Якутский «Водоканал». Опыт использования преобразователей частоты Веспер

Когда бортпроводница объявила: “Через несколько минут наш самолет приземлится в аэропорту города Якутска, температура воздуха в Якутске минус 25 градусов”, - мы в ужасе подумали: “Нет, это, наверное, ошибка! Как это может быть минус 25?”. Нам, жителям средней европейской полосы России, вылетевшим из Шереметьево при плюс 10 градусах (ноябрь месяц), такое и представить сложно, а тут нужно испытать это на себе, и притом - через несколько минут...

Бортпроводница не ошиблась. Удар морозного воздуха по легким оказался довольно чувствительным.

В аэропорту нас встречал главный энергетик Якутского “Водоканала” Спиридонов Ким Егорович. Радостно улыбаясь и не скрывая, что - 25ОС - для него ничто, спросил: “Как долетели? Это еще не мороз. Вот завтра обещают минус 37 ...”.

По дороге из аэропорта слушаем рассказ Кима Егоровича и напряженно всматриваемся в улицы и дома Якутска, пытаясь понять и познать, как же все-таки здесь живут люди. Наряду с одно- и двухэтажными бревенчатыми домиками, построенными еще, наверное, в позапрошлом веке - фешенебельные здания банков, офисов, магазинов и многоэтажных жилых домов. Все строения на сваях: вечная мерзлота. Везде снег и свисающие гроздьями огромные снежно-ледяные сосульки.

- А сколько в Якутске жителей?

- Да уже больше трехсот тысяч.

Водитель “Водоканала”, Георгий, молодой парень, лет 20-ти:

- А я из Оймякона. Вот приехал в город, на заработки. Для меня мороз в 40 градусов - вообще ерунда. У нас там до минус 60-ти доходит. (У нас побежали мурашки по коже!). Занимаемся там скотоводством - лошадей выращиваем.

Приехав в “Водоканал”, первым делом знакомимся с руководством. Генеральный директор Жестков Николай Васильевич - открытое мужественное лицо, вызывающее расположение и симпатию:

- Конечно, покажем, что тут “Веспер” сделал. И расскажем все. Вот наш главный инженер Варфоломеев Георгий Романович и мой заместитель Диденко Сергей Александрович все подробности помнят.

Частотный преобразователь мощностью 630 кВт установлен здесь же, на территории “Водоканала”, на железных сваях, на высоте трех метров над землей. Подходя к нему, слышим ровный гул вентиляторов системы охлаждения и силовых трансформаторов, что создает ощущение спокойной мощи и силы.

Диденко С.А.: - Вот это он и есть, наш частотный преобразователь, который гонит воду на весь город и одновременно экономит нам электроэнергию.

Поднимаемся по железному трапу наверх и заходим в центральный отсек частотного преобразователя, где располагаются его “мозг и сердце” - сам низковольтный преобразователь частоты и его процессорная часть. Внутри шум еще сильнее - работает ШИМ. Разговаривать приходится громко. Светится дисплей, горят индикаторы и показывают текущие параметры приборы. Чисто, тепло, на стене градусник показывает плюс 30?. Смотрим на показания стрелочного амперметра выходного тока: 950 А. (Жуть!).

В разговор вступает главный энергетик Спиридонов К.Е.:

Спиридонов К.Е.: - Двигатели, которыми управляет частотный преобразователь, высоковольтные, напряжением 6 кВ. Электропитание берет от нашей подстанции, тоже 6 кВ, понижает его с помощью трансформатора до 380 В, преобразовывает частоту, и затем повышает с помощью повышающего трансформатора до рабочего напряжения двигателей. Управлять одновременно может любым одним или любыми двумя двигателями из имеющихся пяти. Для коммутации двигателей имеется еще одно модульное здание с высоковольтными ячейками.

- А как вы все это доставляли сюда в Якутск?

Варфоломеев Г.Р.: До Тынды везли поездом на железнодорожной платформе, потом на грузовых автомашинах. Железная дорога ведь к Якутску пока не проложена.

Проходим по парапету в соседнее модульное здание. Собственно здание состоит из ряда высоковольтных ячеек в рост человека, закрытых сверху крышей и стенами с теплоизоляцией.

