Computerbaseret fjernovervågning af pumpesystemers behov for vedligehold

Kort introduktion til det faglige indhold i udviklingsprojektet

Opstartsmøde i Aalborg den 11. januar 2012, møde med Grundfos (udviklingsafd.) den 12. december 2012 i Bjerringbro, Møde med Arbejdsgruppen for Pumpesystemer i AarhusVand den 23. april 2013, Kursus for Grundfos (spildevandspumper) Bjerringbro den 29. oktober 2013.

Torben LarsenAalborg Universitet

Vestforsyning, Erhverv A/S - Aalborg Forsyning, Kloak A/S - Envidan A/S – Aalborg Universitet

Projektets idé og hypotese: ”Vi kan stille diagnosen på sygdomme i

pumpesystemer ud fra simple trykmålinger på samme måde som ved elektrokardiografi af hjertefunktionen”

Det første spørgsmål, der stilles, når ydelsen går ned:Er det pumpen eller ledningen det er galt med?

(Billeder fra Silkeborg Kommune)

Sygdomme i pumpesystemet:• Slid af pumpe• Forøget rørmodstand (behov for rensning)• Rørbrud• Luftlommer• Utæt kontraventil

Vedligehold nytter, men kan det betale sig?Kun få eksempler på publiceret dokumentering af spildevandspumpers vedligehold eksisterer

AmsterdamForebyggende vedligehold Regelmæssigt tilsyn og udskiftning af komponenter

RotterdamVedligehold efter behov (haveribaseret) Prioritering af rækkefølge af reparationer

Antal fejl pr. pumpe pr. år

Varighed af fejl timer

Amsterdam 4,3 13,5

Rotterdam 13 10

(Vandforsyning USA) (0,27) -

Korving, H., Clemens, F. H. R. and Noortwijk, J. M. v. (2006). Statistical Modeling of the Serviceability of Sewage Pumps. Journal of Hydraulic Research, ASCE, October 2006.

5

Trykmåling pumpestation Egensevej, Aalborg Øst

L = 1740 mDi = 508 mmhgeo = 5,80 mQ = 225 l/s

6

Trykmåling pumpestation Syrenvej, Kongerslev

L = 1950 mDi = 176,2 mmhgeo = 24,4 mQ = 25 l/s

7

Trykstød ved pumpestartKernen I projektidéen – måling af trykket ved punkt 2 og punkt 4

Hvis vi måler at trykket ændrer sig i punkt 2 og/eller i punkt 4, så kan vi beregneændringen (eller ændringerne) af både pumpekarakteristikken og systemkarakteristikken

Tryk ved pumpestation i ledning med luftansamling

Længdeprofil

Trykmåling ved pumpestop

9

Luftlommer kan forstærke trykstød fra start og stop af pumper. Adskillige rørbrud kan henføres til luftlommer

Figuren visertrykvariationer vedpumpestart og –stopnær pumpen

Rød streg:Ingen luftlomme

Blå streg:Luftlomme ihøjdepunkt

Luftlomme

EnergioptimeringHvor meget kan vi reducere strømningshastigheden uden at

ødelægge selvrensningsevnen?

Med overvågning og styring kan vi gå tæt på grænsen

Sagt i få ord vokser energitabet i strømningen med 2. potens afhastigheden. Det specifikke energitab(dvs. kWh pr. flyttet m3 væske) voksermed 1. potens af hastighedenDet geometriske løft skal altid betales 100 %.

En kortvarig skylning med størrehastighed kan reducere energitabetOptimal brug af rensegris kan planlægges

Glem dog ikke at valg af den rette pumpe og drift med det optimale driftspunkt ofte er de vigtigste punkternår det gælder energioptimering

Resultatet af VTU-projektet = to færdige og kørende systemer

Fysisk set er resultatet af VTU-projektet to kørende systemer i henholdsvis Aalborg Forsyningen A/S og Vestforsyningen A/S, hver bestående af en mindreboks placeret ved pumpestyringen i pumpestation. I boksen befinder sig en mindrecomputer plus diverse strømforsyning, analog/digital-omsætter, kommunikationsudstyr(router) mv. Computeren modtager 5 gange i sekundet data fra måling af:

• Tryk i rørledning• Strømstyrke på hver pumpe• Omdrejningstal på hver pumpe• Flow (hvis flowmåler er indsat)• Vandstand i pumpesump

”Den sorte box” under monteringpå pumpestation i Kongerslev, Himmerland

slut