Задача определения фактических объемов стоков лимитированных по водоотведению промышленных предприятий города Иваново поставлена водоснабжающей организацией УМП «Водоканал» в 2002 г. и юридически закреплена постановлением городской администрации [1]. Естественно, в первую очередь был организован учет на предприятиях, имеющих собственные насосные станции (КНС) на базе электромагнитных расходомеров. Что касается самотечных выпусков, то здесь внедрение учета «забуксовало» на стадии проектирования — обоснование применимости конкретного оборудования.

Существует несколько способов измерений расхода в самотечных трубопроводах и лотках, изложенных в МИ 2220-96 и 2406-97, реализованных в приборах типа «Эхо-Р» [2], «Взлет-РСЛ». Также для учета могут применяться измерительные станции типа ADS 3600 и оригинальный способ, предложенный специалистами ЗАО «Катра» (Литва) [3]. Опишем преимущества и недостатки тех приборов, с которыми довелось работать авторам.

Расходомер с интегратором акустический «Эхо-Р» — установка на трубопровод или U-образный лоток. Расход измеряется косвенно — по уровню заполнения согласно МИ 2220-96, поэтому перед установкой требуется провести измерения параметров потока: уровень и соответствующая скорость в характерной точке потока с помощью гидрометрической вертушки или иного измерителя скорости. При этом геометрические параметры измерительного винта вертушки определяют минимальный уровень заполнения трубопровода, при котором можно проводить измерения (для МКРС-20 — в диапазоне 50-60 мм). Дополнительное ограничение — метрологическая точность гарантируется в диапазоне измерения уровня от 20 % шкалы. Пример 1: трубопровод D = 124 мм, «Эхо-Р-02» с диапазоном измерения по уровню 20-100 мм (минимальный из возможных), по расходу — 2,947,4 м3/ч. Предприятие работает в одну смену, уровень потока большую часть суток (примерно 20 ч) находится ниже минимального, показания за это время не являются метрологически подтвержденными, поэтому прибор в коммерческую эксплуатацию не принят. Вывод: установка на трубопровод в большой степени зависит от конкретного места установки и действующих расходов. Прибор наиболее применим для установки на выпусках предприятий с непрерывным режимом работы и коллекторах жилых районов.

Расходомер с интегратором акустический «Эхо-Р» — установка на лоток со стандартным переливом. Расход измеряется косвенно — по уровню потока над кромкой перелива согласно МИ 2406-97. Уровень имеет жесткую зависимость от геометрических параметров перелива и лотка (аналогично сужающим устройствам). В данном случае можно изменить диапазон измерения расходов, рассчитав перелив с другими геометрическими параметрами. При установке на лотки с неочищенными стоками требуется регулярное извлечение отложений из зоны прямолинейного участка до перелива. Для трубопроводов подземной прокладки метод неприменим из-за требований к форме (прямоугольное сечение) и длинам прямых участков лотка. Вывод: установка расходомера в комплекте со стандартным переливом наиболее применима для выпусков наземной прокладки прямоугольной формы и выпусков очистных сооружений.

«Взлет-РСЛ» — ультразвуковой расходомер-счетчик — не применялся, т.к. он вышел в серийном исполнении позднее 2002 г., а по принципу действия аналогичен «Эхо-Р-02».

Способ, предложенный специалистами фирмы «Катра» [3], следующий. В процессе проектирования этот способ был несколько изменен. Поскольку после внедрения он зарекомендовал себя с самой положительной стороны, опишем всю схему измерения подробно. На выбранном пикете канализации (обычно последний — на границе территории) устанавливаются два новых колодца КК1 и КК2 с заглублением на 0,6-0,9 м относительно существующей канализации. Последний колодец узла учета ККЗ, как правило, выбирается из существующих. Между крайними колодцами КК1 и ККЗ прокладываются измерительный и байпасный трубопроводы. В колодце КК2 располагаются запорная арматура, пробоотборный кран и электромагнитный расходомер. Измерительный трубопровод имеет контрукпон, выбираемый из условия полного заполнения расходомера и необходимого по РЭ прямолинейного участка после него. При этом вход измерительного трубопровода в колодце КК1 проектируется на 0,3— 0,5 м ниже уровня действующей канализации для разделения сред — нефтесодержащие продукты и жировые остатки сверху, песок и камни снизу. Выход измерительного трубопровода проектируется на уровне действующей в колодце ККЗ канализации. В колодце КК2 предусматривается установка автоматического дренажного насоса типа КР-150-А1 для откачки в колодец КК1 возможных протечек грунтовых и поверхностных вод.

