1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0/10 0,00оценок: 0

Вариант обвязки скважины с элементами отказоустойчивости

Тема в разделе "Оборудование к насосам и станциям", создана пользователем HEOH, 24.01.16.

  1. HEOH
    Регистрация:
    03.01.11
    Сообщения:
    11
    Благодарности:
    5

    HEOH

    Участник

    HEOH

    Участник

    Регистрация:
    03.01.11
    Сообщения:
    11
    Благодарности:
    5
    Адрес:
    Москва
    Вариант обвязки скважины с элементами отказоустойчивости
    Высоконапорный насос + пресс контроль + 2 ГА + 2 РД + грязевик + редуктор на входе.
    Идея в обеспечении отказоустойчивости при проектировании схемы с производительным насосом.

    Мне кажется, такая схема имеет право на жизнь.
    Надо ваше мнение. Посмотрите, подскажите. Может чего-то не учёл.

    Предпосылки:
    1. Собственно эпопея родилась из-за подскочившей цены на Sirio-230. Посему недоделанную систему под частотник решил преобразовать в предлагаемую схему.
    2. Хотелось стабильного давления - посему редуктор.
    3. Необходимость запаса по давлению диктует высоконапорный насос
    4. Ненадежность РД привела к появлению в схеме резервного РД.
    5. Срабатывание резервного РД означает необходимость проверить систему (забился фильтр, вышло из строя основной РД ...). Сие можно контролировать удаленно.
    6. Наличие в схеме 2 ГА добавляет отказоустойчивости. При выходе из строя одного - схема остается работоспособной, правда увеличивая нагрузку по количеству включений на насос.

    Обвязка скважины с резервированием.png

    Схема упрощена. Не указаны вентили (запорные, обводные, сливные), ОК (есть в насосе и в BRIO), электрическая схема.
    По электрике - все РД и Brio соединены последовательно. С резервного РД одну контактную группу планирую завести на индикаторный тригер в доме.

    Пресс контроль Brio остался от старой схемы, не уверен надо ли его оставлять, но если не его, то как осуществить защиту от холостого хода?

    Надеюсь, идея пригодиться и жду ваших мнений.
    Спасибо.
     
    HEOH , 24.01.16
    #1 + Цитировать
  2. Protasevich
    Регистрация:
    08.07.08
    Сообщения:
    8.570
    Благодарности:
    9.192

    Protasevich

    консультирую помаленьку

    Protasevich

    консультирую помаленьку

    Регистрация:
    08.07.08
    Сообщения:
    8.570
    Благодарности:
    9.192
    Адрес:
    Орел
    Буквально осенью похожее предлагалось.
    Если вкратце - что основные компоненты, что резервные одинаково сообщаются с перекачиваемой водой.
    Причины неработоспособности РД обычно: окисление/повреждение контактов - это мы можем устранить (уменьшение влажности в месте установки РД и т. п) и засорение/забитие камеры РД отложениями из перекачиваемой воды. Вот со вторым пунктом немного сложнее. Оседание песка или взвешенных частиц глины обычно большая редкость (то, от чего поможет установка фильтра), а вот отложение "ржавчины" в камере РД - не такая уж и редкость. Фильтр против этого не спасет. Если только не использовать картридж с обезжелезиванием. Помимо цены (думаю сами поищите стоимость) проблема в том, что фильтр (даже простой - механической очистки) вносит свое сопротивление протоку воды. Чем чревата установка фильтра между насосом и автоматикой, или частями автоматики, уже не раз на примере форумчан разбиралось.
    Т. е. здесь получаются два взаимоисключающих условия: первое - и основная и резервная автоматика для правильной работы должны быть установлены в одинаковых условиях, второе - резервная автоматика не должна во время работы основной подвергаться воздействию тех же условий что и основная, иначе шансу повреждения/неисправности одинаковы.
    Далее по самому подключению. Реле ведь может "зависнуть" как во включенном состоянии, так и в выключенном". Хай с ним если во включенном - отработает (предположительно) второе реле, а если в выключенном? Смысл тогда вообще во втором реле? При параллельном соединении картина еще печальнее - смысла в дублировании вообще тогда нет.

