступающей в приемный резервуар 7, больше подачи двух параллельно работающих - Qкнс. В третий режим модуль перекачки воды попадает из второго режима, когда уровень воды в приемном резервуаре продолжает подниматься до третьего верхнего уровня. Объем воды V3, находящийся в приемном резервуаре 7 между первым минимальным и третьим верхним уровнем, вводится через блок 28 ввода объемов приемного резервуара.The third mode, when the flow rate of water Q prit flowing into the receiving
Информация о повышении уровня через выход устройства 20 записи данных датчика 19 уровня воды, установленного в приемном резервуаре 7, при помощи канала связи 21 поступает к входу устройства управления 11. Для предотвращения затопления модуля перекачки воды из выхода устройства управления 11 при помощи канала связи 12 к входу исполнительного органа 10 запорно-регулирующего устройства 9 поступает команда на прикрытие. В результате:Information about the level increase through the output of the
- уровень воды в приемном резервуаре 7 начнет снижаться;- the water level in the receiving
- уровень воды в подводящим трубопроводом 8 начнет повышаться, поскольку в нем начнет аккумулироваться вода за счет накопительного расхода Qнакоп=Qприт-Qкнс, где, Qприт, Qкнс - расход водопритока и суммарная подача насосов.- the water level in the
В течение всего третьего режима устройство управления 11 путем прикрытия - открытия будет поддерживать уровень воды, например, на третьем верхнем уровне. Система вернется из третьего режима во второй, когда при полностью открытом запорно-регулирующем устройстве 9 уровень воды в приемном резервуаре 7 будет продолжать снижаться.During the entire third mode, the
Перечисленные режимы работы модуля перекачки воды относятся к режимам «старт - стоп». Настоящим изобретением не исключается другой тип режима работы, когда уровень воды в приемном резервуаре 7 поддерживается примерно на одинаковом уровне за счет включения - выключения насосных агрегатов. Это практикуется на больших канализационных насосных станциях, где число насосов значительно больше двух. Но, при этом, третий режим неизбежен при поступлении нерасчетных расходов воды, например, в дождь.The listed operating modes of the water pumping module are related to the “start-stop” modes. The present invention does not exclude another type of operating mode when the water level in the receiving
В целом, в третьем режиме суммарная откачка Qкнс воды насосами будет меньше поступающего расхода Qприт (водопритока). Поэтому ее оценить по суммарной производительности насосов невозможно. Для решения этой задачи включаются в работу модуль контрольно-измерительных приборов и анализа диагностируемых параметров.In general, in the third mode, the total pumping Q QPS of water by the pumps will be less than the incoming flow Q pr (water inflow). Therefore, it is impossible to evaluate it by the total performance of the pumps. To solve this problem, a module of instrumentation and analysis of diagnosed parameters are included in the work.
