Пневматиката във водосн. станция се отплаща

Максимата на дружеството за водоснабдяване на провинция Баден-Вюртемберг гласи следното: "Нашата цел е да бъдем дружеството за дистанционно водоснабдяване с най-ниска цена в Германия за питейна вода с най-добро качество, с високо ниво на сигурност на доставките и устойчиво използване на употребените ресурси".

Основана през 1912 г., асоциацията със специално предназначение осигурява 90 млн. m³ питейна вода годишно за около 250 града и общини в Баден-Вюртемберг и Бавария. От двете водоснабдителни станции в Лангенау и Дишинген посредством далекопреносна мрежа с дължина от 775 km се снабдяват около 3 млн. жители.

Ефективно и устойчиво пречистване на дунавска вода

Водоснабдителната станция Лангенау е една от най-големите и модерни водоснабдителни станции в Европа. През 1973 г. тя влиза в експлоатация на "Шпицигер Берг" на ръба на Донаурид. През 2014 г. тя е разширена и получава нова система за филтриране на подпочвени води с пневматична техника за автоматизация на Festo.

Водата от река Дунав, която се взема в близост до Лайпхайм, се пречиства тук в многоетапен метод за получаване на питейна вода: След три етапа на предварително третиране многопластовата филтрация отстранява всички останали суспендирани твърди вещества. Последващата филтрация с активен въглен елиминира органичните замърсители дори в най-ниски концентрации. Техниката за автоматизация на Festo регулира водния поток с помощта на енергийно ефективни пневматично задействани арматури, например за спиране и предотвратяване на обратен поток.

Какво точно е целяло дружеството за водоснабдяване при модернизирането на Лангенау, можете да прочетете по-долу. Или преминете директно към пневматичното решение на Festo .

Безопасно функциониращи филтри за вода

В продължение на повече от 100 години подпочвените води от Донаурид са били използвани като питейна вода без допълнителна обработка. След това нарастващото замърсяване от промишлени и битови химикали, пестициди и остатъците от лекарства налага изграждането на система за филтриране на подпочвени води. Особеното при това разширяване е, че общо седем двуетажни филтърни басейна са били изградени в съществуваща сграда. За тази цел преди това е бил демонтиран ненужното съоръжение за флокиране. Това само по себе си поставя високи изисквания към необходимата задвижваща техника: тя трябва да бъде възможно най-компактна.

Редовно обратно промиване на филтъра за подпочвени води

При филтрирането на подпочвени води се използва единствено гравитационната сила: водата преминава отгоре надолу през многопластов пясъчен филтър, а след това през филтър с активен въглен. Докато пясъкът задържа по-големи частици замърсявания, активният въглен отстранява и най-малките замърсявания.

От друга страна, почистването на филтрите не е толкова лесно, но е от съществено значение: задържаните частици и суспендирани вещества запушват филтрите и водният поток се възпрепятства. Ако съпротивлението на филтъра е достигнало гранична стойност от 3,5 mWS, въпросният филтър трябва да бъде промит. За тази цел десет Butterfly клапи трябва да отварят и затварят тръбопроводите координирано.

Компактни и надеждни: пневматични задвижвания

За тази цел дружеството за водоснабдяване търси решение за автоматизация, което да осигури регулиране на водния поток в много ограничено пространство. Тя трябва да бъде надеждна и безопасна и да включва всичко: задвижванията и съответните арматури за регулиране, спиране и предотвратяване на обратния поток.

До този момент дружеството за водоснабдяване е разчитало почти изключително на Butterfly клапи с регулиране на шпиндела. Шпинделите се задвижват с ръчно колело или електромотор. Във водоснабдителната станция в Лангенау вече нямаше място за това. В допълнение към сложните тръбопроводи в помещението трябваше да бъдат инсталирани още 70 автоматични арматури.

Решението бяха пневматичните задвижвания на Festo: въртящите задвижвания DAPS се захранват от централна станция за сгъстен въздух и се задействат с помощта на вентилни острови. Това прави излишни задвижващите шпиндели и челните зъбчати предавки на арматурите. При това решение задвижването се монтира директно на вала на диска на клапана.

Решение за пневматика на Festo

Обсъждаха се електрическо и пневматично решение, предложени от Festo. Решението беше категорично в полза на пневматиката. Това решение за автоматизация изпълнява всички изисквания – и не само.

Въртящи се задвижвания и вентилни острови

Съществена част от система за филтриране на подпочвени води е тръбопроводната арматура. В Лангенау двойно ексцентричните Butterfly клапи се използват както като спирателна арматура, така и като регулираща арматура. Тези клапи работят непрекъснато в редуващи се междинни положения с променливи ъгли на отваряне. При решението на Festo за тази цел се използват пневматични въртящи задвижвания от типа DAPS. Ъгълът им на завъртане може да бъде настроен свободно, задвижванията са компактни и притежават крива на въртящия момент адаптирана към Butterfly клапите с кинематика на люлеене на лоста. Това означава, че DAPS може да преодолява без повреда и високите въртящи моменти на откъсване на арматурата.