    При обычной (штатной) работе после отключения насоса будет происходить падение давления в системе (перетекание воды из основного ГА в дополнительный через фильтр).
    При повреждении основного ГА будет тактование насоса - давление в месте установки основного реле повышается быстрее чем в месте установки дополнительного ГА/РД, основное РД отключает насос, давление падает - через фильтр вода поступает в дополнительный ГА, Основное РД снова включает насос, давление резко повышается, РД отключает насос и так по кругу.
    При неисправности основного реле (во включенном состоянии) давление в месте его установки может повысится до максимально возможного для данного насоса - скорость и величина давления зависят от напора и производительности насоса, и пропускной способности (чистоты) фильтра.
    При неисправности дополнительного реле (во включенном состоянии) и ГА ничего криминального не произойдет.
    При неисправности любого РД (отключенное состояние) просто не будет работать насос.
    Ну и еще есть блок автоматики, так же имеющий возможность засориться. ;)

    Ну и если уж хотите "мнение" - давление воздуха в ГА необходимо проверять хотя бы раз в год (а лучше каждые полгода). По времени - максимум час, с питьем кофе и курением. Во время этой проверки вскрыть камеру РД и почистить её от отложений - ну, минут 20 времени максимум займет. Пусть еще полчаса на чистку БА. Итого, пару часов посидеть без воды - не так уж и сложно. Зато проблема неработоспособности автоматики снижается почти до нуля. И при своевременном ТО смысла в дублировании нет вообще никакого, тем более дублирующую автоматику тоже требуется обслуживать - она подвержена тем же "болячкам" что и основная.
     
    Protasevich , 24.01.16
    #2 + Цитировать
  3. HEOH
    Регистрация:
    03.01.11
    Сообщения:
    11
    Благодарности:
    5

    HEOH

    Участник

    HEOH

    Участник

    Регистрация:
    03.01.11
    Сообщения:
    11
    Благодарности:
    5
    Адрес:
    Москва
    Спасибо за отклик.
    Я не нашел подобной схемы на форуме, если не сложно - ткните куда искать. С удовольствием почитаю.

    По профессии я IT-шник. Посему резервирование мне близко как никому.
    Вероятность одновременного выхода из строя двух компонентов на порядок меньше вероятности выхода одного. Даже при одновременной работе в однотипных условиях.

    Основная задача которая ставилась для данной схемы - не допустить сверхвысокого давления в системе от непрерывно работающего насоса. Посему зависнет в выключенном (что насколько я посмотрел по статистике неисправностей РД - редко, гораздо чаще не отключается) = бог с ним.

    Нет задачи полностью устраниться от ремонта.
    Спуститься в кесон и выяснить какое РД грохнулось, отсоединить неисправное и запустить систему на оставшемся реле до момента приобретения нового дело 30 минут.
    То же самое касается и ГА. Выяснилось какое не пашет, спустился, перекрыл кран, снял ГА для замены.

    Насчет тактования, откровенно говоря, не понял. Основным по схеме является РД после фильтра. И на нем установлен верхний предел давления (отключения) меньше чем на РД страховочном. Разница, по идее, должна быть существенно больше падения давления на исправном фильтре. Как только в работу вступает страховочный РД - это говорит о неисправности системы. И необходимости её проверки.

    Если выходит из строя основной ГА (100 литровый), к примеру лопнула мембрана. На мой взгляд ничего криминального происходить не должно. Кроме того, что будет более частое включение насоса из за уменьшенного объема ГА.

    Где не прав, не пойму.
     
    HEOH , 24.01.16
    #3 + Цитировать
  4. Protasevich
    Регистрация:
    08.07.08
    Сообщения:
    8.570
    Благодарности:
    9.192

