Κοινοποίησε

Αξιολόγηση Χρήστη: 5 / 5

Αστέρια ΕνεργάΑστέρια ΕνεργάΑστέρια ΕνεργάΑστέρια ΕνεργάΑστέρια Ενεργά
 

Σε υπάρχον αντλιοστάσιο λυμάτων καλείσαι να λύσεις το μυστήριο της κακής λειτουργίας που βασανίζει τους υπευθύνους για την καλή του λειτουργία. Στο 2ο μέρος έτρεξες σενάρια λειτουργίας του αντλιοστασίου με μία αντλία στο ΕΡΑΝΕΤ, βρήκες τις αστοχίες και τώρα καλείσαι να τρέξεις σενάρια με 2 αντλίες για να εξάγεις πρόσθετα συμπεράσματα.

 

  

Επτά σενάρια με δύο αντλίες

Από τα στοιχεία του προμηθευτή διαπιστώνεις ότι είναι όμοιες οι αντλίες και επειδή τα ειδικά τεμάχια που είναι προσαρμοσμένα πάνω τους είναι ίδια περιμένεις ότι η συμπεριφορά τους κατά την λειτουργία θα είναι ίδια: θα εργάζονται στο ίδιο μανομετρικό, παροχή και βαθμό απόδοσης.

Από τα 7 σενάρια που εξετάζεις με δύο αντλίες σε λειτουργία τα 3 αφορούν μονό αγωγό, τα 3 αφορούν διπλό αγωγό και το 1 αφορά τριπλό αγωγό σε λειτουργία. Αναμένεται ότι καθώς μεταβαίνεις από αγωγούς μικρότερης διατομής σε αγωγούς μεγαλύτερης διατομής το μανομετρικό λειτουργίας της κάθε αντλίας να μικραίνει και συνεπώς να αυξάνεται η αποδιδόμενη ογκομετρική παροχή. Στον παρακάτω πίνακα συνοψίζεις τα αποτελέσματα του ΕΡΑΝΕΤ για κάθε σενάριο που έτρεξες. Για την ποιοτική ανάδειξη των προβλημάτων επέλεξες την ταχύτητα ροής των λυμάτων μέσα στους αγωγούς και τον ολικό βαθμό απόδοσης του αντλητικού συγκροτήματος.

Σενάριο

ΠΑΡ.

ΑΓΩΓΟΣ1

ΑΓΩΓΟΣ2

ΑΓΩΓΟΣ3

1

V,m/s

1,21

 

 

 

EFF%

22,78%

 

 

 

       

2

V,m/s

 

1,04

 

 

EFF%

 

55,51%

 

 

       

3

V,m/s

 

 

0,92

 

EFF%

 

 

58,55%

 

       

4

V,m/s

0,61

0,95

 

 

EFF%

57,06%

57,06%

 

 

       

5

V,m/s

0,51

 

0,85

 

EFF%

59,48%

 

59,48%

 

       

6

V,m/s

 

0,55

0,60

 

EFF%

 

61,76%

61,76%

 

       

7

V,m/s

0,34

0,52

0,56

 

EFF%

61,99%

61,99%

61,99%

Ειδικά για τον συσχετισμό του βαθμού απόδοσης με την ογκομετρική παροχή, αυτός φαίνεται στο προηγούμενο διάγραμμα.

 

Συμπεράσματα

Τι  συμπεραίνεις από τα παραπάνω αποτελέσματα?

  • σε όλα τα σενάρια λειτουργίας η αντλία πετυχαίνει σημείο λειτουργίας πολύ αριστερότερα από το βέλτιστο σημείο λειτουργίας
  • ο βέλτιστος βαθμός απόδοσης είναι 71% σε παροχή 117 l/s
  • στο 1ο σενάριο που εξετάστηκε ο στενότερος σωλήνας ο βαθμός απόδοσης είναι 23% με παροχή περίπου 8 φορές μικρότερη της βέλτιστης
  • σε όλα τα υπόλοιπα σενάρια ο βαθμός απόδοσης παίζει από 56% έως 62% με παροχή περίπου 2 φορές μικρότερη της βέλτιστης

 

Γίνεται φανερή η πρώτη αστοχία (κατασκευαστική) του συστήματος: από την κατασκευή του επιλέχθηκαν λάθος αντλίες με αποτέλεσμα να λειτουργεί αντιοικονομικά.