Датчики 13-19 синхронно (т.е. в одно и то же время) и через один и тот же интервал времени (например, 1 минуту) снимают показания и записывают в устройствах 20 записи данных, где таким образом хранится массив информации. При этом, настоящим изобретением предусматривается возможность двух вариантов применения датчиков 13-17.Sensors 13-19 synchronously (i.e. at the same time) and after the same time interval (for example, 1 minute) take readings and record in
Первый вариант, когда применяется только один тип, т.е. или только датчики 13 и 14 подачи насоса, или, только датчики 15, 16 давления, или только измеритель 17 потребляемой мощности. Этого достаточно, для того, что бы в блоке 24 анализа откачки воды из приемного резервуара, куда информация от датчиков поступает по каналам связи 21, проанализировать и сохранить в устройстве записи данных 25 массив информации, характеризующий график изменения во времени расхода воды (суммарной подачи насосов), откачиваемой из приемного резервуара 7. На фигуре 2 для примера этот график обозначен позицией 43, отражающей изменение расхода Qкнс, тыс. м3/ч.The first option, when only one type is used, i.e. or only
При работе модуля перекачки воды в режиме «старт - стоп» расход откачиваемой воды в первом варианте дополнительно оценивается объемным способом, с учетом объемов приемного резервуара. Информация о (V2, V2, V3 и т.д.) последних поступает в блок 24 анализа откачки воды из приемного резервуара при помощи канала связи 29 из блока 28 ввода объемов приемного резервуара. В этом случае показания датчиков 15, 16 давления, или измерителя 17 потребляемой мощности используются только для фиксации времени начала и окончания откачки воды из приемного резервуара 7. Точность этого способа зависит от режима работы модуля перекачки воды, поскольку расход в этом случае оценивается как среднее значение продолжительности наполнения и откачки приемного резервуара 7. Чем меньше эта продолжительность, тем больше точность оценки.When the water pumping module is in the “start-stop” mode, the flow rate of the pumped water in the first embodiment is additionally estimated in a volumetric manner, taking into account the volumes of the receiving tank. Information about (V 2 , V 2 , V 3 , etc.) of the latter enters the
Второй вариант, когда они применяются одновременно. Это может быть реализовано в системах, на которых они уже установлены для контроля технологических показателей работы. В этом случае повысится надежность системы в целом и точность оценки за счет сопоставления результатов измерений.The second option is when they are applied simultaneously. This can be implemented in systems on which they are already installed to control technological performance indicators. In this case, the reliability of the system as a whole and the accuracy of the assessment will be improved by comparing the measurement results.
К входу блока 27 анализа водопритока поступает следующая информация:The following information is received at the input of
- от устройства 25 записи данных блока 24 анализа откачки воды из приемного резервуара 7 при помощи канала связи 26. Информация представляется в виде графика изменения во времени расхода воды, откачиваемой из приемного резервуара 7, т.е. Qкнс(t);- from the
- от выхода устройства 20 записи данных датчика 19 уровня воды, установленного в приемном резервуаре 7, при помощи канала связи 21. Информация представляется в виде графика изменения во времени уровня воды в приемном резервуаре 7. На фигуре 2 для примера этот график обозначен позицией 44, отражающей изменение уровня Hрез(t), м.в.с.;- from the output of the
- от выхода блока 22 ввода геометрических характеристик приемного резервуара 7 (например, в виде средней площади поперечного сечения) при помощи канала связи 23. Информация представляется в виде константы. По этой причине блок 22 не оборудуется устройством записи данных. Однако, произведение этой константы на значения из массива информации об уровне воды в приемном резервуаре 7, поступающей от выхода устройства 20 записи данных датчика 19 уровня воды, позволяет в блоке 27 анализа водопритока получить информацию в виде графика изменения во времени объема воды в приемном резервуаре 7 (на фигуре 2 не показан);- from the output of the
- от выхода устройства 20 записи данных датчика 18 уровня воды, установленного на подводящем трубопроводе 8, при помощи канала связи 21. На фигуре 2 для примера этот график обозначен позицией 45, отражающей изменение уровня Нкол(t), м.в.с.;- from the output of the