При выборе диаметра измерительного трубопровода используются данные мониторинга объемов стоков, либо, если не позволяет конфигурация трубопроводов, результаты расчета, исходя из объемов и режимов водопотребления. Выбранный типоразмер трубопровода проверяется на пропускную способность гидравлическим расчетом. При этом располагаемый перепад между верхом колодца КК1 (либо верхом самого низкого колодца из предшествующих узлу учета) и низом выходной трубы в колодце ККЗ должен быть в полтора-два раза больше потерь напора при найденном максимальном расходе. Например: максимальный расход сточных вод по выпуску №2 ОАО «Ивановская ДСК» по данным фактических замеров — 25,2 м3/ч, располагаемый перепад — 3,86 м. При расчете рассматривались два типоразмера Ду: 50 и 80 мм. Расчетные значения потерь напора составили 2,92 и 0,34 м соответственно. Для обеспечения запаса пропускной способности выбран типоразмер Ду 80 мм.

В качестве расходомеров в представленной схеме измерения нами используются два типа преобразователей: ПРЭМ и Рготад-53УУ. Преобразователь ПРЭМ выбран за широкий диапазон и надежность работы. Хотя высокая надежность Рготад-53\Л/ подтверждена [4], повсеместное применение его ограничено стоимостью, и оправдано для учета стоков пищевых предприятий, где востребовано основное его преимущество — расходомер имеет функцию самоочистки электродов и прилегающих участков футеровки, что позволяет ему измерять расход стоков с весьма липкими жировыми включениями. По рекомендациям УМП «Водоканал» расходомер работает в паре с вычислителем ВКТ-7, выполняющем роль регистратора и архиватора.

Техническое обслуживание узла учета заключается В следующем:

• периодическая чистка (не реже одного раза в месяц) измерительного трубопровода синтетическим ершом со стороны колодца ККЗ, при обнаружении значительного количества отложений промыть участки сильным потоком воды и удвоить количество ЧИСТОК;
• периодический осмотр (не реже одного раза в квартал) измерительного трубопровода и удаление возможных загрязнений со внутренней поверхности расходомера чистой, мягкой тканью. На время проведения осмотра запорная арматура должна быть закрыта и питание расходомера отключено;
• периодический осмотр колодца КК1 (не реже одного раза в месяц), чистка от накопившегося мусора, удаление плотных слоев ила со дна и возможных скоплений нефтепродуктов на поверхности до попадания в измерительный трубопровод;
• в период таяния снегов и при прохождении сильных ливней проводить осмотр колодца КК2 и удалять скопившуюся воду, предназначенным для этого случая насосом.

Исходя из опыта, расходомер выходит из строя по двум причинам: затопление измерительного колодца — неубранный строительный мусор выводит из строя дренажный насос (два случая); скачки напряжения в питающей сети (два случая). В табл. 1 представлена кратная информация по установленным узлам учета. Установка узлов учета по предлагаемому способу выгодно отличается от остальных отсутствием необходимости калибровки расходомера на объекте — прибор имеет заводские настройки и полностью взаимозаменяем. Таким образом, отпадает необходимость приглашать поверителя для ввода настроечных данных при первоначальном вводе в эксплуатацию и замене прибора в случае поломки.

Применимость данного способа ограничивается возможностью проведения строительных работ (большая глубина, сложные грунты, плотная застройка) и пропускной способностью. При увеличении диаметра расходомера стоимость всех работ растет непропорционально быстрее и целесообразнее выбрать другой способ измерения. Однако, при малом водопотреблении (до 8-10 тыс. м3/год) целесообразнее согласовать расчет за водоотведение по объемам водопотребления.

1.  Постановление главы г. Иваново №997 от 06.11.2002 «О порядке разработки, согласования и утверждения мероприятий по подготовке стоков абонентов к сбросу в систему коммунальной канализации г. Иваново».
2.  Шафрановский М.Н. («Сигнур»), Озеров А.В. Методы и средства учета в системах канализации / МГП «Мосводоканал» // Сб. докл. Xlll-й конф. «Коммерческий учет энергоносителей». — СПб., 2001.
3.  Пяткус В., Вайкасас Р., Памакштис В. Проблемы и методы коммерческих измерений сточных и канализационных вод / ЗАО «Катра» // Сб. докл. Xlll-й конф. «Коммерческий учет энергоносителей». — СПб., 2001.
4.  Зайцев А.П., Симахин В.М., Филиповская Н.В. Учет сточных вод в Санкт-Петербурге / ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга» // Сб. докл. Xlll-й конф. «Коммерческий учет энергоносителей». — СПб., 2001.

Автор: С.В. СУШКИН, главный специалист ЗАО «Измерительная техника» (г. Иваново)