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三暢創新研發儀表、助力工業自動化升級

三暢流量計優化中西部城市的廢水處理案例簡析

來源: 作者: 發布日期:2020-05-23 08:42:52

 Dynasonics®超聲波運輸時間流量計可提高衛生升降臺的性能,可靠性和總擁有成本

 
        廢水處理過程對各種規模的城鎮都很重要。這些操作很復雜,涉及廣泛的流量測量應用。他們要求流量計具有非常高的準確性和可靠性,以及長期的穩定性和較低的擁有成本。
 
        提升站是每個市政供水和廢水處理網絡的組成部分。在此類站點進行流量測量是實現非常佳性能的關鍵組成部分。操作員需要流量計的詳細信息,以進行流入和滲入(I&I)研究,流量調查和提升站性能分析,并確定從整個城鎮的特定盆地輸送到處理廠的廢水量。
 
典型的運營挑戰
 
        隨著污水網絡和廢水處理廠努力提高效率和降低成本,必須更加精確地監控運營。當發生強降雨或其他異常事件時,收集系統和濕井中的廢水水平可能會迅速達到臨界水平,因此需要流量計量設備提供準確的信息以采取適當的措施。
 
        像其他市政當局一樣,伊利諾伊州的倫巴第村依靠衛生升降站將污水從較低的高度泵到較高的高度,特別是在源頭的高度不足以進行重力流或使用重力運輸將導致開挖成本高昂的情況下深度和下水道建設成本高。
 
        提升站的關鍵要素包括:廢水接收濕井,有時配有篩網或研磨設備以去除粗糙的物料。帶有相關閥的泵和管道;馬達; 電源系統;設備控制和報警系統;氣味控制和通風系統;備用發電機,用于應急電源。
 
        市政當局在電梯站的性能上有重大的財務利益。當地下水和雨水進入城市集水系統時,處理過程的效率就會降低,下水道的衛生系統也會變得緊張。雨水發生后,提升站泵的運行時間會更長,啟動和停止的次數也會增加,這表明雨水已經進入了污水處理系統,并且正在接受處理。通過增加泵的運行和廢水處理,這些額外的雨水使市政當局付出了金錢的代價。
 
        可靠,不間斷的運行是廢水提升站的重要組成部分。大型住宅和商業綜合體排放到一個站點的社區無法承受較長的停機時間來進行維護,修理或安裝新設備。
 
        倫巴第村的水處理和廢水泵送主管Luke Sharp表示,該村現有14個衛生升降站,需要24/7全天候監控。此外,進入當地污水處理廠并由其處理的廢水量是關鍵指標。
 
        “無論是干燥天氣還是潮濕天氣,我們都不知道我們從不同的升降機站抽出的實際流量。我們知道,由于I&I和污水泵的連接,我們的衛生站的運行量大大增加了,我們需要迅速解決此問題,以便生成更好的流量數據。” Sharp說。
 
        近年來,由于春季和秋季的大雨以及冬季的溫暖溫度使積雪迅速融化,倫巴底村經歷了幾次下水道溢水和地下室后備設施的問題。這些事件將淹沒衛生污水收集系統。
 
流量測量的重要性
 
        經驗表明,流量測量是優化提升站操作的寶貴工具。準確的流量數據可幫助操作員了解系統是否有效運行。監視提升站中的流量為一般計費過程,評估泵效率,分析I&I的影響以及計劃維護計劃提供了重要的參考點。
 
        倫巴底村(Village of Lombard)以前在其衛生電梯站使用超聲波多普勒流量計,但是這些低成本的設備無法提供足夠的測量精度。此外,電表經歷了許多故障,并且工作狀態差,并且從未得到充分的維修。維修現有儀表所需的投資成本過高。
 
        流量監測是識別流入和入滲以確定發生問題的非常好步,以便隔離具有非常差I&I特性的盆地。倫巴底村的水和廢水處理部門決定對以下設備進行儀表升級:
 
        消除主要和次要降雨事件期間的慢性衛生污水下溢(SSO)。
        消除主要和次要降雨事件期間的長期地下室備份
        減少整個收集系統中的I&I
        防止收集系統內潛在的高風險故障
        更好地分析每個提升站的流量信息
        降低廢水處理成本
        提供分析以評估未來重大開發項目的能力
        該村莊根據已知的限制條件評估了幾種常用的流量計量技術,例如由于需求量大而無法關閉站的運行以及難以將管道流量計安裝到現有管道中。
 
        盡管傳統的在線設備(例如電磁流量計)可提供很高的測量精度,但它們也需要電才能運行,包括潛水,水密連接。這筆費用以及相關的開挖工作將推高項目范圍和安裝價格。
 
選擇合適的儀表
 
        在仔細考慮了不同制造商的流量測量解決方案之后,倫巴底村發現超聲波傳輸時間流量計是其提升站的非常佳方法。超聲波運輸時間計可以改進診斷功能,以準確地測量流量,幫助確定潛在的泵故障并在車站的設備上啟動適當的預防性維護程序,從而延長資產的使用壽命。
 
        運輸時間超聲波流量計通過將超聲波傳播到充滿液體的管道中并測量飛行時間來測量流速。借助夾鉗技術,該儀表是非侵入式的—其設計具有諸如降低安裝成本,不間斷生產,在各種管道尺寸上的安裝靈活性,無壓頭損失,不與內部液體接觸以及無泄漏等優點。活動部件要維護。這種方法可以在儀表的整個使用壽命內進行日常維護活動,而不必切入管道。
 
        倫巴底村與流量測量,控制產品和通信解決方案的創新者Badger Meter保持著現有關系,該服務為全球的自來水公司,市政當局以及商業和工業客戶提供服務,并選擇部署該公司的Dynasonics®超聲波傳輸時間流米。
 