- от выхода блока 30 ввода гидравлических характеристик подводящего трубопровода (например, в виде зависимости объема воды от уровня воды в подводящем трубопроводе) при помощи канала связи 31. Информация представляется в виде функции. По этой причине блок 30 не оборудуется устройством записи данных. Однако, применение этой функции позволяет на основании информации, полученной от датчика 18 уровня воды в подводящем трубопроводе, вычислять объем воды в нем.- from the output of the
Этой информации достаточно, для того что бы в блоке 27 анализа водопритока:This information is enough to ensure that in
1. Определить график водопритока, поступающего в подводящий трубопровод 8 перед приемным резервуаром 7, на основании следующего уравнения баланса воды1. Determine the schedule of water inflow entering the
Qприт(t)=Qкнс(t)+dVрез(t)/dt+dVкол(t)/dt,Q pr (t) = Q kns (t) + dV rez (t) / dt + dV count (t) / dt,
где, dVрез(t)=dHрез(t)*S, S - средняя площадь поперечного сечения приемного резервуара 7, поступающая из блока 22 ввода геометрических характеристик приемного резервуара; dVкол(t)/dt=ƒ1(dHкол(t)), ƒ1 - зависимости объема воды от уровня воды Hкол(t) в подводящем трубопроводе 7, поступающая из блока 30 ввода гидравлических характеристик подводящего трубопровода.where, dV rez (t) = dH rez (t) * S, S is the average cross-sectional area of the receiving
На практике вид и параметры функции dVкол(t)/dt=ƒ1(dHкол(t)) можно определить путем аппроксимации между парами значений dVкол(t)/dt и dHкол(t), полученных в результате гидравлического моделирования совместной работы насосов, приемного резервуара с подводящим трубопроводом. Например, при помощи программы гидравлического расчета систем водоснабжения, канализации и ливневых стоков MIKE URBAN (майк урбан) для одной из систем водоотведения Санкт-Петербурга таким образом получена зависимостьIn practice, the form and parameters of the function dV count (t) / dt = ƒ 1 (dH count (t)) can be determined by approximating between pairs of values of dV count (t) / dt and dH count (t) obtained as a result of hydraulic modeling of the joint operation of pumps, a receiving tank with a supply pipe. For example, using the MIKE URBAN (Mike Urban) program for the hydraulic calculation of water supply, sewage and storm water systems for one of the sewage systems in St. Petersburg, the dependence is thus obtained
dVкол(t)/dt=ƒ1(Hкол(t))=140,06*ln(dHкол(t))+2235,5.dV count (t) / dt = ƒ 1 (H count (t)) = 140.06 * ln (dH count (t)) + 2235.5.
На фигуре 2 для примера полученный график Qприт(t) обозначен позицией 46, отражающий изменение водопритока, тыс. м3/ч;In figure 2, for example, the resulting graph Q pr (t) is indicated by
2. Определить корреляционную зависимость между продолжительностью подтопления подводящего трубопровода и накопительным расходом Qнакоп сточных вод, т.к.:2. Determine the correlation between the duration of flooding and metering line cumulative flow rate Q accumulation wastewater unnecessarily .:
- продолжительность t подтопления подводящего трубопровода 8 возможно определить (используя информацию предыдущего этапа) по продолжительности повышения уровня воды в нем, т.е. когда- the duration t of flooding of the
Hкол(t)>0, если датчик 18 уровня воды, установленный на подводящем трубопроводе 8, установлен в верхней его части,H count (t)> 0, if the
или Hкол(t)>D, если датчик 18 уровня воды, установленный на подводящем трубопроводе 8, установлен в нижней его части, где D - диаметр подводящего трубопровода 8 в месте установки датчика 18 уровня воды;or H count (t)> D if the
- накопительный расход Qнакоп сточных вод возможно определить (используя информацию предыдущего этапа) по формуле Qнакоп=Qприт-Qкнс. В том случае, когда Qнакоп>0 имеет место подтопление подводящего трубопровода 8.- cumulative flow Q accumulation wastewater is possible to determine (using the information in the previous step) according to the formula Q = Q accumulation attraction -Q CND. In the case when Q accumulation > 0, there is flooding of the
На фигуре 3 для примера показан результат анализа фактических данных 47, в результате которого получена корреляционную зависимость 48 по формулеThe figure 3 for example shows the result of the analysis of
t=8/Qнакоп +0.55.t = 8 / Q accumulation +0.55.
