Pompbesturing

Pompstation automatiseren

Pompstations zijn onmisbaar – helaas, zult u zeggen. Want deze systemen die gigantische waterhoeveelheden door de verschillende zuiverings- en reinigingsstappen pompen, zijn storingsgevoelig en hebben een hoog energieverbruik. Festo heeft voor deze 'zorgenkinderen' een veilige en energie-efficiënte automatiseringsoplossing ontwikkeld, die zich wereldwijd al honderden keren heeft bewezen. Daarbij spelen terugslagkleppen een centrale rol. Deze hebt u namelijk helemaal niet meer nodig, als u met Festo werkt.

Geen waterbehandeling zonder pompen

In een waterzuiveringsinstallatie verplaatsen de constant draaiende pompen geweldige watermassa's. Daarvoor zijn reusachtige machines nodig – met een net zo hoog stroomverbruik. Geen wonder dat het energieverbruik van waterzuiveringsinstallaties tot 20 % van de gemeentelijke energiekosten voor zijn rekening neemt. Het grootste gedeelte daarvan wordt gebruikt voor beluchting, gevolgd door pompstations. Dat is met name het geval bij verouderde techniek. Vooral wanneer meerdere pompen tegelijkertijd draaien. En wanneer vanwege de redundantie nog meer pompen direct beschikbaar moeten zijn.

Duidelijk is dat energie-efficiënte methoden vereist zijn – en steeds meer worden gestimuleerd. Wij weten uit ervaring dat de meeste installaties grote energiebesparingen kunnen realiseren. Laten we eerst eens een traditioneel pompstation bekijken. Of u kunt direct naar de oplossing van Festo gaan.

Terugslagkleppen verbergen daaruit voortvloeiende kosten

Ook momenteel nog zijn de pompstations van vele waterzuiveringsinstallaties en waterleidingbedrijven traditioneel met mechanische terugslagkleppen beveiligd. In principe moeten terugslagkleppen voorkomen dat water bij een stilstaande pomp terugstroomt. Maar deze oplossing met mechanische terugslagkleppen heeft vele nadelen. Ten eerste zijn ze vooral storingsgevoelig en inefficiënt.

Risico's, slijtage en schade

Het grootste probleem is dat een terugslagklep vanwege de vlinderklep zorgt voor een weerstand met als gevolg lagere pompprestaties. Deze weerstand moet eerst worden overwonnen. Dat kost echter meer energie dan eigenlijk nodig zou zijn. In werkelijkheid beïnvloedt een terugslagklep zelfs de bedrijfsveiligheid. Want bij stilstand van de pomp vormt zich daar een door micro-organismen geproduceerde gasbel, die een automatische start van de pomp verhindert. Daarom moet de terugslagklep eerst handmatig worden bediend, zodat de gasbel kan ontsnappen en de pomp start.

Op lange termijn kunnen sluitende terugslagkleppen ook een waterslag veroorzaken, waardoor controlesystemen gaan trillen. Schade aan leidingen is daarom voorgeprogrammeerd. De levensduur van het gehele systeem wordt bovendien nog door een andere factor verkort: terugslagkleppen zijn gevoelig voor lekkage. Het gevolg is moeilijk te detecteren lekkages en terugstroming. En als de schade uiteindelijk zichtbaar is, moet vaak niet alleen de terugslagklep worden vervangen, maar in het ergste geval zelfs de hele pomp.

Pneumatische oplossing met plaatschuiven

In plaats van mechanische terugslagkleppen biedt Festo voor pompstations een veilige en energie-efficiënte oplossing: geautomatiseerde schuiven met pneumatische lineaire aandrijving. De kleppen zijn via een centrale of decentrale PLC gekoppeld.

Energie-efficiënte werking van pompen

Een belangrijk argument voor de pneumatisch geautomatiseerde mesafsluiter is dat de pomp nu niet meer tegen de stromingsweerstand van de klep in hoeft te werken. De energiebesparingen die dit voor de pomp oplevert zijn vele malen hoger dan de energiebehoefte van de aanvullende besturing en voor de persluchtopwekking.