    Protasevich

    консультирую помаленьку

    Protasevich

    консультирую помаленьку

    Регистрация:
    08.07.08
    Сообщения:
    8.570
    Благодарности:
    9.192
    Адрес:
    Орел
    Основная профессия - техник по эксплуатации станков с ЧПУ (как она сейчас будет матюкаться - ХЗ). Поэтому как электронщик электронщику - при дублировании (правильном) происходит ввод в работу дублирующей цепи (устройства) вместо основной. Если и основная цепь и дублирующая изнашиваются одинаково, то это нифига не повышает отказоустойчивость. Если в интерпретации к более близкой Вам сфере - Вы просто заставляете работать два блока (электронных устройства) последовательно, при этом каждый блок нагружен по полной программе, и по полной же программе идет износ каждого блока. Какова вероятность что один блок при этом выйдет из строя? Второй блок с такой же вероятностью может выйти из строя. И какова вероятность выхода из строя системы из этих блоков? Может я чего-то не понимаю, но она (вероятность) для системы только увеличивается, но никак не уменьшается.
    Другое дело если бы Вы планировали ввод в действие резервной системы при отказе основной, и при этом резервная система не подвергалась бы износу так же как основная, то в этом случае да, вероятность отказа всей системы снижалась бы.
    Ну или если уж совсем на пальцах - в машине есть запасное колесо. в случае прокола/порыва/износа мы его достаем из багажника и ставим вместо поврежденного. При этом отказоустойчивость всей системы (машина) повышается. Теперь делаем по другому - ставим запаску рядом с обычным колесом. При этом, для полной аналогичности ситуации, соединяем эти колеса ниппелями. Получается что колеса у нас изнашиваются одновременно, и при этом прокол каждого из колес пары автоматом приводит к неработоспособности всей системы (машины). Т. о. общая отказоустойчивость системы (машины) только снижается. Причем шансов поймать гвоздь в каждое из колес пары гораздо больше чем в отдельное колесо. :)
    1. подбор насоса по параметрам. Что бы максимальное давление создаваемое насосом (даже при отказе автоматики) не превышало максимально допустимого давления (6 атм) для системы/сантехники. Это еще на этапе проектирования/разработки системы.
    2. установка редуктора давления. Даже если насос выдаст большое давление, то его просто срежет редуктор. Это гораздо дешевле и надежнее дублирующего оборудования.
    3. регулярное ТО оборудования, хотя бы раз в год. Это вообще бесплатно, и гораздо надежнее чем дублирование. Тем более техобслуживание всё равно нужно проводить.
    Одеваете поливочный шланг на кран. Открываете кран. Шланг держится на кране, давление на выходе из крана и на конце шланга практически одинаково. Теперь начинаете плавно пережимать шланг посередине. Давление в месте подключения шланга повышается, возможно даже появляются струйки воды из-под шланга, давление на конце шланга при этом снижается. Полностью пережимаете шланг. Давление в месте подсоединения шланга максимальное, возможно при этом шланг даже срывает с крана, давление на конце шланга вообще практически нет.
    Представили картинку? Теперь вводим "действующие лица": в месте подключения шланга к крану ставим реле давления, в месте пережимания шланга - фильтр (ситуация с его засорением практически один-в-один имитирует передавливание шланга, т. е. уменьшение протока), на конце шланга ставим ГА. Мысленно вспоминаем все что было выше (как менялось давление при сдавливании шланга). А теперь добавьте к этому то, что РД при повышении давления до определенного уровня отключает насос. Вода при этом продавливается через фильтр в ГА. Давление в месте установки РД при этом падает (и достаточно быстро - вода не сжимаемая субстанция, трубы тоже не очень, да и лишней воде взяться неоткуда - насос отключился), РД снова включает насос, давление практически рывком повышается (шланг-то по прежнему пережат, фильтр никуда не делся), и так по кругу пока давление на ГА не поднимется до значения при котором РД уже не будет включать насос. На практике это выглядит как будто кто-то очень часто включает/выключает насос.
    Выше описал поведение системы. Можно его скорректировать с учетом рабочего ГА до фильтра, можно аналогично смоделировать с учетом поочередного выхода из строя каждого элемента, но тут уже не ко мне - лень всё расписывать.
    Если вкратце Вы упускаете во всей работе системы один "нелинейный" элемент - пропускную способность фильтра. Хай с ним, настроите Вы разности давления и на реле и гидробаках, пусть даже с учетом скорости изменения этого давления (производительности насоса и емкости ГА), но по мере засорения фильтра (вспоминаем постепенное пережимание шланга) у Вас разница в давлении до- и после фильтра будет меняться. Если все первоначальные настройки не будут при этом меняться, то получите общее снижение давления в системе (после отключения насоса и перетекания воды через фильтр), вплоть до возможного повторного включения насоса.
    Что такое тактование уже расписал.
    Давайте теперь насчет "криминального"...:)] При запуске насоса в цепи получаем практически короткое замыкание (немножко утрирую конечно, но так будет понятнее). При этом обмотки насоса нагреваются. Перегореть они не успевают из-за а) кратковременности процесса - далее насос уже запускается в работу и КЗ пропадает, б) окружающая вода хоть как-то охлаждает их. При нормальной работе на работоспособности насоса это практически никак не сказывается. При частом включении обмотки двигателя уже разогреваются ощутимее, и уже не успевают охлаждаться. Производители насосов эту самую "частоту включения" обычно ограничивают не более 20 (иногда 30) включений в час с примерно равным промежутком между включениями. А теперь представьте что при "тактовании" насос включается каждые 5-10 (а возможно и чаще) секунд. Всё ещё считаете что ничего криминального нет? ;)
     
    Protasevich , 24.01.16
    #4 + Цитировать
  5. HEOH
    Регистрация:
    03.01.11
    Сообщения:
    11
    Благодарности:
    5

    HEOH

    Участник

    HEOH

    Участник

    Регистрация:
    03.01.11
    Сообщения:
    11
    Благодарности:
    5
    Адрес:
    Москва
    Спасибо за участие. Чес слово.

