Commande de pompe

Automatiser une station de pompage

Vous ne pouvez malheureusement pas vous passer de stations de pompage, nous direz-vous. Parce que ces systèmes, qui brassent de gigantesques quantités d'eau à travers les différentes étapes d'épuration et de nettoyage, sont sensibles aux défauts et consomment beaucoup d'énergie. Pour ces « cas difficiles », Festo a développé une solution d'automatisation sûre et économe en énergie qui a fait ses preuves des centaines de fois à travers le monde. Ici, tout tourne autour des clapets anti-retour. Vous n'en avez pas besoin du tout lorsque vous travaillez avec Festo.

Pas de traitement d'eau sans pompes

Dans une station d'épuration, les pompes, qui fonctionnent en continu, déplacent d'énormes quantités d'eau. Cela nécessite d'énormes machines, et la consommation d'énergie est d'autant plus élevée. Pas étonnant que la consommation d'énergie des stations d'épuration représente jusqu'à 20 % des frais d'électricité municipaux. Une grande partie des frais est due à l'alimentation en air, le deuxième plus gros poste de dépense étant les stations de pompage. Cela est particulièrement vrai lorsque la technologie est obsolète. Surtout lorsque plusieurs pompes fonctionnent en même temps. Et aussi s'il doit y en avoir d'autres en réserve pour des raisons de redondance.

Une chose est claire : les processus économes en énergie sont nécessaires et sont de plus en plus encouragés. Nous savons par expérience que la plupart des usines ont un potentiel important d'économies d'énergie. Regardons d'abord une station de pompage traditionnelle. Ou passez directement à la solution Festo.

Les clapets anti-retour cachent des dépenses de suivi

Aujourd'hui encore, les stations de pompage de nombreuses stations d'épuration et usines de traitement de l'eau sont sécurisées de manière conventionnelle par des clapets anti-retour mécaniques. Fondamentalement, les clapets anti-retour sont conçus pour empêcher l'eau de refouler lorsque la pompe est arrêtée. Mais la solution des clapets anti-retour mécaniques présente de nombreux inconvénients. Elle est surtout inefficace et sujette aux défauts.

Risques, usure et dommages

Le principal problème est qu'en raison du disque de soupape, un clapet anti-retour s'oppose à la résistance de sortie de la pompe, résistance qu'il doit surmonter. La quantité d'énergie ainsi consommée est plus importante que celle qui serait réellement nécessaire. En réalité, un clapet anti-retour nuit même à la sécurité de fonctionnement. En effet, lorsque la pompe est à l'arrêt, une bulle de gaz générée par des micro-organismes se forme, ce qui empêche la pompe de démarrer automatiquement. Il faut donc actionner manuellement le clapet anti-retour pour que la bulle de gaz puisse s'échapper et que la pompe démarre.

À long terme, il y a aussi le fait que la fermeture des clapets anti-retour peut provoquer des coups de bélier et ainsi faire vibrer les tuyaux. Les dommages aux tuyaux sont donc plus que probables. Un autre facteur encore raccourcit la durée de vie de l'ensemble du système : la sensibilité des clapets anti-retour aux fuites. Il en résulte des fuites et des refoulements difficiles à détecter. Une fois les dommages visibles, vous devez souvent remplacer non seulement le clapet anti-retour, mais aussi la pompe, dans le pire des cas.

Solution pneumatique avec vannes guillotines

Au lieu de clapets anti-retour mécaniques, Festo propose une solution sûre et économe en énergie pour les stations de pompage : des vannes automatisées à vérin linéaire pneumatique. Les vannes sont connectées via un API centralisé ou décentralisé.

Fonctionnement des pompes économe en énergie

Un argument important en faveur de la vanne à guillotine automatisée par voie pneumatique est que la pompe ne doit plus travailler contre la résistance de l'écoulement du clapet. Les économies d'énergie ainsi engendrées pour la pompe sont bien plus importantes que l'énergie requise pour le contrôle supplémentaire et pour la génération de l'air comprimé.

