Основным экономическим показателем работы насосной станции является удельный расход электроэнергии. Удельный расход электроэнергии насосного агрегата в кВт-ч исчисляют, как правило, из расчета подачи 1000 м3 воды (или сточной жидкости) на высоту 1 м по формуле:
где ηн — КПД насоса; ηдв — КПД двигателя.
На насосных станциях обычно работают совместно несколько насосных агрегатов. КПД совместно работающих агрегатов вычисляют по формулам:
- при параллельной работе
- при последовательной работе
где Q1 Q2,—,Qn — подача соответственно первого, второго и т. д. насоса; Н1 Н2,...,Нn — напор, развиваемый соответственно первым, вторым и т. д. насосом; η1 η2,..., ηn — КПД соответственно первого, второго и т. д. насосного агрегата.
Для вычисления удельного расхода энергии совместно работающих насосных агрегатов в формулу (12.1) вместо произведения ηн ηдв следует подставить значения ηср, вычисленные по формуле (12.2) или (12.3).
Формула (12.2) справедлива для насосных станций с одновременно работающими насосами, например, для насосных станций первого подъема. В тех случаях, когда насосы работают разное число часов в сутки, например на насосных станциях второго подъема, следует учитывать фактор времени. В этих случаях при работе, например, трех насосов формула для подсчета среднего КПД насосной станции за сутки принимает вид:
где Q1; Q2; Q3— подача соответственно первого, второго и третьего насосов; Р1 Р2 Р3 — давления, развиваемые первым, вторым и третьим насосами; t1— время работы одного насоса; t2 и t3 — время совместной работы соответственно двух и трех насосов; η1 — КПД первого насосного агрегата; η1,2—КПД первого насосного агрегата при параллельной работе со вторым; η2— КПД второго агрегата при параллельной работе с первым, η2,3 — КПД первого агрегата при параллельной работе со вторым и третьим агрегатами; η2,3— КПД второго агрегата при параллельной работе с первым и третьим агрегатами; η3 — КПД третьего агрегата при параллельной работе с первым и вторым агрегатами.
Значения η1 η2 η3 и т.д. определяют по характеристикам совместной работы насосов и системы. При необходимости получения точных значений КПД кривые Q — Н, Q—N и Q — η получают экспериментально для каждого агрегата в отдельности.
Сравнивая теоретическое значение удельной энергии, вычисленной по формуле (12.1), с фактическими затратами электроэнергии, можно установить, работает станция в экономичном режиме или нет.
Из анализа уравнений (12.2) — (12.4) видно, что для обеспечения наибольшей экономичности работы станции при переменных режимах подачи насосов необходимо соблюдать следующие условия: насосы больших мощностей должны работать в режимах с наибольшим КПД; подачу в систему следует регулировать насосами наименьшей мощности; необходимо стремиться к тому, чтобы изменение режима работы регулируемого насоса не вызывало существенного изменения его КПД или чтобы отношение полезной мощности насосного агрегата и его КПД оставалось постоянным в принятом диапазоне регулирования.
Снимая показания приборов, контролирующих основные параметры работы насосной станции (подачу, напор, потребляемую мощность) при различных режимах и разных сочетаниях работающих насосов, можно установить наиболее экономичные сочетания работающих насосов для характерных режимов (например, в часы максимального водопотребления, в часы наименьшего водозабора и т. п.).
При этом, вычисляя значения фактических удельных затрат энергии, необходимо принимать в расчет как полную подачу всей станцией, так и напор на выходе из станции, т. е. учитывать в расчетах показания манометров, установленных на водоводах, отходящих от насосной станции (а не манометров, установленных на напорных патрубках насосов). Вычисленные таким образом экономичные режимы работы насосов необходимо довести до сведения дежурных машинистов или диспетчеров, например, вывесить их у пульта управления станцией.