    По поводу отказоустойчивости - элегантно, но есть ошибки в рассуждениях.
    Вероятность поймать одновременно в оба колеса гвоздь стремиться к нулю. Несмотря на одинаковый износ. Теория вероятности.
    Иначе бы не было такого понятия в IT как RAID массивы (надежные хранилища из ненадежных элементов).
    В частности - зеркала (RAID 1 - извиняюсь за специфический сленг). Данные одновременно пишут и читают с обоих дисков. Когда дохнет один из них его тупо меняют.
    Между прочим одна из самых надежных хранилок. Ну да это лирика.

    Подбор насоса по параметрам системы:
    Хочу ровное давление 3 Атм в водопроводе дома. (тупо чтобы работал обратный осмос).
    1.5 Атм - дельта на ГА. + 0.5Атм на обратный клапан (откровенно говоря тут чисто по ссылкам из сети)
    _
    5 Атм
    + подъем с динамического уровня (статика у меня около 6 м), насос висит на 17м.
    при неизвестном динамическом уровне (а у мя именно так) - беру ближе к максимуму
    1.5 Атм (либо при хорошем дебите - будет 0.6 Атм)

    Итого: давление мне надо 6.5 Атм (умножаем его на 20% запаса (нестабильность сети, износ и т. д.)
    получаем насос с максимальным давлением 7.8 Атм. Беру ближний подходящий - 8 Атм.

    С другой стороны: к примеру у моей скважины дебИт большой (скорее всего так и есть. известняк).
    Значит на оголовке скважины я буду иметь 8 - 0,6 = 7,4 Атм. (пусть еще -0.5 Атм на ОК - хотя чёт я сумлеваюсь, если честно.)
    (предельный случай)

    Итого 6,9 Атм. Не мало.
    Именно этого я и пытаюсь избежать.

    Редуктор - по сути самоуправляемое балластное сопротивление. Т. есть энергию насоса тупо глушу.
    По идее можно смириться. Жаль, но не смертельно. Мысль в этом есть.
    С насоса идет 1.25 дюйма. Нормальный редуктор на такой диаметр стоит сравнимо с нормальным насосом, что всяко больше стоимости РД.

    Насчет ТО - абсолютно не спорю :).
    Однозначно Надо. Токма гром не грянет - мужик не перекреститься.

    Насчёт тактования - понял о чем речь.
    Возникает оно в том случае, если гидродинамическое сопротивление фильтра становится чрезмерным для этой системы. И система входит в автоколебания.

    Про пусковые токи :) оно понятно 3-5 I ном не полезно ни разу.

    Если же фильтр в норме, то и отсутствие ГА на входе не приведёт к тактованию... IMHO.

    Вся прелесть предлагаемого решения состоит в том, что момент засора фильтра виден по сработке РД (страхового). Вторые контакты вывожу на индикатор электрощитка в дом (триггерная схема) и вижу что близится попа. Иду смотреть что не так.

    Еще раз - спасибо за рассуждения.

    Практика - главный критерий.
    Соберу по весне схему посмотрю как себя ведет. На крайняк перекину все РД и ГА до фильтра. Не сложно. Всё в своих руках. Правда :) далековато от постоянной дислокации...
     
