NO166547B - Fremgangsmaate for overvaakning av en pumpestasjon for avloepsvann, samt tilhoerende apparat. - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for overvåkning og styring av ytelsen og effekten for en pumpestasjon for avløpsvann, hvilken fremgangsmåte er i stand til å detektere en driftsfeil i pumpestasjonen så som tilstopping eller lekkasje i pumpen, rørledningsnettverket eller ventiler, eller en reduksjon i ytelsen på grunn av pumpeslitasje.

Vanligvis detekteres en feilfunkjon så som en tilstopping, lekkasje i rørledningsnettverket eller en reduksjon i ytelsen på grunn av pumpeslitasje, i pumpestasjonen for avløpsvann bare når pumpestasjonen taper driftskapasiteten, hvorved væskenivået i pumpestasjonen når en alarmgrense, og hvor det umiddelbart må foretas handling for å rette opp situasjonen, eller alternativt kan for eksempel en delvis tilstopping eller reduksjon i pumpeytelsen på grunn av slitasje skape en feilfunksjon som kan detekteres bare ved utstrakt overvåkning av pumpedriftstiden og resultatet av pumpingen.

Fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen tar sikte på å detektere feil i en pumpestasjon for avløp, og redusert ytelse i et tidligere trinn, og derved gjøres det mulig å treffe tiltak for å rette opp feilen før feilfunksjonen medfører alvorlig ødeleggelse av prosessen som betjenes av pumpestasjonen for avløpsvann.

Fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen er kjennetegnet ved at det anvendes et tilhørende overvåkningsapparat som er plassert i pumpestasjonen for avløpsvann for kontinuerlig overvåking av volumverdiene for utgangsstrømmen fra pumpen og sammenligning mellom disse verdier og fastsatte ytelsesverdier. Ved hjelp av oppfinnelsen kan derved en umiddelbar alarm utstedes dersom volumverdiene for utgangsstrømmen i pumpestasjonen for avløpsvann endrer seg av en eller annen grunn, og således kan det iverksettes forbyggende vedlikeholdsoperasjoner.

En fordelaktig utførelse av oppfinnelsen er kjennetegnet ved at målingen av volumverdiene for pumpens utgangsstrømning blir foretatt ved strømningsmålinger som utføres i rørlednings-nettverket som er under trykk.

En annen utførelse av oppfinnelsen er kjennetegnet ved at stigningshastigheten til væskenivået forårsaket av innstrømning-en, væskenivåhøyden og pumpetiden detekteres for å bestemme pumpens ytelsesverdier.

En tredje utførelse av oppfinnelsen er kjennetegnet ved at pumpens ytelsesverdier defineres på bakgrunn av den målte væskenivåstigningshastigheten og pumpetiden som er nødvendig for å endre væskenivået fra et innstilt nivå til et annet innstilt nivå. Dersom store varisjoner finner sted i inn-strømningen til pumpestasjonen og derved påvirker pumpetiden, blir dette tatt hensyn til ved at den sammenlignende måling bare blir utført i slike tidspunkter hvorved innstrømningen er på det samme nivået som det som ble brukt for å definere settet av referanseverdier.

Oppfinnelsen angår også et overvåkningsapparat som er i stand til å implementere den foran nevnte overvåkningsfremgangs-måte. Overvåkningsapparatet i henhold til oppfinnelsen er kjennetegnet ved at det innebefatter konvensjonelle strømnings-metre og grensesensorer komplementert med en alarmenhet, som utsteder et alarmsignal når de innstilte grenseverdier overskrides. Dette arrangement tilveiebringer et fullstendig automatisert alarmsystem som er basert på kontinuerlige overvåkningsmålinger som sammenlignes med referanseverdier, og er følsomt overfor feilfunksjoner i pumpestasjonen for avløps-vann , og kan utføres ved hjelp av enkle innretninger og en programerbar logisk styreinnretning med minne.

