Hidrológiai Közlöny 1982 (62. évfolyam)
6. szám - Dr. Fáy Csaba: Vízműszivattyúk fordulatszám-vezérlésének és szabályozásának gazdaságossága a budapesti Vízművek tapasztalatai alapján
» 275 Hidrológiai Közlöny 1982. 6. sz. Vízműszivattyúk fordulatszám vezérlésének és szabályozásának gazdaságossága a budapesti Vízművek tapasztalatai alapján DK. F Ä Y CSABA* műszaki tudományok kandidátusa A budapesti vízmű már a XX. század elején a Duna partjának homokteraszaira telepített és ezért a folyó vízállásától függő vízadóképességű kútjai jó kihasználására alkalmazta a szivattyúk fordulatszám-vezérlését és szabályozását. A parti szűrésű kutak víztermelése két tényezőtől függ erősen: a Duna vízállásától és hőfokától. A téli alacsony vízállású időben és a nyári magas vízállású időben a kutak vízadó képessége úgy aránylik egymáshoz, mint 1 : 2 (ha a kútban az üzemi vízszintet közelítően azonos szinten tartjuk). A fordulatszám-vezérlést az egyik 1930 után villamosított telepünkön Kramer kapcsolással (lásd Függelékben), egy másikon Ward-Leonard átalakító egységgel, egyenárammal valósítottuk meg. Az 1970-es évben egyik telepünkön kísérleti tirisztoros kaszkád átalakítót állítottunk üzembe. Több telepünkön csúszógyűrűs motorokat szlipszabályozással vezérlünk, ahol a forgórészből kivett villamos-teljesítményt ellenállásokon emésztjük fel. Ez a mód is gazdaságosabb, mint a nyomócsonkra szerelt zár részbeni zárásával vezérlés. Az utolsó évtizedben rohamosan terjedtek a könnyen táv működtethető, automatizálható működésű búvárszivattyúk. Ezek fordulat-szabályozására 1979-ben két telepen építettünk be tirisztoros frekvenciaátalakítót. A felsorolt termelő telepek mellett az alapzónát ellátó gépházainkban is található fordulatszámvezérlés, szabályozás, régebben települtben Schcrbius rendszerű, a legújabban tirisztoros kaszkádok, egy lakótelepi nyomásfokozóban pedig tirisztoros frekvencia-átalakító. 1. A gazdasági összehasonlítás alapjai A gazdaságossági számítás alapja az éves üzemköltség, amelyet az alábbi tényezőkből állítunk össze: —- építmények amortizációs költsége, (pénzegység/a), — gépi berendezés amortizációs költsége, (pénzegység/a), — energiafogyasztás költsége (pénzegység/a). A bérköltséget, karbantartási költséget az összehasonlításban elhanyagoljuk (azonosnak tételezzük fel a különféle megoldásoknál). Mind a villamos motorok árát, mind az egyéb villamos jellegű berendezések G árát közelítően az alábbi összefüggés írja le: C = A+B P (pénzegység) (1) ahol A, R állandó P pedig a motorteljesítmény *Fővárösi Vízművek, Budapest. (kW). Az építményt és a gépi berendezést azért kell különválasztani mert más az amortizációs idejük. Az összehasonlításkor egyes megoldások (pl. a búvárszivattyú a kútban) olcsóbbá teszi az építményt, illetve más megoldások (pl. a tirisztoros vezérlés) több víz kitermelését teszik lehetővé, vagyis a kút kapacitása (m : !/d) nagyobb. Emiatt elmaradó beruházási megtakarítást úgy lehet figyelembe venni, hogy a többletet hosszú lejáratú kölcsönből kellett volna fedezni, amit évi p%-os kamattal kellett volna visszafizetni. A drágább megoldást tehát terheli a beruházások összege különbségének p%-os kamatterhe. Ha az éves költség tényezői: F építményi beruházási összeg (pénzegys.), / építményi éves leírási kulcs (l/év), G gépi berendezés beruházási összeg (pénzegys.), g gépi berendezés éves leírási kulcs (l/év), E energiafogyasztás költsége (pénzegys./év), akkor a K éves költség (pónzegys/óv): K = F-f+G-g+E (2) Két megoldás összehasonlításakor viszont az éves költség különbsége: AK = K x-K* = (F, - F 2) /+ (Gj -G 2) g+EE 2+ (F^FJp+^-GJp AK=(F 1— F 2) (/+^) + (G 1-Ö 2) {g+p)+E l-E t (pénzegység/év) (3) Abban az esetben, ha egy megoldás adott telepen nagyobb éves víztermelést eredményez (Q 2>QI) (m 3/d), azt úgy lehet figyelembe venni, hogy ismerjük az 1 m : i/d víz kitermeléséhez szükséges 2 fajlagos beruházási költséget (pénzegység/ m 3/d) és ezzel AF^Fi-F^-^-Qj-z (4) Valamilyen megoldás létesítésének összes (itt figyelembe vett) költsége: D=F+G (pénzegység) (5) Ha két megoldást hasonlítunk össze, akkor a létesítési költség különbsége: AD=F 1+G 1-(F 2+G 2) (pénzegység) (6) A létesítési költségkülönbség a megtakarításból év alatt térül meg. Mivel energia megtakarítási beruházásokat akkor tekintünk gazdaságosnak, ha a megtérülési