    HEOH , 24.01.16
    #5 + Цитировать
  6. Protasevich
    Регистрация:
    08.07.08
    Сообщения:
    8.570
    Благодарности:
    9.192

    Protasevich

    консультирую помаленьку

    Protasevich

    консультирую помаленьку

    Регистрация:
    08.07.08
    Сообщения:
    8.570
    Благодарности:
    9.192
    Адрес:
    Орел
    Наверное для людей далеких от IT технологий представим по-понятней... Берем несколько одинаковых фотографий любимой девушки/кошки/тёщи. Храним их, иногда достаем - смотрим и даем посмотреть другим. Через некоторое время обнаруживаем на одном фото пятно от зеленки на лбу, на другом фото след от чернил на скуле, на третьем следы от жирных пальцев, на четвертом - вообще оторвана часть фотографии. Убираем поврежденные куски, из целых составляем коллеж и в итоге получаем фотографию без дефектов, т. е. такой - какой она и была изначально. Это параллельное резервирование. Даже при полной утере одной фотографии можно собрать изначальное изображение из оставшихся дублей.
    То что Вы предлагаете в системе водоснабжения, это по-сути последовательная запись информации на несколько носителей. Т. е. на каждый носитель своя, отдельная часть информации. Если не вдаваться в обсуждение технологий, а опять же на понятном примере с фотографиями - все равно что разрезать фотографию (одну единственную) на несколько частей и хранить её в разных альбомах в надежде что эти меры повысят её сохранность.
    Для давления в системе = 3 атм, на редуктор достаточно подавать от 3,5 (включение) до 4,5 выключение. Запаса по давлению в 1-1,5 атм вполне хватит. Итого получаем максимально возможное давление в системе 4,5 +1 (1,5) = 5,5 (6) атм.
    Добавим еще потери на подъем, ну пускай будут 1,5 атм и получаем насос с напором 70-75 метров.
    Теоретически при "удачном" стечении обстоятельств у Вас давление в системе может быть 6,5-7 атм, практически (при использовании редуктора) - от 0 до 3 атм. Редуктор, даже при заклинивании, просто не пропустит через себя воду.
    Без проблем, давно уже придумали системы частотного управления. Они поддерживают постоянное давление в системе изменяя скорость вращения э/двигателя. Т. е. получаем не гашение избыточного, а подгонку насоса под наши нужды.
    Диаметр трубопровода не желательно заужать на участке от насоса до автоматики. Это нужно для корректной работы автоматики (именно то, что я раньше писал про "удушение" шланга). После автоматики Вы выбираете диаметр труб согласно своим потребностям, т. е. трубопровод должен уметь пропустить по себе всю воду, которая нужна Вам в данный момент, при этом не сильно её тормозя. Если опять же на примерах - от насос до автоматики диаметр трубы должен быть не ниже выходной резьбы насоса (обычно этому соответствует труба ПНД32 или ПНД40), от автоматики по дому (стояки/лежаки, до- и от водонагревателя, и в идеале - до предпоследнего потребителя) - достаточно 25-го полипропилена. Отводы к потребителям - 20 п/пропилен. Соот-но редуктор с резьбой 3/4" (вместо 1 1/4") будет намного дешевле. Ну а вообще-то нужно смотреть/считать Ваш предполагаемый расход и под него подбирать редуктор с нужной пропускной способностью. Хотя если это обычный частный дом, а не общественная душевая, то 3/4" редуктора должно хватить за глаза.
    И да, если Вам нужно именно стабильное давление, то редуктор ставить всё равно придется. Альтернатива - частотное управление насосом.
    Вы не поверите, но иногда даже порядок подключения оборудования (пару лишних фитингов или вообще взаимное расположение оборудования) способны привести хоть и не к тактованию, но к нескольким повторным включениям. :)]
    Момент засора фильтра виден по снижению напора во время пикового водоразбора воды, т. е. обычно открываете свои "расчетные" пару тройку кранов и напор не изменяется, а тут открыли и напор снижается - значит фильтр пора менять. Или по показаниям манометров установленных перед и после фильтра. В зависимости от разности показаний при открытом кране можно судить о степени загрязнения фильтра. Это собственно, как обычно и делается. Так же никто не запрещает использовать датчики давления и вывести показания в цифровом виде. :)
    Пробуйте. Удачи. :hello:
    П. С. ну и не забудьте потом поделиться опытом, не важно - отрицательным или положительным, с другими форумчанами
     
    Protasevich , 24.01.16
    #6 + Цитировать
  7. HEOH
    Регистрация:
    03.01.11
    Сообщения:
    11
    Благодарности:
    5

    HEOH

    Участник

    HEOH

    Участник

    Регистрация:
    03.01.11
    Сообщения:
    11
    Благодарности:
    5
    Адрес:
    Москва
    Ок.
    Не будем мять воду в ступе. :)

    Постараюсь найти время и отписаться по результатам.

    Спасибо за дискуссию :)
     
    HEOH , 24.01.16
    #7 + Цитировать