Un système stable en permanence

Les distributeurs Namur, contrôlés par un API centralisé ou décentralisé et montés directement sur le vérin linéaire, assurent que les vannes guillotines s'ouvrent et se ferment en même temps que la pompe. En cas de formation indésirable de bulles, la bulle de gaz s'échappe immédiatement lorsque la vanne est ouverte, de sorte que la fonction de la pompe n'est pas altérée. Grâce à la fonction de fermeture contrôlée, il n'y a plus de coup de bélier dans les tuyaux. À cela s'ajoute l'usure moindre de la vanne guillotine automatisée et la meilleure étanchéité, qui prolongent de manière décisive la durée de vie du système.

Plus de sécurité opérationnelle

Même en cas de panne de courant, votre système reste fiable et se déplace dans une position sûre, car en cas de chute de tension, un réservoir d'air comprimé s'active automatiquement pour le compresseur. Les actionneurs pneumatiques ont trois fonctions d'urgence : ouverture, fermeture, arrêt. Il est ainsi garanti que les vannes fonctionnent à tout moment en fonction de la situation.

Avantages de la solution pneumatique

Les vannes automatisées avec vérin linéaire pneumatique de Festo offrent une série d'avantages tangibles :

  • Économies : les exploitants de stations d'épuration atteignent le même débit de pompage avec une consommation d'énergie considérablement réduite.
  • Sécurité du système : étant donné que les vannes à guillotine se ferment hermétiquement, aucune fuite non détectée ne se produit pendant le fonctionnement.
  • Disponibilité du système : les vannes industrielles à commande pneumatique se distinguent par une manipulation facile et une faible sensibilité aux pannes. Elles surmontent également facilement les couples de rupture élevés dus aux dépôts et agglomérations en augmentant la pression de l'air.
  • Fiabilité : la fonction d'urgence automatisée garantit l'alimentation en air comprimé, même en cas de chute de tension.
  • Stabilité : les actionneurs pneumatiques impressionnent par leur résistance aux charges sur le long terme, leur longue durée de vie et leur résistance aux surcharges lors de l'ouverture et de la fermeture des vannes à guillotine.
  • Conditions de travail : le niveau de bruit est considérablement réduit.

Exemple : station d'épuration de Sindelfingen

À ce jour, Festo a mis en œuvre avec succès la solution décrite dans plus de 100 usines de traitement de l'eau et plus de 200 stations d'épuration. Par exemple, dans la station d'épuration de Sindelfingen. L'usine épure les eaux usées d'environ 250 000 habitants du sud de l'Allemagne. Dans la station de pompage, qui amène les eaux usées du décanteur primaire vers le traitement biologique, il y a six pompes centrifuges, consommant chacune 90 kW et débitant jusqu'à 500 l/s pour une hauteur de refoulement de 8 à 9 m. Selon la quantité d'eaux usées, jusqu'à cinq pompes fonctionnent. Une pompe est utilisée pour la redondance.

Avant la transformation, le clapet anti-retour devait être constamment maintenu ouvert, ce qui réduisait le débit de jusqu'à 10 %. La section transversale d'écoulement libre était également réduite. Et lorsque le clapet anti-retour se fermait, les tuyaux encaissaient des coups de bélier.

Depuis que nous avons complètement remplacé les clapets anti-retour et leurs fonctionnalités existantes par une automatisation pneumatique de vannes à guillotine, le même débit de pompe est atteint, mais avec beaucoup moins d'énergie. La station d'épuration de Sindelfingen économise ainsi près de 90 000 kWh par an. Cela correspond à 2 % des besoins énergétiques totaux de la station d'épuration et à une économie annuelle de plus de 11 000 euros. La municipalité avait investi 25 000 euros. Nous vous laissons calculer à partir de quand l'automatisation avec Festo devient rentable.