Диденко С.А.: - Коммутация (переключение) двигателей производятся вручную. Ячейки коммутации не автоматические. На этапе согласования проекта мы долго выбирали схему и алгоритм управления, и остановились на ручном переключении. Во-первых, это дешевле. Во-вторых, - надежнее. В-третьих, необходимости в мгновенном переключении с одного двигателя на другой нет. Останавливаем работающий двигатель с насосом. Дежурный электрик производит переключение двигателей, затем машинист-оператор вновь запускает подключенные новые двигатели с насосами в подающий коллектор.

Задача частотного преобразователя - плавно разогнать насосы и держать в автоматическом режиме давление в магистрали на заданном уровне.

Дальше идем через машинный зал со старыми высоковольтными ячейками в операторную. А в операторной - как в центре управления полетами: огромный щит управления, на который выведены все органы управления и индикации всей системы. И опять горят лампочки, дрожат стрелки измерительных приборов. Отдельный щит - частотного преобразователя. На столе у машиниста-оператора инструкции, что делать в каждом случае штатной и нештатной ситуации. Но, поразительное дело, двигателей почти не слышно, хотя они расположены в соседнем зале за смотровым окном!

Варфоломеев Г.Р.: - Мы сами были приятно удивлены, когда увидели, как работает частотный преобразователь. Двигатели работают тихо. Потом мы поняли, почему: задвижки при работе преобразователя открыты полностью, и они не создают гидравлического сопротивления потоку воды. А этот щит - в ведении нашей службы КИПиА.

Знакомимся: руководитель подразделения КИПиА Жаров Николай Васильевич:

- Этот щит автоматики в операторной мы собрали своими руками. Пришлось кое-где применить смекалку и выдумку. Когда был установлен частотный преобразователь и производился его запуск, щит был доработан по рекомендациям специалистов фирмы “Веспер”. В частности, оказалось, что можно дистанционно регулировать задание давления в водопроводной сети. Здесь установлен переключатель на четыре положения. Оператор выбирает то задание давления, которое нужно в данный момент времени. При этом, давление будет поддерживаться постоянным на заданном уровне вне зависимости от разбора воды. Установлен еще один стрелочный прибор, показывающий выходную частоту преобразователя. Эта величина косвенно говорит о загрузке насосов или о разборе воды в каждый момент времени.

Машинист-оператор Марина: - Когда установили частотный преобразователь, то нам и делать стало нечего. Только следим за уровнем воды в резервуаре и переключаем задание давления, но это редко. А раньше нам приходилось постоянно крутить задвижки, чтобы давление держать.

Вопрос к Варфоломееву Г.Р.: - И какую же экономию электроэнергии приносит вам частотный преобразователь?

Варфоломеев Г.Р.: - Средняя экономия электроэнергии за первый год эксплуатации составила примерно 23 %.

- А сколько лет эксплуатируется частотный преобразователь?

Варфоломеев Г.Р.: - Да уже четвертый год он работает. Так что, получается, он скоро себя окупит.

Вопрос к Диденко С.А.: - Сергей Александрович, а откуда берется вода?

Диденко С.А.: - Воду берем из Лены. Там имеются водозаборные узлы с насосами. Далее вода подается к нам в накопительные емкости. Видели во дворе два огромных резервуара? Так вот, это и есть наши емкости. За уровнем воды в них тоже нужно следить. Пока следят диспетчеры и машинисты-операторы. В будущем, возможно, тоже оснастим все насосы водозабора частотными преобразователями, чтобы процесс поддержания уровня в емкостях тоже был автоматизирован. Из емкостей вода забирается нашими насосами и подается на город.

Когда частотный преобразователь был установлен и заработал, оказалось, что мы имеем инструмент для плавного и точного поддержания давления воды в городской магистрали, в самой дальней его точке. Служба контроля предъявляла нам претензии, что мы не выдерживаем заданное давление в дальних точках города, что оно постоянно прыгает. Так вот, теперь мы имеем возможность наглядно доказать, что давление мы держим.

- Сергей Александрович, так получается, что “Водоканал” - это одна из самых важных служб в городе? А случаются ли аварии трубопроводов?

Диденко С.А.: - А как Вы думали! От нас зависит нормальная жизнь в городе. Аварии случаются. Для их устранения приходится совершать почти героические действия. Вы поймите, мы работаем в условиях морозов, причем морозов очень сильных. И мы не считаемся с затратами времени и сил, потому что аварию нужно устранить. А представьте разрытую траншею, из которой хлещет вода, а температура воздуха минус 40ОС И техника и люди в этих суровых условиях работают.