В блоке 32 вероятностного анализа водопритока на основании графика водопритока Qприт(t), определенного за длительный период, например, один год, в блоке 27 анализа водопритока и поступающего по каналу связи 41, получаются результаты вероятностного анализа водопритока. Настоящим изобретением допускаются различные варианты предоставления результатов такого анализа. В качестве примера, на фиг. 4 предоставлен вариант, когда он приведен в виде функции плотности распределения водопритока ƒQ(Qприт).In the block 32 of the probabilistic analysis of water inflow on the basis of the graph of the water inflow Q inflow (t), determined over a long period, for example, one year, in the
Дополнительно через блок 36 ввода вероятностных и технологических показателей надежности насосов, вводится требуемая информация. Допустим (для сплошного примера демонстрации работоспособности системы), что для перекачки водопритока, функция плотности распределения которого представлена на фиг. 4, необходима станция с четырьмя насосами первого типа с подачей Qн1 и семью насосами второго типа с подачей Qн2. Тогда в блоке 36 для примера вводится следующая информация;Additionally, through the
1. Вероятностные показатели:1. Probability indicators:
- интенсивность отказов насосов первого типа λ1=0,002, 1/ч;- the failure rate of the pumps of the first type λ 1 = 0.002, 1 / h;
- интенсивность отказов насосов второго типа λ2=0,001666667, 1/ч;- the failure rate of the pumps of the second type λ 2 = 0,001666667, 1 / h;
- интенсивность восстановления насосов первого типа µ1=0,001538, 1/ч;- the recovery rate of the pumps of the first type µ 1 = 0.001538, 1 / h;
- интенсивность восстановления насосов второго типа µ2=0,001429, 1/ч.- the recovery rate of the pumps of the second type µ 2 = 0.001429, 1 / h.
2. Технологические показатели:2. Technological indicators:
- подача насосов первого типа Qн1=7,5, тыс. м3/ч;- supply of pumps of the first type Q n1 = 7.5, thousand m 3 / h;
- подача насосов второго типа Qн1=17, тыс. м3/ч.- supply of pumps of the second type Q n1 = 17, thousand m 3 / h.
Эта информация по каналу связи 37 поступают в блок 34 вероятностного анализа суммарной подачи насосов, в котором выполняется анализ вероятностей суммарной подачи насосов. Настоящим изобретением предусматривается возможность применения различных методов расчета для проведения заявленного анализа. Для примера, на фиг. 5 представлен результат, выполненный путем решения системы дифференциальных уравнений Колмогорова, описывающей процесс изменения состояний насосов, и представленный в виде функции плотности распределения суммарной подачи насосов ƒQ(Qкнс).This information is transmitted via the
В результате, в блок 38 вероятностного анализа накопительного расхода сточных вод поступает следующая информация:As a result, the following information is received in
- из блока 32 вероятностного анализа водопритока результаты анализа водопритока, например, в виде функции плотности распределения водопритока ƒQ(Qприт), представленной на фиг. 4;- from the block 32 of the probabilistic analysis of water inflow, the results of the analysis of water inflow, for example, in the form of a function of the density of distribution of water inflow ƒ Q (Q prit ), presented in FIG. four;
- из блока 34 вероятностного анализа суммарной подачи насосов результаты анализа суммарной подачи, например, в виде функции плотности распределения суммарной подачи насосов ƒQ(Qкнс), представленной на фиг. 5.- from the
Этой информации достаточно для того, что бы в блоке 38 вероятностного анализа накопительного расхода сточных вод выполнить вероятностный анализ разницы двух случайных величин - Qприт и Qкнс, и получить ее, например, в виде функции плотности распределения ƒQ(Qнакоп) накопительного расхода Qнакоп. Для примера, на фиг. 6 представлен результат такого анализа.This information is sufficient to enable , in
В блок 40 анализа объема сточных вод, сбрасываемых в окружающую среду, поступает следующая информация:In