I det følgende skal oppfinnelsen beskrives mer detaljert under henvisning til et utførelseseksempel og de medfølgende tegninger hvor figur 1 viser skjematisk en pumpestasjon i samsvar med oppfinnelsen i et langsgående tverrsnitt.

Figurene 2 og 3 viser en strømningsvolumkurve som en funksjon av tid.

Fremgangsmåten for overvåkning av feilfunksjoner i en pumpestasjon for avløpsvann! er i stand til å detektere en driftsfeil i pumpestasjonen», så som en tilstopping eller en lekkasje i pumpen, rørledningsnettverket eller ventiler, eller en reduksjon i ytelsen på gsrunn av pumpeslitasje. Et overvåkningsapparat plassert i pumpestasjonen utfører kontinuerlig overvåkning av pumpeutgangsverdiene og sammenligner i et styrt øyeblikk verdiene med målte? referanseverdier. Høydeforskjellen h vist på figur 1 indikerer den øvre (A) og den nedre (B) referansegrense. Grense A kan for eksempel være startgrensen mens grense B da vil være en passende stoppgrense for pumpen, eller alternativt kan den ene eller begge av disse grensene være tilfeldige høydegrenser under forutsetning av at begge disse grensene blir aktivert under driftssekvensen til pumpen. Pumpeytelsen eller det utpumpede volum blir målt tilnærmet ved at tiden som det er nødvendig å kjøre pumpen inntil væskenivået faller fra referansegrensen A til referansegrense B detekterer, mens virkningen av innstrømning tas hensyn til ved at tiden som er nødvendig for at væskenivået kan stige fra nivå B til nivå A under en periode når pumpen står stille blir detektert, og det antas at innstrømningen vil være tilnærmet konstant under stillstandsperioden til pumpen. Det pumpede volumet A -» B velges tilstrekkelig lite til å korrespondere med for eksempel en driftsperiode på 20 sekunder til 6 minutter for pumpen under disse forhold.

For på mest mulig effektiv måte å minimalisere virkningen av variasjoner i innstrømningen blir referansemålingen utført etter en slik stillstandsperiode som har en minimumsinn-strømningshastighet som maksimalt ikke overskrider 20% av utstrømningen fra en ny pumpe under disse forhold. Dette betyr at nevnte måling blir utført bare under forhold når stillstandsperioden til pumpen er i det minste 5 ganger så lenge som tiden som er nødvendig for en ny pumpe å pumpe volumet A -» B.

Således, dersom man setter:

V2 = innstrømning,

vlpu = strømningshastigheten til en ny pumpe under nevnte

forhold (ved fremherskende hode),

V = volumendringen fra A -» B,

t± = tiden som er nødvendig for eri slitt pumpe for å

redusere væskenivået A -» B, og

V«^p = strømningshastigheten for en pumpe som har vært

utsatt for slitasje, så er

Vip * tx = V + V2 * tx

og ved løsning av denne ligning får man

hvor V er kjent fra de geometriske volumdata til pumpestasjonen, t-L måles, V2 måles (tilnærmet) ved å detektere tiden t2 som er nødvendig for væskenivået for å stige fra nivå B til nivå A under den forutgående stillstandsperiode til pumpen. Vi løser V2 = V/t2

Vurderingen av tilstanden til pumpen som har vært utsatt for slitasje blir nå utført ved. å sammenligne den beregnede strømningshastigheten V^ til den slitte pumpen med strømnings-hastigheten V^pU opptatt på bakgrunn av fabrikktestkjøringer av pumpen, av publiserte data, eller av testkjøringer av pumpen i stasjonen når den var ny.

