Upload
hakhanh
View
217
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
50 styczeń/luty 2016 www.forum-eksploatatora.pl
Pom
py i
pom
pow
nie
Energooszczędna eksploatacja ujęć głębinowych w ZWiK Myszków
W 2014 roku w ZWiK Myszków rozpoczęto nową inwestycję na
ujęciu im. Prymasa Kard. Stefana Wy-szyńskiego, polegającą na wykonaniu nowej studni [2] oraz unowocześnieniu technologii uzdatniania wody. Zamie-rzeniem było wprowadzenie najnow-szych rozwiązań, zarówno w technologii uzdatniania wody jak i w optymalizacji zarządzania eksploatacją ujęć. Głównym celem rozpoczynających się prac było podniesienie jakości dostarczanej do miasta wody oraz maksymalne podno-szenie sprawności energetycznej w ukła-dach pompowych studni ujęciowych, zapewniające minimalizację kosztów energii przy wydobyciu wody. Dodat-kowo, postawiono na wysoką niezawod-ność pracy układów pompowych pomp głębinowych oraz na aktywne śledzenie diagnostyki ich eksploatacji. Uwzględ-niając powyższe wymagania i założenia zdecydowano się na wdrożenie aktu-alnie najnowszego w kraju i za granicą systemu SPMSYSTEM (SPM – Submersi-ble Pumps Managment). System ten wy-korzystuje modele matematyczne od-zwierciedlające wzajemne przenikanie się zagadnień z dziedzin: hydrogeologii, techniki pompowej, hydromechaniki, elektrotechniki, techniki systemów i au-tomatyki. SPMSYSTEM jest unikalnym rozwiązaniem w tym zakresie.
1. Budowai funkcjonowaniesystemuw ZWiKMyszków
Po szczegółowej analizie potrzeb w ZWiK Myszków przyjęto konfigura-cję budowy systemu uwzględniającą za-
Ryszard WoszczykZakład Wodosiągów i Kanalizacji Myszków Sp. z o.o.
Energooszczędna eksploatacja ujęć głębinowych w ZWiK MyszkówWspółczesnaeksploatacjaukładówpompowychpompgłębinowychukierunkowanajestgłównienaenergooszczędnewydobyciewodynaujęciachorazprzekazaniejejdostacjiuzdatniania(SUW).Zagadnienieoszczędnościenergiiprzekładasięnaoptymalizacjębudowyukładówpompowych,ichwłaściweopomiarowanieorazprowadzenieoptymalnegozarządzaniaeksploatacjąwrazz od-powiednimmonitoringiemi sterowaniem[1].
równo przewidywane efekty w oszczęd-ności energii jak i koszty wdrożenia sys-temu. SPMSYSTEM posiada modułowo rozbudowywane poziomy oprogramo-wań SoftSPM oraz systemowe zesta-wy oprzyrządowania i opomiarowania studni SPM. Finalnie zdecydowano, że dla obiektów rozmieszczonych w tere-nie, oprzyrządowanie i opomiarowanie skonfigurowane będzie wg następujące-go zakresu:
• Zbiorniki: – Osińska Góra – zestaw SPMBASE, – Pamowa – zestaw SPMBASE.
• Studnie: – Wyszyńskiego – zestaw SPMOPT, – Pamowa 1 – zestaw SPMBASE, – Pamowa 2 – zestaw – SPMBASE.
Wybrano też poziom oprogramowa-nia do zarządzania, monitoringu oraz sterowania – SoftSPMBASIC z wersją
Rys.1.SchematoprogramowaniaSoftSPMBASIC
51www.forum-eksploatatora.pl styczeń/luty 2016
Energooszczędna eksploatacja ujęć głębinowych w ZWiK MyszkówPom
py i pompow
nie
zlokalizowaną na serwerze ZWiK Myszków. Rys. 1 przedstawia schemat strukturalny tego oprogramowania.
Trzeba wiedzieć, że wzajemna kom-patybilność oprogramowania SoftSPM oraz opomiarowania układów pompo-wych studni SPM, umożliwia prak-tycznie dowolne konfigurowanie budo-wy systemu przez każdego użytkow-nika. SPMSYSTEM można optymalnie skonfigurować dla użytkownika kilku czy też kilkudziesięciu lub kilkuset studni, niezależnie czy będą to studnie ujęciowe, czy też np. odwadniające.
