Pneumatický systém vo vodárni sa vypláca

Bádensko-württemberská vodárenská spoločnosť mala tieto požiadavky: „Naším cieľom je byť cenovo najvýhodnejšou vodárenskou spoločnosťou v Nemecku, ktorá diaľkovo dodáva pitnú vodu najlepšej kvality pri zachovaní vysokej bezpečnosti dodávok a udržateľnom využívaní zdrojov.“

Toto združenie bolo založené v roku 1912 a ročne dodáva 90 miliónov m³ pitnej vody do 250 miest a obcí v Bádensku-Württembersku a Bavorsku. Asi 3 milióny ľudí sú zásobované z dvoch vodární v Langenau a Dischingene prostredníctvom 775 km dlhej potrubnej siete.

Voda z Dunaja sa spracúva efektívne a udržateľne

Vodáreň v Langenau je jednou z najväčších a najmodernejších v Európe. V roku 1973 bola uvedená do prevádzky v „Spitzigen Berg“ na okraji oblasti Donauried. V roku 2014 bola rozšírená a dostala nový systém na filtrovanie podzemnej vody s pneumatickej automatizačnou technikou od spoločnosti Festo.

Voda z Dunaja odčerpaná v Leipheime sa tu viacstupňovým procesom mení na pitnú: po troch krokoch čistenia odstráni viacvrstvová filtrácia posledné nerozpustné látky. Následná filtrácia pomocou aktívneho uhlia eliminuje organické škodliviny aj v najmenších koncentráciách. Automatizačná technika od spoločnosti Festo reguluje prietok vody pomocou energeticky účinných, pneumaticky ovládaných armatúr, napríklad na vypnutie a zabránenie spätnému toku.

V nasledujúcej časti sa dozviete, čo presne bolo cieľom pri modernizácii vodárne Langenau. Alebo si hneď pozrite pneumatické riešenie od spoločnosti Festo .

Bezpečné vodné filtre

Viac ako 100 rokov sa podzemná voda z oblasti Donauried mohla využívať ako pitná voda bez ďalšej úpravy. No pre čoraz väčšie znečistenie chemikáliami z priemyslu a domácností, pesticídom a zvyškom liekov bolo nutné vybudovať systém na filtrovanie podzemnej podzemné vody. Špecialitou tohto rozšírenia bolo, že v existujúcej budove bolo postavených sedem dvojposchodových filtračných nádrží. Najprv bolo demontované flokulačné zariadenie, ktoré už nebolo potrebné. Aj pritom boli vysoké požiadavky na techniku pohonov. Musela byť čo najviac priestorovo úsporná.

Pravidelný spätný preplach filtra podzemnej vody

Filtrácia podzemnej vody využíva gravitáciu: voda prúdi zhora nadol cez viacvrstvový pieskový filter, potom cez filter s aktívnym uhlím. Zatiaľ čo piesok zadržiava väčšie škodliviny, aktívne uhlie odstraňuje aj tie najmenšie nečistoty.

Čistenie filtra už nie je také jednoduché. Je však nevyhnutné, keďže zadržané častice a nerozpustné látky upchávajú filter, čo znižuje prietok vody. Ak odpor filtra dosiahol medznú hodnotu 3,5 mWS, treba príslušný filter opláchnuť. Využíva sa na to desať uzatváracích klapiek, ktoré koordinovane otvárajú a zatvárajú potrubia.

Kompaktné a spoľahlivé pneumatické pohony

Preto štátna vodárenská spoločnosť hľadala automatizačné riešenie, ktoré by umožňovalo reguláciu prietoku vody vo veľmi obmedzenom priestore. Mala byť spoľahlivá a bezpečná a zahŕňať všetko: pohony a príslušné armatúry na reguláciu, vypínanie a zabránenie spätnému toku.

Vodárenská spoločnosť dovtedy takmer výlučne využívala uzatváracie klapky s vretenovým nastavením. Vretená sa ovládali ručným kolesom alebo elektromotorom. Vo vodárni Langenau už na to nebol priestor. Okrem zložitého potrubia bolo treba v miestnosti namontovať 70 automatizovaných armatúr.

Riešením boli pneumatické pohony od spoločnosti Festo: kyvné pohony DAPS napájané z centrálnej stanice stlačeného vzduchu a ovládané ventilovými terminálmi. Hnacie vretená a čelné ozubené kolesá na armatúrach boli už zbytočné. Pri tomto riešení je pohon nasadený priamo na hriadeli disku klapky.