 

Εξηγεί αυτό που μόλις συμπέρανες το πρόβλημα που σου εξέθεσαν οι υπεύθυνοι? Από μόνο του όχι! Εάν όμως κοιτάξεις τον προηγούμενο πίνακα και συγκρίνεις την ταχύτητα με μία οριακά ελάχιστη αποδεκτή τιμή 0,5-0,6m/s (ελάχιστη ταχύτητα παράσυρσης αιωρούμενων στερεών αστικών λυμάτων), τότε διαπιστώνεις τα εξής:

  • στα τρία πρώτα σενάρια, δηλαδή με λειτουργία ενός μόνο αγωγού οι ταχύτητες είναι ικανοποιητικές
  • σε κάποια από τα επόμενα σενάρια εμφανίζονται πιθανά προβλήματα ανά περίπτωση
  • στο 5ο σενάριο λειτουργούν οι 1ος και 3ος αγωγός, ο 1ος αγωγός πιάνει οριακά την ελάχιστη ταχύτητα και είναι πιθανόν το σενάριο αυτό μετά από ώρες λειτουργίας να ταυτιστεί με το 3ο σενάριο κατά το οποίο λειτουργεί μόνο ο 3ος αγωγός
  • στο 6ο σενάριο λειτουργούν οι 2ος και 3ος αγωγός, ο 2ος αγωγός πιάνει οριακά την ελάχιστη ταχύτητα, το ίδιο και ο 3ος αγωγός
  • στο 7ο σενάριο λειτουργούν οι 1ος, 2ος και 3ος αγωγός, όλοι οι αγωγοί έχουν μικρότερη ή πιάνουν οριακά την ελάχιστη ταχύτητα

Τι σημαίνει όταν κάποιος αγωγός εμφανίζει χαμηλή ταχύτητα ρευστού? Η ταχύτητα του ρευστού είναι αρκετά κάτω από την ελάχιστη οριακά αποδεκτή με αποτέλεσμα να προκύπτει δυναμικός κίνδυνος να βουλώσει ο αγωγός. Τι μπορεί να συμβεί εάν βουλώσει κάποιος αγωγός?

  • στο σενάριο 5 εάν βουλώσει ο 1ος αγωγός λόγω χαμηλής ταχύτητας, τότε αυτομάτως όλο το ρευστό θα περάσει μέσα από τον 3ο αγωγό με αποδεκτή ταχύτητα αλλά μικρότερη ογκομετρική παροχή, υπάρχει πιθανότητα ο βουλωμένος αγωγός να ξεβουλώσει από κραδασμούς λειτουργίας ή υδραυλικά πλήγματα οπότε η παροχή αυξάνεται πάλι
  • στο σενάριο 6 εάν βουλώσει μόνο ο ένας τότε πιθανό να αναλάβει ο άλλος την ροή εάν δεν έχει βουλώσει και αυτός προηγουμένως ολικά ή μερικά, στην περίπτωση αυτή έχουμε μείωση της παροχής, εάν είναι βουλωμένοι και οι 2 αγωγοί τότε η παροχή μηδενίζεται, εάν λόγω κάποιου πλήγματος ξεβουλώσει ο ένας αγωγός η παροχή αυξάνεται πάλι, το σενάριο αυτό εκτιμάται ότι έχει μικρότερη πιθανότητα να συμβεί σε σχέση με το αντίστοιχο σενάριο της μίας αντλίας διότι οι αντλίες λειτουργούν κοντά στην ελάχιστη αποδεκτή ταχύτητα
  • στο σενάριο 7 εκτιμάται ότι πρώτα θα βουλώσει ο 1ος αγωγός λόγω υπερβολικά χαμηλής ταχύτητας, οπότε το σύστημα θα λειτουργήσει με τις επιπτώσεις και τα σκαμπανεβάσματα του 6ου σεναρίου.

 

Γίνεται φανερή μία δεύτερη πιθανή αστοχία (λειτουργική) του συστήματος: οι βάνες απομόνωσης των 3 αγωγών είναι εσφαλμένα ρυθμισμένες ή υπάρχει κίνδυνος να οδηγήσουν σε αστοχία το σύστημα αν ρυθμιστούν εσφαλμένα.

 

Διερεύνηση στο πεδίο

Πρωτού ανακοινώσεις τα συμπεράσματά σου θα πρέπει προηγουμένως να εντοπίσεις σε πιο σενάριο έχει εγκλωβιστεί το σύστημα αλλά και να προτείνεις λύση.

Επιβάλλεται να ζητήσεις από τους υπευθύνους να διεξάγετε μετρήσεις και να καταγράψετε για αρκετές ημέρες (24ωρη συνεχής καταγραφή ανά λεπτό ή κάποια δευτερόλεπτα) το μανομετρικό, την ογκομετρική παροχή και την ισχύ ανά αντλία που λειτουργεί.