Wdrażanie SPMSYSTEM wykony-wano etapami i uwzględniano też po-trzebę skoordynowanego zastąpienia pracującego starego systemu SEGAP jego następcą. Całość prac wykony-wano etapami, tak więc po wdrożeniu SPMSYSTEM na ujęciu „Wyszyńskiego” i zbiorniku „Osińska Góra”, przystąpio-no do wdrożenia na ujęciu „Palmowa”.
Po zainstalowaniu opomiarowania na dwóch studniach ujęcia „Palmowa” oraz na zbiorniku (fot. 2) system uruchomio-no i modele matematyczne ocen wyka-zały złą ocenę pracy studni Palmowa 2.
Na studni tej ocena pracy agrega-tu pompowego wykazała niedosta-teczną sprawność układu pompowego i w związku z tym zwiększoną ener-gochłonność. Dodatkowo, urządzenie diagnostyki elektronicznej poprzednio wdrożonego systemu SEGAP, wska-zywało na pojawienie się pierwszych uszkodzeń w głębinowym agregacie pompowym. Dokładniejszych ocen nie można było wykonać, gdyż w studni nie była zainstalowana zintegrowana sonda pomiarów ciśnień. Podjęto decy-zję o wymianie pompy i po wykorzysta-niu kreatora doboru pompy głębinowej znajdującego się w oprogramowaniu SoftSPMBASIC dobrano pompę z rezer-wy ZWiK Myszków, którą zabudowano
w miejsce poprzedniej, uszkodzonej (fot. 3, 4). Finałem prac związanych z wymianą pompy na studni Palmowa 2 było uruchomienie systemu i sprawdze-nie oceny pracy nowo zmontowane-go układu pompowego. Wyniki ocen, rzeczywistego stan pracy układu pom-powego studni wypadły pozytywnie. Stałe ukierunkowanie na prowadzenie energooszczędnej eksploatacji ujęć jest zasadniczą cechą wdrożonego systemu.
W SPMSYSTEM zarządzanie eksplo-atacją pomp i ujęć głębinowych pro-wadzone jest z poziomu posiadanego oprogramowania SoftSPM, które skon-figurowane jest w ten sposób, by już na etapie pierwszego wglądu na pracę sys-temu, a więc na mapie zbiorczej, można było odczytać wyniki ocen pracy obiek-tów oraz aktualny stan eksploatacji (por. str. 45, rys. 7). Zadanie to realizowane jest w ten sposób, że lokalizacja studni przedstawiana jest w postaci tzw. łezki, której kolor zabarwienia otoczki wska-zuje na stan pracy studni – kolor zielony oznacza pracę pompy głębinowej, kolor czerwony oznacza wyłączenie pracy agregatu pompowego.
Stan załączenia pompy głębinowej po-twierdzany jest też napisem ON lub OFF. Dodatkowo wewnętrzny kolor okręgu w otoczce wskazuje na wynik oceny ener-gochłonności pracy układu pompowego pompy głębinowej wg zasady: – kolor zielony oznacza eksploatację
optymalną, – kolor żółty wskazuje na pracę w ob-
szarze granicznym, – kolor czerwony oznacza eksploatację
nieopłacalną.
Dla odzwierciedlenia trybu stero-wania pracą studni we wnętrzu okręgu zamieszczona jest litera A – dla pracy w systemie automatycznym lub R – dla pracy ze sterowaniem ręcznym.
Na mapie pokazano również umiej-scowienie zbiorników. Podobnie jak dla studni położenie zbiorników zaznaczo-ne jest również w postaci łezki, z tym, że otoczka jest koloru niebieskiego. Ko-lor wewnętrznego okręgu wskazuje na aktualny stan napełnienia zbiornika: – kolor zielony oznacza optymalne
wypełnienie zbiornika, – kolor żółty wskazuje wartość po-
łożenia poziomu wody w obszarze granicznym,
– kolor czerwony oznacza alarmowe położenie wody w zbiorniku.