        夏普說:“基于我們之前與Badger Meter合作的經驗,我們知道他們擁有良好的產品和客戶支持。” “我們的目標是以非常經濟的方式在我們的每個升降機站上安裝工作可靠的流量計,并且他們的團隊很棒。”
 
        該迪納聲TFX-5000超聲波夾式流量計是用于測量體積流量的非常新解決方案,其中包含清潔液體以及少量懸浮固體(例如地表水或原污水)的液體。該儀表具有多種配置,以滿足特定的應用需求。它易于使用,并且具有有用的診斷功能,可以消除編程時的猜測。取決于編程和集成到可編程邏輯控制器(PLC)中的情況,可以向用戶發出不合規格的流量條件警報,并訪問帶有非常新警報,錯誤和事件代碼的歷史記錄。此外,流量計還支持編碼器輸出,可與蜂窩終端一起使用,以連接到基于云的AquaCUE®或BEACON®Advanced Metering Analytics(AMA)軟件套件。
 
        TFX-5000流量計具有易于閱讀的大型圖形顯示,并提供Modbus RTU,Modbus TCP / IP,BACnet MS / TP和BACnet / IP連接選項。配置和故障排除通過可選的鍵盤或使用SoloCUE®Flow Device Manager軟件的通用串行總線(USB)電纜完成。儀表對需要單元鎖定的應用程序使用四級密碼安全系統。
 
        對于在水位線以下的室外安裝,例如在儀表坑或人孔中,Badger Meter建議使用具有硅基室溫硫化(RTV)特性的Dynasonics DTTN系列潛水式IP68等級換能器,這大大減少了將來的維護需求。
 
        在倫巴底村的廢水處理系統中,通過監督控制和數據采集(SCADA)系統對升降機進行監控。所有信息都被發送回集中位置,操作員可以在此處監視和維護每個站點。SCADA系統數據將得到持續監控,以確保非常高水平的效率。
 
        Dynasonics超聲波傳輸時間流量計提供4-20 mA模擬輸出,該輸出端接至PLC輸入。使用通信SCADA網絡將流量信息和所有提升站指標發送回SCADA機器。然后,所有數據都會在主SCADA服務器上趨勢化,并在中央監控站點上提供,操作員可以密切關注提升站的流量,泵的運行時間和其他運行參數。每日流量,泵的運行時間和周期已添加到SCADA機器中的XLR報告程序中,因此可以生成每月報告。
 
        夏普由四名操作員組成的團隊使用提升站流量計檢修孔中的現有管道安裝了超聲波鉗形表。為了執行工作,每個站點都需要一個狹窄的空間條目。然后,操作員拉出傳感器電纜,將傳感器安裝到排放管道上,將主機安裝在SCADA機柜中,并將這些單元連接到PLC。ger計代表通過使用便攜式超聲波設備訪問每個站點來協助啟動,以驗證實際流量讀數并校準已安裝的流量計。該村的集成商也參與了該過程,整個項目僅用了兩天時間就完成了。
 
        “ Dynasonics超聲波流量計可直接從車站獲得干燥和潮濕天氣的流量讀數,以便我們可以推斷相關信息并分析與污水泵,漏水支管或下水道主管有關的I&I條件。這使我們能夠利用從儀表中看到的數據將未來的維修工作集中在盆地上。” Sharp說。“同時,訪問詳細的流量數據使我們的部門能夠計算升降機站的現有容量,以支持該地區的任何新商業或住宅開發。”
 
        在倫巴底村,基于持續監控活動的例行維護計劃已被證明有效地提高了升降機站的效率。利用準確的流量數據,操作員能夠快速響應泵性能下降的情況。運營商在問題變得嚴重之前就對其進行檢查和補救,這可能導致地下室備份或SSO。
 
對廢水使用者的好處
 
        正如倫巴德村(Village of Lombard)所展示的那樣,當用戶無法關閉廢水處理裝置以安裝傳統的在線流量計時,諸如Dynasonics TFX-5000超聲波鉗式流量計之類的非侵入式流量測量儀器是理想的解決方案。超聲波計從外部管壁進行測量,因此設備上沒有磨損,幾乎無需維護。整個流量計系統由超聲換能器和測量變送器組成,可以很容易地帶到現場并由少量人員安裝。無需在排放管道上進行工作,切入新的閥門,進行挖掘或對人孔進行電動操作。
 
        由于采用了夾鉗技術,TFX-5000流量計可以在現有的提升站內非常簡單且經濟高效地部署流量測量點,即使由于缺乏直管長度和安裝壓力而經常不容易工作時,靠近泵。
 
        根據Sharp的說法,超聲波傳輸時間流量計的使用為其部門的廢水泵送操作提供了可觀的投資回報(ROI)。
 
        夏普說:“超聲波鉗形表易于安裝,從而降低了我們的總體項目成本。” “我們可以使用準確的流量數據來更好地計劃與I&I相關的資本改善項目,并驗證廢水處理廠的成本,以便優先分配預算。”
 
        他補充說:“ Badger流量計以其優質的產品而聞名,這是我們選擇他們的流量計感到滿意的主要原因之一。”
 
結論
 
        在水和廢水行業中要求苛刻的提升站應用需要一種可靠,準確且無創的流量測量解決方案。至關重要的是,流量計量設備必須易于安裝在升降臺上,而無需關閉正常運行。
 
        倫巴底村的水處理和廢水泵部門對各種流量計制造商進行了評估,獲得了建議并查看了產品演示,但非常終認為Badger Meter Dynasonics超聲波運輸時間流量計是優化性能,可靠性和總擁有成本的答案它的衛生升降站。

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