Propozycja obniżenia kosztów energii zużywanej do pracy pomp wodociągowych

• Autorzy: Hołota Ewa

Identyfikatory

DOI

10.15199/17.2022.4.2

Warianty tytułu

EN

Proposal of reducing the energy cost used to operate water pumps

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zadaniem przedsiębiorstw wodociągowych jest dostarczenie wody o odpowiedniej jakości, w odpowiedniej ilości i pod odpowiednim ciśnieniem wszystkim odbiorcom. Jest to proces złożony i jednocześnie kosztochłonny. Przedsiębiorstwa wodociągowe dążą do ciągłego podnoszenia efektywności działania systemów zaopatrzenia w wodę przy jednoczesnym ograniczaniu kosztów eksploatacji. W niniejszym artykule przedstawiono możliwość zmniejszenia kosztów energii elektrycznej zużywanej do zasilania pomp wodociągowych w rzeczywistej sieci wodociągowej. Przeanalizowano 2 scenariusze, które opisują kolejne działania podejmowane w celu obniżenia tych kosztów. Pierwszy zakłada manualną zmianę parametrów pracy pomp i zastosowanie zaworów redukujących ciśnienie, natomiast drugi wykorzystuje oprogramowane WaterGEMS firmy Bentley do przeprowadzenia optymalizacji kosztów energii elektrycznej związanej z pracą pomp wodociągowych. Uzyskane wyniki dowodzą, że zmniejszenie ciśnienia w sieci wodociągowej i odpowiednia regulacja pomp wodociągowych przyczynia się do zmniejszenia kosztów energii elektrycznej niezbędnej do zasilania pomp.

EN

The task of water supply companies is to provide water of proper quality, in the right amount and under the right pressure, to all recipients. That is a complex and cost-intensive process. Water companies strive to constantly increase the efficiency of water supply systems while reducing operating costs. The article presents the possibility of reducing the cost of electricity used to run water pumps in a real water network. Two scenarios describing the steps taken to reduce these costs were analyzed. The first one involves a manual change of pump parameters and use of pressure reducing valves, while the other one uses Bentley's WaterGEMS software in order to optimize the operation of water pumps. The results obtained prove that reducing the pressure in the water supply network and appropriate regulation of the water supply pumps contribute to the reduction of electricity costs necessary to power the pumps.

Słowa kluczowe

PL

sieć wodociągowa; koszty energii; WaterGEMS

EN

water supply; energy cost; WaterGEMS

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Gaz, Woda i Technika Sanitarna
• Rocznik: 2022
• Tom: Nr 4
• Strony: 8--12
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Hołota Ewa

• Politechnika Lubelska, Wydział Inżynierii Środowiska, Katedra Zaopatrzenia w Wodę i Usuwania Ścieków, Nadbystrzycka 40B, 20-618 Lublin

Bibliografia

• [1] Barbarulo R. 2006. „Inicjatywy Europump i Amerykańskiego Instytutu Hydrauliki”. XII Forum Użytkowników Pomp, Ustroń, mater. konfer., 13-25.
• [2] Bentley WaterGEMS specyfikacja produktu https://www.bentley.com/pl/products/product-line/hydraulics-and-hydrology-software/watergems.
• [3] Brodziak R., Bylka J., Urbaniak A., Zakrzewski P. 2016. „Sterowanie pracą pomp w sieciach wodociągowych zasilanych z wielu źródeł”. Zaopatrzenie w wodę, jakość i ochrona wód. Wyd. Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych. Poznań: 787-798.
• [4] Brodziak R., Urbaniak A., 2019. „Zarządzanie i monitoring systemu zaopatrzenia w wodę w inteligentnym mieście”, Gaz, Woda i Technika Sanitarna, nr (5): 165-7.
• [5] Jędral W. 2001. „Optymalna energetycznie lub kosztowo eksploatacja pompowni komunalnych”. Biuletyn Instytutu Techniki Cieplnej Politechniki Warszawskiej, nr (88): 71-87.
• [6] Jędral W. 2007. Efektywność energetyczna pomp i instalacji pompowych. Wyd. Krajowa Agencja Poszanowania Energii S.A. Warszawa.
• [7] Kasino W., Suchorab P., Kowalski D. 2021. „Inteligentny System Zarządzania Siecią Wodociągową w Żywcu” Gaz, Woda i Technika Sanitarna, nr (10): 16-19.
• [8] Knapik K. 2000. „Dynamiczne modele w badaniach sieci wodociągowych”. Monografia 279, Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki, Kraków.
• [9] Luna T., Ribau J., Figueiredo D., Alves R. 2019. „Improving energy efficiency in water supply systems with pump scheduling optimization”. Journal of Cleaner Production, Vol. 213: 342-356.
• [10] Piechurski F.G. 2014. „Przykład efektów wdrożenia systemu monitoringu i sterowania ciśnieniem w systemie dystrybucji wody”. Nowe technologie w sieciach i instancjach wodociągach i kanalizacyjnych. Gliwice: 279-295.
• [11] Piechurski F.G. 2016. „Wpływ wprowadzenia regulacji ciśnienia na straty wody w sieci jej dystrybucji”. Zaopatrzenie w wodę, jakość i ochrona wód. Wyd. Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych. Poznań: 493-508.
• [12] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. 2002.75.690 z późn. zm.).
• [13] Sarbu I. Borza I. 1998. „Energetic optimization of water pumping in distribution systems”. Periodica Polytechnica Ser. Mech. Eng. Vol. 42 (2): 141-152.
• [14] Siarkiewicz A., Maciołek A., Bakker M., Karolczak P., Rajewicz T. 2014. „Optymalizacja sterowania systemem zaopatrzenia w wodę na przykładzie Stacji Uzdatniania Wody Gruszczyn - Aquanet Poznań. Część 1. ” Gaz, Woda i Technika Sanitarna", nr (2): 53-56.
• [15] Siarkiewicz A., Maciołek A., Bakker M., Karolczak P., Rajewicz T. 2014. „Optymalizacja sterowania systemem zaopatrzenia w wodę na przykładzie Stacji Uzdatniania Wody Gruszczyn - Aquanet Poznań. Część II". Gaz, Woda i Technika Sanitarna, nr (3): 89-93.
• [16] Studziński J. 2010. „Narzędzia informatyzacji miejskich sieci wodociągowych”. Wodociągi - Kanalizacja, nr (75): 34-37.
• [17] Sung-Pil H., Taegyoon K., Subin L. 2019. „A precision pump schedule optimization for the water supply networks with small buffers”. Omega, Vol. 82: 24-37.
• [18] Świętochowska M., Bartkowska I. 2022. „Optimization of Energy Consumption in the Pumping Station Supplying Two Zones of the Water Supply System”. Energies, (15): 310.
• [19] Świtnicka K., Suchorab P., Kowalska B. 2017. „The optimisation of a water distribution system using Bentley WaterGEMS software”. ITM Web of Conferences 15.
• [20 Tchórzewska-Cieślak B., Szpak D. 2014. „Zarządzanie miejską infrastrukturą wodociągową”. Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury JCEEA, t. XXXI, z. 61 (1/14): 343-355.
• [21] Yu G., Powell R.S., Sterling M.J.H. 1994. „Optimized pump scheduling in water distribution systems”. J. Optim. Theory Appl., nr (83): 463-488.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).