Dodatkowo, dla szybkiej anal i-zy, pod łezką studni, w prostokącie
Fot.1.Zmodernizowaneujęcieim.PrymasaKard.StefanaWyszyńskiego
Fot.2.OpomiarowanieSPMSYSTEMnaujęciu„Palmowa”
52 styczeń/luty 2016 www.forum-eksploatatora.pl
Energooszczędna eksploatacja ujęć głębinowych w ZWiK MyszkówPo
mpy
i po
mpo
wni
e
o kolorze stanu pracy pompy, podana jest aktualna wartość wydajności pom-py, natomiast tuż nad nim godzina wykonanego pomiaru. Dla zbiornika w ten sam sposób podana jest wartość położenia zwierciadła wody.
Użytkownik, praktycznie po pierw-szym spojrzeniu na mapę rozmiesz-czenia obiektów, szybko orientuje się w stanie eksploatacji systemu. W przy-padku zaistnienia stanów alarmowych, zarówno w pracy pomp jak i zbiorni-ków, na mapie zamieszczane są odpo-wiednie oznaczenia i opisy w kolorze czerwonym. Dla ilustracji poziomów wartości zasięgów sieci GSM w punk-tach lokalizacji obiektów, wizualizowa-ne są odpowiednie wskazania odzwier-ciedlające te wartości.
W SPMSYSTEM zastosowano tzw. rozproszony system sterowania [3],
tzn. że sterownik zbiornika bezpo-średnio załącza lub wyłącza przypisaną mu studnię i jednocześnie informuje system o stanie pracy. W przypadku ewentualnych problemów, sterowanie przejmuje system nadrzędny i, gdy trze-ba, informuje centrum dyspozytorskie o komplikacjach. Taki system sterownia i nadzoru eksploatacji doskonale spraw-dza się w praktyce i znacznie zwiększa niezawodność pracy całego systemu.
Zagadnienia energooszczędnej eks-ploatacji ujęć sprowadzają się do: – prawidłowego doboru pomp do rze-
czywistych i prognozowanych para-metrów pracy układów pompowych studni;
– stałej, systemowej oceny energo-chłonności eksploatacji układów pompowych;
– systemowej diagnostyki pracy głębi-nowych agregatów pompowych oraz rurociągów wraz z armaturą;
– śledzenia zmian charakterystyk hy-draulicznych i hydrogeologicznych studni i ujęcia;
– systemowego ustawienia indywidu-alnych algorytmów sterowania ukła-dami pompowymi;
– właściwego wykorzystywania i usta-wiania poziomów wody w zbior nikach.
Przykładem może być powiększenie zakresu poziomów w zbiorniku Osiń-ska Góra i wprowadzenie tzw. nocne-go piętrzenia wody przy niskiej cenie energii elektrycznej oraz wykorzystanie poziomu dla zasilania miasta Myszkowa w okresie wyższej ceny za energię i krót-kiego podpiętrzenia poziomu w okresie tzw. południowej doliny energetycznej. Fot.3-4.Praceprzywymianiepompyorazmontażuunikalnej,dedykowanejsondypomiarówciśnieńSGP-21
Rys.2Stanpracyzbiornikaorazjegoparametryzwiązanezesterowaniem,tj.poziomyostrzegawcze,awaryjne,przypisanedosterowaniastudnie,stanpracystudniitp.
53www.forum-eksploatatora.pl styczeń/luty 2016
Energooszczędna eksploatacja ujęć głębinowych w ZWiK MyszkówPom
pyipompow
nie•Reklam
a
Taki system pracy zbiornika obniżył jednostkowy koszt za energię elektrycz-ną na ujęciu im Prymasa Kard. Stefana Wyszyńskiego o ok. 10%.
2.Podsumowanie
Jak wspomniano, w SPMSYSTEM występują trzy wersje oprogramowa-nia oraz trzy wersje oprzyrządowania i opomiarowania studni. Taka struk-tura budowy systemu umożliwiła opty-malny wybór wersji oprogramowania – SoftSPMBASIC oraz dobór dwóch wa-riantów oprzyrządowania i opomiaro-wania studni i zbiorników – SPMBASE oraz SPMOPT. Możliwość dowolnej konfiguracji SPMSYSTEM zdecydowa-nie obniżyła koszty inwestycji i, trzeba również podkreślić, że wyeliminowano w ten sposób niepotrzebne koszty wy-konania drogich projektów.