Dersom forskjellen i strømningshastigheter mellom den nye og den slitte tilstanden til pumpen skiller seg mer enn en bestemt maksimalverdi, indikerer dette et forverret nivå i pumpeytelsen. Nyheten med oppfinnelsen tilveiebringer muligheten for at denne målemetoden kan anvendes ved implementeringen av en automatisert målesekvens ved hjelp av kommersielt til-gjengelige, kostnadseffektive og ukompliserte programerbare logiske styreinnretninger (plc) eller tilsvarende utstyr. Målingen og den påfølgende sammenligning av ytelsesdata til en ny pumpe kan lagres i programminnet til den logiske styreinnretningen for å automatisere målingene til en sekvens som gjentar seg i innstilte intervaller, som imidlertid kan være ikke-regulære (på grunn av endringer i innstrømningen), men som i praksis i det minste gjentas i intervaller som ikke er lenger enn noen få dager.

Figur 2 illustrer i kurveform pumpesekvensen, og hvor pumpedriftstiden markeres som tj og pumpestasjonsoppfyllingstiden som t2. I avhengighet av innstrømningen kan oppfyllingstiden t2 variere.

Beskrivelsen ovenfor omhandlet bare tilfellet hvor stillstandsperioden ble definert som

Dersom vi i tillegg bestemmer at målingen bare skal aktiveres når stillstandsperioden oppfyller betingelsen:

finner målingen alltid sted automatisk når stillstandsperioden faller mellom disse grensene, hvorved X og Y er koeffisienter hvis verdier bestemmes i samsvar med pumpesystemutforming&n.

Koeffisienten Y er valgt slik at den for eksempel er 7 dersom X = 5. Ved å innstille en nedre og øvre grense for stillstandsperioden t2, som utløser målingen, kan det oppnås en ytterligere reduksjon i usikkerheten til målingen.

For å kunne sikre at intervallet mellom målingene ikke øker til en utolererbar lengde, kan en teller i den logiske styreinnretningen programmeres slik at den akkumulerer antallet utførte målinger. Ved ønskede intervaller, hver måned, kan tellerinnholdet avleses for å undersøke målehastighetene. Dersom det akkumulerte antall er uakseptabelt lavt, kan koeffisientene X og Y justeres i samsvar med dette.

Den logiske styreinnretningen kan være programert slik at den utsender et alarmsignal, enten visuelt eller akustisk eller på elektrisk form til et fjernstyringsnettverk, dersom pumpeytelsen faller under et innstilt minimumsnivå. I tilfellet hvor det ikke er ønskelig med noen alarmer, kan måledata lagres i styreinnretningens minne for senere avlesning av en vedlike-holdstekniker i samband med et vedlikeholdsoppdrag.

Claims (5)

1. Fremgangsmåte for overvåkning av ytelsen og effekten til en pumpestasjon for avløpsvann, hvilken fremgangsmåte er i stand til å detektere driftsfeil i pumpestasjonen for avløpsvann så som en tilstopping eller en lekkasje i pumpen, rørlednings-nettverk eller ventiler, eller en ytelsesreduksjon på grunn av pumpeslitasje, karakterisert ved at overvåkningsapparatet som er plassert i pumpestasjonen for avløpsvann utfører kontinuerlig overvåkning av pumpens utmatningsverdier og i et styrt tidspunkt sammenligner verdiene med målte referanseverdier.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at den utmatede volumstrøm fra pumpen bestemmes ved strømningsmålinger i rørlednings-nettverket som er under trykk.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at stigningshastigheten til væskenivået frembrakt av innløpsstrømningen, væskenivåhøyden og pumpetiden blir detektert for å bestemme pumpens utmatningsverdier.

4. Fremgangsmåte som angitt i et hvilken som helst av kravene 1 til 3, karakterisert ved at pumpens utmatningsverdier defineres på bakgrunn av målte stigningshastigheter for væskenivået frembrakt av inngangsstrømning, væskenivåer og pumpetiden som er nødvendig for å endre væskenivå fra et innstilt nivå til et annet innstilt nivå.

5. Overvåkningsapparat for en pumpestasjon for avløpsvann som angitt i krav 1, karakterisert ved at apparatet består av konvensjonelle strømningsmetere og grensesensorer utstyrt med en alarmenhet, som utsteder et alarmsignal når de innstilte grenseverdier overskrides.