Duurzaam stabiele installatie

De door een centrale of decentrale PLC aangestuurde, direct op de lineaire aandrijving gemonteerde Namur-ventielen zorgen dat de afsluitschuiven tegelijkertijd met de pomp openen en sluiten. Bij ongewenste gasbelvorming, ontsnapt de gasbel direct bij het openen van de schuif, zodat de pompfunctie niet wordt aangetast. Door de gecontroleerde sluitfunctie ontstaat ook geen waterslag in de leidingsystemen meer. Andere voordelen zijn de geringe slijtage van de geautomatiseerde plaatschuiven en de hogere dichtheid, die de levensduur van de installatie duidelijk verhoogt.

Meer bedrijfsveiligheid

Zelfs bij het wegvallen van de stroom blijft uw installatie betrouwbaar werken en schakelt over naar een veilige positie, want bij spanningsverlies wordt automatisch een persluchtreservoir voor de compressor geactiveerd. Pneumatische aandrijvingen hebben drie noodfuncties: open, dicht, stop. Een situatieafhankelijke werking van de kleppen is dus altijd gewaarborgd.

Voordelen van de pneumatische oplossing

Geautomatiseerde schuiven met pneumatische lineaire aandrijving van Festo bieden vele duidelijke voordelen:

  • Kostenbesparing: exploitanten van waterzuiveringsinstallaties beschikken over het hetzelfde pompvermogen, maar met aanzienlijk lagere energiekosten.
  • Installatieveiligheid: omdat de mesafsluiters veilig sluiten, ontstaan tijdens de werking geen onzichtbare lekkages meer.
  • Beschikbaarheid van de installatie: pneumatisch aangestuurde industriële kleppen worden gekenmerkt door eenvoudige handling en geringe storingsgevoeligheid. Ze overwinnen ook hoge losbreekmomenten door afzettingen en aankoekingen eenvoudig door verhoging van de luchtdruk.
  • Bescherming tegen uitval: de geautomatiseerde noodfunctie garandeert de persluchttoevoer ook bij spanningsverlaging.
  • Stabiliteit: pneumatische aandrijvingen overtuigen doordat ze kunnen weerstaan aan continue belasting, hun lange levensduur en overbelastingsbeveiliging bij het openen en sluiten van de mesafsluiters.
  • Arbeidsomstandigheden: het geluidniveau wordt duidelijk verlaagd.

Voorbeeld waterzuiveringsinstallatie Sindelfingen

Festo heeft de hier beschreven oplossing tot op heden met succes bij ruim 100 waterleidingbedrijven en in meer dan 200 waterzuiveringsinstallaties geïmplementeerd. Zoals in de waterzuiveringsinstallatie in Sindelfingen. De installatie zuivert in Zuid-Duitsland het afvalwater van ca. 250.000 inwoners. In het pompstation, dat het afvalwater van het voorzuiveringsbekken naar de biologische behandeling pompt, staan zes centrifugaalpompen met een opgenomen vermogen van 90 kW en een pompcapaciteit van 500 l/s bij een opvoerhoogte van 8 tot 9 m. Afhankelijk van de afvalwaterhoeveelheid zijn max. 5 van deze pompen in werking. Eén pomp dient als redundante pomp.

Vóór de wijziging moest de terugslagklep continu open worden gehouden, waardoor de pompcapaciteit echter met tot 10 % werd verminderd. Bovendien werd de hydraulische diameter kleiner. En wanneer de terugslagklep sloot, werd het buisleidingsysteem blootgesteld aan waterslag.

Sinds wij de terugslagkleppen volledig en qua functie door de pneumatische automatisering van de bestaande mesafsluiters hebben vervangen, is voor dezelfde pompcapaciteit aanzienlijk minder energie nodig. De waterzuiveringsinstallatie in Sindelfingen bespaart daardoor per jaar bijna 90.000 kWh. Dat komt overeen met 2 % van de totale energiebehoefte van de zuiveringsinstallatie en een jaarlijkse kostenbesparing van ruim 11.000 euro. Het intergemeentelijk samenwerkingsverband heeft 25.000 euro geïnvesteerd. U kunt zelf uitrekenen vanaf wanneer de automatisering met Festo zal zijn terugbetaald.