Ponad roczna eksploatacja ujęć wy-kazała poprawność w funkcjonowa-niu systemu i optymalizacji pracy ujęć. Można stwierdzić, że trafnie wybrano konfigurację systemu. Należy dodać, że dodatkowo obniżyły się koszty utrzy-mania łączności w sterowaniu i monito-ringu w sieci GSM, do 79 złmiesiąc za cały SPMSYSTEM.
Trzeba też podkreślić niezawod-ną pracę dedykowanych zestawów
Rys.3.Zmianypoziomuw zbiornikupodczasdwóchdnieksploatacji
opomiarowania i oprzyrządowania studni oraz zbiorników – SPM produk-cji Aplisens S.A.
3.Literatura
[1] Strączyńsk i M., Wąsowsk i J., Zator-ski P.: Systemowe zarządzanie, monitoring oraz sterowanie w eksploatacji pomp i ujęć
głębinowych – SPMSYSTEM. Forum Eksplo-atatora nr 3, maj-czerwiec 2015.
[2] Strączyński M., Woszczyk R., Zatorski P.: Najnowsze technologie w zarządzaniu oraz sterowaniu eksploatacją pomp i ujęć głębi-nowych – system SoftSPM, część I: Budowa systemu. Technologia Wody, nr 4(36), lipiec--sierpień 2014.
[3] SPMSYSTEM, Opis systemu PL. http://soft-spm.com.
Zapraszamy na Seminarium Szkoleniowo-Promocyjne
Energooszczędna, systemowa eksploatacja ujęć i pomp głębinowych
Seminarium kierowane jest do Przedsiębiorstw i Zakładów Wodociągowych, ich zarządów i pionów technicznych, Gmin oraz Starostw posiadających własne ujęcia wód wgłębnych,
Wodociągów Wiejskich i Spółek wodnych. Także dla Kopalń Odkrywkowych i Zakładów Górniczych.
W ramach Seminarium przedstawione będą merytoryczne podstawy prowadzenia optymalnej energetycznie i racjonalnej technologicznie eksploatacji głębinowych ujęć wód. Zaprezentowane będą współcześnie najnowsze
rozwiązania systemowe gwarantujące uzyskiwanie wysokich sprawności energetycznych eksploatowanych układów pompowych pomp głębinowych – SPMsystem; nowoczesne, dedykowane opomiarowania układów pompowych
studni ujęciowych oraz systemy przekazu danych i sterowania; a także najnowsze technologie informatyczne wraz z prezentacją działania Chmury SoftSPM, stanowiącej najnowszą, globalną technologię w sterowaniu pracą ujęć
wód wgłębnych. W ramach wyjazdu na ujęcia ZWiK Myszków uczestnicy zapoznają się z funkcjonującymi obiektami objętymi systemem energooszczędnego zarządzania i sterowania eksploatacją ujęć – SPMsystem.
Przedstawiony zostanie tzw. elastyczny systemem finansowania dostępu do rozwiązań umożliwiających szybkie uzyskiwanie efektów wynikających z oszczędności energii. Każdy z uczestników otrzyma
materiały opisujące budowę i działanie systemu, najnowsze artykuły z zakresu poruszanych tematów oraz książkę „Podręcznik Eksploatacji Pomp w Wodociągach i Kanalizacji”
Partner techniczny: APLISENS S.A. • Patronat: Wydawnictwo Seidel-Przywecki Sp. z o.o.Organizator: MAST Bełchatów • Gospodarz: Burmistrz Miasta Myszków, ZWiK Myszków Sp. z o.o.
Miejsce: Zamek Bobolice • Termin: 5-06 kwietnia 2016 r.Koszt uczestnictwa: 395,00 zł netto • Ilość miejsc ograniczona: do 35 osób – decyduje kolejność zgłoszeń
Informacje i zgłoszenia: MAST Dr Marian Strączyński, Zawady 20P, 97-400 Bełchatów, tel. 601 292 632 • e-mail: [email protected] • www.softspm.com