Задвижванията се задействат посредством нашата комбинация от дистанционни входове/изходи за вентилни острови CPX-VZSA с връзка Profinet. Настройката се извърши в централния коридор между филтърните басейни. Тук здравото метално тяло осигурява защита в суровата околна среда. Самите клапани са изцяло уплътнени, а въздухът за дишане и управляващият въздух са задържани. CPX-VTSA регистрира всички сигнали на филтрите и сигналите за обратна връзка на задвижванията: налягане, ниво на запълване, температура и т.н. Тъй като вентилният остров е с изключително модулен дизайн и може да побира пет възможни размера разпределители, той спестява енергия, тъй като желаният дебит за всяка позиция на разпределителя може да бъде настроена точно.

Линейни задвижвания и контролни табла

Освен това пневматичните линейни задвижвания тип DFPI управляват странично поставените клапи за утайки, през които задържаната утайка се оттича от филтърния материал към утаителната вана за отточна вода. DFPI се отличава с това, че интегрираната в него измервателна система е защитена от влияния на околната среда, което увеличава срока на експлоатация и намалява разходите за сервизна поддръжка.

Нашите готови за инсталиране контролни табла и пълните аксесоари за пневматичните вериги за управление (подготовка на сгъстен въздух, маркучи, винтови връзки и т.н.) завършиха решението за пневматична автоматизация в Лангенау.

Дълготрайно решение с ценово предимство

В крайна сметка нашата техника за пневматично задвижване убеди дружеството за водоснабдяване, тъй като тя очевидно превъзхожда решението за електрическо задвижване както по отношение на цената, така и на технологията. Избирайки пневматиката, дружеството за водоснабдяване спестява 10 % от инвестиционните и оперативните разходи. Електрическите задвижвания не биха имали шанс в тясното простраство на мазето с тръби, най-малкото поради размерите си.

Предимства на пневматичните задвижвания

Пневматиката предлага значителни предимства в многобройни приложения, от разходите, безопасността до лесното обслужване. Това е не сложна техника, която се инсталира лесно, тъй като не се изискват никакви контролни функции, освен отчитане на крайното положение и наблюдение на захранването със сгъстен въздух. Доставчиците на вода печелят точно от автоматизацията на процесите: пневматичните задвижвания и компоненти показват своите предимства по отношение на разходите в сравнение със сравнимите електрически решения, особено при прилагането на цялостни системни решения.

По-рентабилни от техниката за електрическо задвижване

В сравнение с техниката за електрическо задвижване последователното използване на децентрализирани концепции за автоматизация с вентилни острови носи значителни предимства по отношение на разходите – във водоснабдителната станция в Лангенау бяха постигнати значителни икономии от 10 %. При други проекти са възможни дори икономии от над 50 %. Поради тази причина дори последващата автоматизация на ръчните арматури е полезна.

Електрическите задвижвания се нуждаят от много енергия, която се губи под формата на топлина или е необходима за скоростната кутия. За разлика от тях пневматичните задвижвания действат директно върху спирателното устройство. Буталото и задвижващият вал са достатъчни, за да преобразуват линейната сила на сгъстения въздух във въртеливо движение. Пневматичните решения се нуждаят от електричество само за генериране и управление на сгъстения въздух. Същинското движение се осъществява посредством сгъстения въздух.

Издръжливост, без необходимост от сервизна поддръжка и ефективност

Пневматичните задвижвания са се доказали през годините като устойчиви на вибрации и издръжливи. Причината: за разлика от електрическите задвижвания, те се състоят от малко компоненти и поради това са слабо податливи на повреди. Освен това те са устойчиви на продължителни натоварвания и не изискват сервизна поддръжка през целия си експлоатационен живот. Смяна на маслото или допълнително смазване не са необходими.

Тъй като пневматичните задвижвания са устойчиви на претоварване и позволяват силата на задвижване да бъде увеличена само посредством увеличаване на налягането, често е възможно да бъдат използвани по-малки размери с по-малко тегло. С пневматичните системи на Festo са възможни големи сили до 50 000 N и въртящи моменти до 10 000 Nm. Ако за решения са прекарани маркучи без течове и системите са точно оразмерени, резултатът е изключително енергийно ефективни решения.

И не на последно място, пневматиката е безопасно решение. Защото сгъстеният въздух е на разположение дори в случай на прекъсване на електрозахранването: В допълнение към компресора винаги е на разположение резервоар за сгъстен въздух в аварийни случаи.