- Сергей Александрович, а как показал себя в этих условиях частотный преобразователь фирмы “Веспер”?

Диденко С.А.: - Ну что, нормально показал. Правда, в самом начале у фирмы “Веспер” не получилось его запустить в срок, из-за чего нам урезали финансирование. Возникли проблемы, с которыми фирма столкнулась, может быть, впервые. Появились резонансные явления в высоковольтной цепи электродвигателей. Из-за этого были пробои высоковольтных кабелей, коронные разряды в двигателях. На устранение этого, конечно, требовалось время. Но фирма решила все эти проблемы. Честь им и хвала. Мы на них не обижаемся. Да, подвели они нас, но что теперь старое вспоминать... Зато теперь мы видим, что в “Веспере” есть высокий технический и производственный потенциал. И готовы дальше с ними работать.

- А как Якутские морозы влияют на частотный преобразователь?

Диденко С.А.: - Да никак не влияют. Работает нормально. Там, в частотном преобразователе, ведь все продумано. Если он стоял выключенный, допустим, по причине отсутствия электропитания, то, прежде чем ввести его в работу, включается система предпускового подогрева. Когда она нагреет не только воздух в отсеке, но и прогреет все оборудование, только тогда дается разрешение на пуск двигателя. А модульное здание спроектировано так, что термоизоляция не позволяет теплу выходить наружу. Но в процессе работы все-таки возникает необходимость отвода лишнего тепла. Это делается, опять же, автоматически другой системой - приточно-вытяжной вентиляции, которая управляется другим, маленьким, частотным преобразователем, смонтированным внутри: интенсивность притока-оттока воздуха зависит от нагрузки на двигатель. И, если на улице температура упала, скажем, до минус 500, то система может вообще закрыть обратный клапан приточного вентилятора, и переохлаждения не произойдет.

Спиридонов К.Е.: - В общем, мы частотным преобразователем довольны. Для нас это дело было новое, необычное. Но, как оказалось, - и полезное. Я вот завтра на неделю на охоту собираюсь, в тайгу. Еду со спокойной душой, потому что знаю: вода на город подаваться будет.

Диденко С.А.: - А хотите прокатиться на другой берег Лены? Покажу Вам настоящий таежный поселок Нижний Бестях.

Мы подумали: “А почему бы и нет? Ведь не каждый день в Якутске бываем”.

Походив из одного помещения в другое, про себя отметили одну бытовую особенность, зачастую отсутствующую в нашей европейской части страны: несмотря на 30-градусный мороз на улице, в помещении все равно плюс 25ОС, и батареи отопления исправны и работают везде!

Диденко С.А.: - Старое русло реки Лены имеет ширину 18 километров. Сейчас река, конечно, стала уже, появилось много островов. Когда-то я в этом поселке строил водопровод протяженностью 90 километров в составе Волгоградской строительной организации. Мотался из Волгограда в Якутск и обратно по несколько раз в месяц. Тогда и познакомился с Жестковым, он был тогда главным инженером “Водоканала”. Потом и вовсе переехал в Якутск.

- Сергей Александрович, не жалеете?

Диденко С.А.: - Нисколько. Вообще-то я родом с Кубани, потомственный кубанский казак. - Черные густые усы и лукавый прищур смеющихся глаз подтверждали его слова. - Но посмотрите, какая здесь природа! Питьевая вода, добываемая нашим “Водоканалом” с глубины вечной мерзлоты 200 метров, имеет параметры, приближенные к мировым стандартам чистоты. А какая здесь рыба! Такой больше нигде нет. А вы были в нашем краеведческом музее? Обязательно сходите.

Уже садилось солнце. Мы ехали с Сергеем Александровичем в его “Соболе” по дороге, проложенной среди громадных замерзших ледяных торосов реки Лены. Позади уже горели вечерние огни большого города, выделялась своими трубами, устремленными ввысь, Якутская ТЭЦ. Впереди виднелся высокий обрывистый правый берег реки с таежным лесом, и где-то там притаился маленький поселок. И думали: “Вот ведь как, и здесь живет человек! И считает этот суровый край самым лучшим”.

Мы решили остаться еще на один день и посетить местный краеведческий музей, даже, несмотря на мороз в минус 35 градусов. Впечатление потрясающее! Чего стоит один скелет мамонта, настоящий, найденный в вечной мерзлоте! Но это уже другая история.