Από την περιγραφή του προβλήματος αντιλαμβάνεσαι ότι η κύρια παράμετρος που έχει αισθητή μεταβολή είναι η ογκομετρική παροχή (μείωση ή αύξηση παροχής ανά αντλία).

Συνεπώς αναμένεις μείωση της καταναλισκώμενης ισχύος όταν μειώνεται η αντλήσιμη παροχή και αύξηση της καταναλισκώμενης ισχύος όταν επανέρχεται η αντλήσιμη παροχή.

Θα μπορούσες δηλαδή να αξιοποιήσεις την μετρούμενη ισχύ εάν δεν είναι εφικτή η μέτρηση της αντλούμενης ογκομετρικής παροχής.

 

Προτάσεις

Με τα καταγεγραμμένα δεδομένα θα πρέπει να μπορείς πλέον να κρίνεις σε πιο σενάριο εγκλωβίστηκε το σύστημα ώστε να προτείνεις και λύση.

Μία αντλία σε λειτουργία

Ήδη από το 2ο μέρος ξέρεις ότι οι βάνες των αγωγών είναι κακώς ρυθμισμένες. Αρκεί που εντόπισες την αιτία του προβλήματος? Όχι βέβαια, οι υπεύθυνοι περιμένουν και την πρότασή σου για να λυθεί το θέμα οριστικά. Αρχικά σκέφτεσαι να προτείνεις ως λύση το σενάριο 3, σε ξενίζει όμως επειδή η ταχύτητα του λύματος είναι οριακή και σκέφτεσαι μην παρουσιάστεί πάλι κάποιο επεισόδιο. Εξάλλου το κέρδος στον βαθμό απόδοσης είναι μικρό σε σχέση με το σεναριο 2, το οποίο εμφανίζει μία ταχύτητα αρκετά ικανοποιητική. Οπότε αποφασίζεις να προτείνεις το σενάριο 2 ως την καλύτερη διαθέσιμη λύση.

Δύο αντλίες σε λειτουργία

Από την άλλη όμως σου περνάει από το μυαλό μήπως σε κάποιες εποχές δεν επαρκεί η αντλία του σεναρίου 2 για να καλύψει τις εισερχόμενες παροχές στο αντλιοστάσιο; Είναι γεγονός ότι από την αρχική μελέτη προβλέφθηκε, για το θέρος του έτους που διανύεις, λειτουργία με 2 αντλίες. Το συζητάς και με τους υπευθύνους εάν όντως έχουν διαπιστώσει τέτοια αναγκαιότητα όμως δεν είναι σε θέση να σου το επιβεβαιώσουν. Για να έχεις το κεφάλι σου ήσυχο προτίθεσαι να εξετάσεις και αυτή την περίπτωση. Αναμένεις καλύτερες ταχύτητες με 2 αντλίες σε λειτουργία και θέλεις να εντοπίσεις πιθανές αστοχίες σε κάποια από αυτά τα νέα σενάρια. Ξεχωρίζεις 2 σενάρια, το 3 και το 6, το 3 περιλαμβάνει ένα αγωγό με ταχύτητα αρκετά υψηλή ενώ το 6 περιλαμβάνει 2 αγωγούς με περίπου ίση ταχύτητα αλλά κοντά στην οριακή. Αποφασίζεις να προτείνεις το σενάριο 3 ως την καλύτερη διαθέσιμη λύση.

Εναλλακτικές

  • Θα μπορούσες να προχωρήσεις στην εξέταση άλλων 7 σεναρίων, αυτήν την φορά με 3 ή 4 ή 5 ή 6 αντλίες σε ταυτόχρονη παράλληλη λειτουργία, εξαρτωμένου από τις απαιτήσεις του αντλιοστασίου.
  • Όσο όμως οι λύσεις αυτές δεν περιλαμβάνουν δομικές αλλαγές είναι καταδικασμένες να έχουν υψηλό ενεργειακό κόστος λειτουργίας.
  • Θα μπορούσες να προτείνεις επίσης έρευνα αγοράς για νέα αντλητικά συγκροτήματα με υψηλότερους βαθμούς απόδοσης στις συνθήκες λειτουργίας που προσδιόρισες πιο πάνω.
  • Ένα επιπλέον κριτήριο επιλογής που θα μπορούσες να χρησιμοποιήσεις είναι και η ειδική ηλεκτρική κατανάλωση ανά αντλούμενο κυβικό λύματος.

 

Χατζηλιόντος Ι. Χριστόδουλος
Chatziliontos I. Christodoulos
Χημικός Μηχανικός ΠΕ7 - Ενεργ. Επιθ.
Chemical Engineer - Energy Auditor
Msc Περ. Σχ. Έργων Υποδομής
Msc Environmental Design of Infrastructure Works
κιν./mob. +306983-759514