- из блока 38 вероятностного анализа накопительного расхода сточных вод результаты анализа накопительного расхода, например, в виде функции плотности распределения накопительного расхода ƒQ(Qнакоп), представленной на фиг. 6;- from the
- из блока 27 анализа водопритока результаты анализа корреляционной зависимости между продолжительностью подтопления подводящего трубопровода 8 и накопительным расходом Qнакоп сточных вод, представленной на фиг. 3.- from
Этой информации достаточно для того, что бы в блоке 40 анализа объема сточных вод, сбрасываемых в окружающую среду, выполнить:This information is sufficient to ensure that in
- оценку зависимости общей продолжительности Т эксплуатации системы в году (или другой требуемый период), когда Qнакоп>0, от Qнакоп. Результаты такой оценки представлены на фигуре 7 позицией 48;- an assessment of the dependence of the total duration T of system operation in a year (or another required period), when Q accumulation > 0, from Q accumulation . The results of this assessment are presented in figure 7 at 48;
- оценку зависимости количества случаев N в году (или другой требуемый период), когда Qнакоп>0, от Qнакоп. Результаты такой оценки представлены на фигуре 7 позицией 49. При этом, для оценки использована корреляционная зависимость между продолжительностью подтопления подводящего трубопровода 8 и накопительным расходом Qнакоп, обозначенная позицией 50;- an assessment of the dependence of the number of cases N in a year (or other required period), when Q accumulation > 0, from Q accumulation . The results of such an assessment are presented in figure 7 by 49. In this case, a correlation was used between the duration of underflooding of the
- оценку интегрального объема V сточных вод, сбрасываемых в окружающую среду за год (или другой требуемый период). Результаты такой оценки в виде доли (в %) от общего годового объема стока представлены на фигуре 7 позицией 51.- assessment of the integral volume V of wastewater discharged into the environment for the year (or other required period). The results of this assessment in the form of a fraction (in%) of the total annual flow volume are presented in figure 7 by 51.
Таким образом, предлагаемая система соответствует критерию «промышленная применимость».Thus, the proposed system meets the criterion of "industrial applicability".
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015119719/28A RU2599331C1 (en) | 2015-05-25 | 2015-05-25 | System for assessing wastewaters discharges into environment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015119719/28A RU2599331C1 (en) | 2015-05-25 | 2015-05-25 | System for assessing wastewaters discharges into environment |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2599331C1 true RU2599331C1 (en) | 2016-10-10 |
Family
ID=57127704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015119719/28A RU2599331C1 (en) | 2015-05-25 | 2015-05-25 | System for assessing wastewaters discharges into environment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2599331C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110442964A (en) * | 2019-08-02 | 2019-11-12 | 东莞市水利勘测设计院有限公司 | A kind of pipeline data processing method |
| CN114818211A (en) * | 2022-04-12 | 2022-07-29 | 长江生态环保集团有限公司 | MIKE + based quantitative simulation technical method for constructing sewage collection system |
| RU2802098C1 (en) * | 2023-05-30 | 2023-08-22 | Общество с ограниченной ответственностью "ЯМЯ-ИНЖИНИРИНГ" | Ship sewage pumping plant |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU18769U1 (en) * | 2001-04-24 | 2001-07-10 | Шафрановский Михаил Наумович | DEVICE FOR MEASURING VOLUME FLOW OF A LIQUID IN OPEN CHANNELS AND TAP-FREE PIPELINES |
| RU62668U1 (en) * | 2006-04-10 | 2007-04-27 | Государственное Унитарное Предприятие "Водоканал Санкт-Петербурга" | ENERGY CONSUMPTION MANAGEMENT SYSTEM OF MUNICIPAL PUMP STATIONS |
| RU94291U1 (en) * | 2009-12-15 | 2010-05-20 | Государственное Унитарное Предприятие "Водоканал Санкт-Петербурга" | ENERGY CONSUMPTION MANAGEMENT SYSTEM DURING OPERATION OF SEWER PUMP STATIONS (SPS) |
