За да работи ефективно една водоснабдителна мрежа, управлението на налягането в нея е от ключово значение – от осигуряването на достатъчно налягане за крайния потребител до редуцирането на течовете, авариите и разхода на енергия. За постигане на този баланс е важно ВиК операторите да имат информация как се променя налягането в различните участъци на мрежата. „Тук на помощ идва Cordonel® на Sensus, част от технологичния гигант Xylem – ултразвуков водомер за измерване на големи дебити с интегриран сензор за налягане. Той предлага възможност за едновременно измерване на водния поток и налягането в конкретната точка на измерване“, коментираха пред Инженер.bg от Акварор – Бояджиев и синове, утвърдена компания във ВиК сектора и дългогодишен партньор на Sensus за България.

Баланс между надеждно водоснабдяване и ограничаване на загубите

Съвременните мрежи за разпределение на вода работят под налягане, чиято големина се определя от установените в отрасъла практики или от нормативните изисквания. В конкретни случаи тези изисквания могат се заложат и от противопожарните служби, които се нуждаят от минимално водно налягане за гасене на пожари в стандартни жилищни сгради.

„Поддържането на водното налягане гарантира, че водата ще достигне до конкретната жилищна сграда и ще може да се издигне на височина най-често 10 m или повече, без да има нужда от монтирането на допълнителни помпи“, обясниха от Акварор – Бояджиев и синове. „Релефът на даден терен също е от съществено значение, но ВиК операторите трябва да осигурят достатъчно налягане в мрежата независимо от него. Районите с хълмове и долини създават по-сериозни затруднения при разпределението на водата и често налагат използването на бустерни станции с по-мощни помпи за повишаване на налягането в последващите участъци на мрежата“, продължиха коментара си от компанията.

Осигуряването на достатъчно налягане за нуждите на крайния потребител и за преноса на необходимото количество вода са част от основните задачи на ВиК операторите. Когато обаче водното налягане е над необходимото, ефективността на мрежата може сериозно да се понижи. При по-високо налягане загубите на вода поради наличието на течове се увеличават, а натоварването върху тръбните съединения, арматурата и цялата мрежа нараства. Това води до значително по-висок риск от аварии, спукване на тръби и появата на нови течове. „Прекомерното изпомпване от своя страна води и до излишен разход на енергия и може да предизвика сериозни проблеми с налягането, а те от своя страна съкращават експлоатационния живот на тръбите“, посочиха от Акварор – Бояджиев и синове.

Cordonel® – решение, което интегрира сензор за налягане директно във водомера

Cordonel® е ултразвуков водомер за измерване на големи дебити, включващ сензор за налягане като опция, която може да се интегрира в корпуса на водомера още при неговото производство. „Интегрираният сензор позволява и целият водомер да бъде със степен на защита IP68. Това означава, че Cordonel® може да се използва и в условия на пълно потапяне – например при високи подпочвени води или в случай на наводнение на шахти“, заявиха от Акварор – Бояджиев и синове.

Вграждането на сензора за налягане помага и за предотвратяване на някои проблеми, които се наблюдават при използването на отделни устройства за измерване на налягането. При тях сензорът се свързва към водоразпределителната мрежа чрез къси тръбни връзки и точка за достъп, например пожарен хидрант. Тъй като през тези тръбни връзки няма постоянен воден поток, при много ниски температури водата в тях може да замръзне, което води до грешки в измерването. При интегрирания сензор тези условия не оказват влияние, тъй като водата преминава редовно през водомера. Така се осигуряват надеждни и точни показания за стойността на налягането.

Хидравлично налягане и загуби на вода – защо измерването е важно?

„За да се редуцират максимално загубите на вода, налягането следва да се управлява правилно, защото водата, която изтича при възникнали течове, се увеличава пропорционално на налягането. То може да се регулира чрез инсталиране на регулатор на налягането в тръбопровода, чрез който да се понижава до определено ниво“, обясниха специалистите.

„Този процес трябва да се извършва с повишено внимание, защото, ако налягането бъде намалено прекалено, то може да се окаже недостатъчно за потребителите, които се намират на по-голяма надморска височина, в края на мрежата или в райони, в които тръбопроводите са с недостатъчен диаметър“, поясниха още от Акварор – Бояджиев и синове.

Измерване в множество точки за по-пълна картина на мрежата

Стандартният мониторинг на налягането във водоснабдителните мрежи обикновено се свързва с регистриране на преходни процеси с ниска честота на дискретизация в ограничен брой точки от мрежата или в много случаи – само в една точка, която е разположена на най-високата надморска височина в измервателна зона (District Metered Area – DMA). Основната цел е да се измери най-ниското налягане в мрежата, което обикновено е налягането именно в точката с най-висока надморска височина.