-
2015
- 2015-05-25 RU RU2015119719/28A patent/RU2599331C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU18769U1 (en) * | 2001-04-24 | 2001-07-10 | Шафрановский Михаил Наумович | DEVICE FOR MEASURING VOLUME FLOW OF A LIQUID IN OPEN CHANNELS AND TAP-FREE PIPELINES |
| RU62668U1 (en) * | 2006-04-10 | 2007-04-27 | Государственное Унитарное Предприятие "Водоканал Санкт-Петербурга" | ENERGY CONSUMPTION MANAGEMENT SYSTEM OF MUNICIPAL PUMP STATIONS |
| RU94291U1 (en) * | 2009-12-15 | 2010-05-20 | Государственное Унитарное Предприятие "Водоканал Санкт-Петербурга" | ENERGY CONSUMPTION MANAGEMENT SYSTEM DURING OPERATION OF SEWER PUMP STATIONS (SPS) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110442964A (en) * | 2019-08-02 | 2019-11-12 | 东莞市水利勘测设计院有限公司 | A kind of pipeline data processing method |
| CN114818211A (en) * | 2022-04-12 | 2022-07-29 | 长江生态环保集团有限公司 | MIKE + based quantitative simulation technical method for constructing sewage collection system |
| CN114818211B (en) * | 2022-04-12 | 2024-05-10 | 长江生态环保集团有限公司 | Quantitative simulation technical method for constructing sewage collection system based on MIKE + |
| RU2802098C1 (en) * | 2023-05-30 | 2023-08-22 | Общество с ограниченной ответственностью "ЯМЯ-ИНЖИНИРИНГ" | Ship sewage pumping plant |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU94291U1 (en) | ENERGY CONSUMPTION MANAGEMENT SYSTEM DURING OPERATION OF SEWER PUMP STATIONS (SPS) | |
| KR101146207B1 (en) | Waterworks compact management system and method thereof | |
| KR101105192B1 (en) | Method for selecting section of water leakage suspicion by water network analysis and water supply integrated management operating system with function thereof | |
| Tabesh | Implications of the pressure dependency of outflows of data management, mathematical modelling and reliability assessment of water distribution systems. | |
| Stokes et al. | Water loss control using pressure management: Life-cycle energy and air emission effects | |
| Cunha et al. | A comprehensive water balance methodology for collective irrigation systems | |
| RU2599331C1 (en) | System for assessing wastewaters discharges into environment | |
| KR101631188B1 (en) | Sewage management system and method using sewage facility information | |
| RU2592611C2 (en) | System for evaluating balance of feed and discharge of water of megapolis | |
| JP3839361B2 (en) | Rainwater runoff coefficient prediction method, rainwater inflow prediction method, rainwater runoff coefficient prediction program, and rainwater inflow forecast program | |
| AU2002254665B2 (en) | Flow transport analysis method and system | |
| TWM607552U (en) | Intelligent monitoring and control system for sewage | |
| RU2596029C2 (en) | Water inflow diagnostic system | |
| RU2557349C1 (en) | System of diagnostic of water flowrate | |
| RU2606039C1 (en) | System for estimation and forecast of discharges of waste water | |
| CN111727361B (en) | Building type classification | |
| KR101703809B1 (en) | Discharge estimation method for ungauged basin using known discharge transfer | |
| JP4690970B2 (en) | Rainwater drainage pump system | |
| CN113792367B (en) | PySWMM-based drainage system multi-source inflow infiltration and outflow dynamic estimation method | |
| AU2002254665A1 (en) | Flow transport analysis method and system | |
| RU2560831C2 (en) | System for determining and assuring parameters of reliability and regular supply of water supply and water discharge networks | |
| JP4439831B2 (en) | Water quality improvement control device for combined sewerage treatment facilities | |
| RU2637527C1 (en) | System of water inflow estimation | |
| RU2726919C1 (en) | System for rapid diagnosis of water influx | |
| Panasiuk et al. | The feasibility of using flap gates as constriction flow meters for estimating sanitary sewer overflows (SSO) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180526 |