Измерването на налягането на изхода на регулатора на налягането чрез сензори за преходни процеси дава възможност да се следи работният му статус и да се установи дали е необходимо техническо обслужване, ако изходното налягане започне да се променя. Тези изменения на налягането могат да доведат до прекомерно натоварване на тръбопровода след регулатора.

„Все повече се осъзнават предимствата от използването на десетки или дори стотици сензори за налягане, които да са разпределени в рамките на измервателната зона и интегрирани във водомерите на търговски и промишлени потребители“, категорични са от Акварор – Бояджиев и синове. Чрез измерване на реалното налягане непосредствено в точките на подаване на водата към потребителите операторът на мрежата получава много по-подробна картина на налягането в цялата водоснабдителна система, а не само в няколкото предварително избрани точки, в които се извършват измервания с висока честота на дискретизация. Сензорите за налягане с ниска честота на дискретизация обикновено извършват измервания през интервали от 5 минути до 1 час в зависимост от нуждите на ВиК оператора. Въпреки това те могат да предоставят ценна информация за разпределението на налягането в мрежата.

Какви са основните типове сензори за налягане?

В различни точки на водоснабдителната мрежа се използват три основни типа сензори за налягане.

Специализирани сензори за налягане с ниска честота на дискретизация

Това е стандартното решение, което може да се инсталира на различни места и позволява широко разпределение на измервателните точки в мрежата. Обикновено сензорите се разполагат в точки с най-висока и най-ниска надморска височина, както и на средна надморска височина в рамките на измервателна зона (DMA) или район. В някои случаи се инсталират и в други конкретни точки, разпределени в различни части на мрежата.

Специализирани сензори за налягане с висока честота на дискретизация

Тези сензори са подходящи за по-тясно специализирани приложения и най-често се инсталират на места, където могат да възникнат преходни процеси на налягането и/или хидравличен удар, например на изхода на помпени станции, и др. Те могат да се използват и в участъци след клапани с голям диаметър, които се задействат редовно, както и при връзки към много големи потребители.

Сензори с ниска честота на дискретизация, интегрирани във водомери

Този тип сензори, какъвто е интегрираният в Cordonel®, са подходящи, когато данните се използват за анализ на връзката между потреблението на клиентите и налягането във водоснабдителната мрежа. „Те са подходящи и за проверка на изпълнението на договорните споразумения за ниво на обслужване (Service Level Agreements – SLA) и на ключовите показатели за ефективност (Key Performance Indicators – KPI), определени от регулаторните изисквания“, коментираха от Акварор – Бояджиев и синове.

Оптимизирано налягане чрез комбинация от измервания и управление

„Основна цел на всеки ВиК оператор би следвало да бъде поддръжката на възможно най-ниското налягане в системата, като в същото време се спазват нормативните изисквания и се осигурява необходимото налягане за нуждите на противопожарните служби, без да се поддържа прекомерен резерв“, посочиха от Акварор – Бояджиев и синове. Това от своя страна е необходимо, за да се ограничи количеството на водата, която се губи вследствие на течове в мрежата, както и за намаляване на електроенергията, необходима за работата на помпените станции. По този начин могат да се ограничат разхищението на енергия и емисиите на CO₂, тъй като значителна част от електроенергията се произвежда от изкопаеми горива като нефт, природен газ, и въглища.

Характерно за системите за автоматично отчитане на водомерите (AMR), при които данните се събират чрез периодично преминаване покрай или обхождане на измервателните точки, е, че откриването и коригирането на проблеми може да се извършва всеки ден. Системите за усъвършенствана измервателна инфраструктура (AMI) позволяват корекцията и балансирането на налягането да се извършват в рамките на часове или дори минути.

С помощта на технологията SmartPoint на Xylem е възможно AMR система впоследствие да бъде трансформирана и мигрирана към AMI система. По този начин ВиК операторът може чрез последователни стъпки да разширява функционалността на системата в съответствие с потребностите си, както и с разгръщането на технологията в по-голям мащаб.

„Измерването на налягането се превръща не само в средство за регистриране на моментни стойности, но и в основа за по-добро разбиране и управление на цялата водоснабдителна мрежа. В този контекст Cordonel® с интегриран сензор за налягане може да бъде част от по-широка система за мониторинг, анализ и оптимизиране на работата на мрежата, както и качествен и навременен мониторинг“, допълниха още от Акварор – Бояджиев и синове.

Тази статия на ДигиталнаИндустрия.bg е по материали на Инженер.bg.

Повече информация за Акварор – Бояджиев и синове, марките, продуктите и услугите, които предлага у нас, реализации и актуални промоционални кампании, бихте могли да намерите в микросайта на фирмата в Борса.bg! 

Източник на снимковия материал: Акварор – Бояджиев и синове, Sensus, ©Engineer BG via Canva.com