Rozhodnutie v prospech pneumatickej techniky Festo

O elektrických a pneumatických riešeniach, ktoré navrhla spoločnosť Festo, sa veľa diskutovalo. Rozhodnutie bolo jednoznačne v prospech pneumatického systému. Toto automatizačné riešenie spĺňa všetky stanovené požiadavky, a nielen tie.

Kyvné pohony a ventilové terminály

Podstatnou súčasťou systému na filtráciu podzemnej vody je potrubná armatúra. V Langenau sa využívajú dvojité excentrické uzatváracie klapky ako uzatváracia armatúra i ako regulačná armatúra. Tieto klapky pracujú nepretržite v striedavých medzipolohách s rôznymi uhlami otvorenia. V riešení Festo sa na to využívajú pneumatické kyvné pohony typu DAPS. Ich uhol kyvu je možné ľubovoľne nastaviť, pohony sú kompaktné a priebeh ich krútiaceho momentu je prispôsobený uzatváracím klapkám s kinematikou páky-vahadla. To znamená, že DAPS dokáže bez poškodenia prekonať aj vysoké odtrhávacie momenty armatúry.

Pohony sú ovládané prostredníctvom našej kombinácie ventilových terminálov a vzdialených I/O, CPX-VZSA, s pripojením Profinet. Konštrukcia prebiehala v uličke medzi filtračnými nádržami. Robustné kovové teleso ponúka ochranu v drsnom prostredí. Samotné ventily sú úplne utesnené, dýchací a riadiaci vzduch sú pripravené. CPX-VTSA zaznamenáva všetky signály z filtrov a spätnú väzbu z pohonov: tlak, hladina, teplota atď. Keďže ventilový terminál má modulárny dizajn a je vhodný pre päť veľkostí ventilov, šetrí energiu, pretože požadovaný prietok pre každú polohu ventilu je možné presne nastaviť.

Lineárne pohony a rozvodné skrine

Okrem toho pneumatické lineárne pohony typu DFPI regulujú bočné klapky pre kalovú vodu, cez ktoré zadržiavaný kal z filtračného materiálu preteká k nádrži na usadzovanie kalovej vody. DFPI je výhodný tým, že jeho integrovaný systém merania dráhy je chránený pred vplyvmi prostredia, čo zvyšuje jeho výkon a znižuje náklady na údržbu.

Naše rozvodné skrine pripravené na inštaláciu a kompletný sortiment príslušenstva pre pneumatické riadiace okruhy (príprava stlačeného vzduchu, hadice, spojky atď.) vhodne doplnili riešenie pneumatickej automatizácie v Langenau.

Trvalé, cenovo výhodné riešenie

Po zvážení všetkých skutočností naša pneumatická hnacia technika presvedčila vodárenskú spoločnosť, pretože je z hľadiska ceny aj technológie jednoznačne lepšia ako elektrické riešenie. Rozhodnutím pre pneumatickú techniku vodárenská spoločnosť ušetrila 10 % investičných a prevádzkových nákladov. Elektrické pohony by pre svoje rozmery nemali v stiesnených podmienkach šancu.

Výhody pneumatických pohonov

Pneumatická technika ponúka jasné výhody v mnohých aplikáciách, od nákladov cez bezpečnosť po jednoduché použitie. Je to nekomplikovaná, ktorá sa ľahko inštaluje, pretože okrem zisťovania koncovej polohy a monitorovania prívodu stlačeného vzduchu nie sú potrebné žiadne kontrolné funkcie. Dodávatelia vody z toho majú úžitok najmä pri automatizácii procesov: pneumatické pohony a komponenty sú cenovo výhodnejšie než porovnateľné elektrické riešenia, najmä pri implementácii kompletných systémových riešení.

Cenovo výhodnejšie ako elektrické pohony

Dôsledné používanie konceptov decentralizovanej automatizácie s ventilovými terminálmi má v porovnaní s elektrickou hnacou technikou značné výhody z hľadiska nákladov. Vo vodárni Langenau došlo k významnej úspore 10 %. Pri iných projektoch je možná úspora viac ako 50 %. Preto sa dokonca oplatí dodatočne automatizovať ručné armatúry.

Elektrické pohony vyžadujú veľa energie, ktorú stratia v podobe tepla alebo ktorú potrebujú pre prevodovky. Naproti tomu pneumatické pohony pôsobia priamo na uzatváracie zariadenie. Piest a hnací hriadeľ sú dostatočné na premenu lineárnej sily stlačeného vzduchu na kyvný pohyb. Pneumatické riešenia potrebujú elektrickú energiu iba na výrobu stlačeného vzduchu a na riadenie. Skutočný pohyb sa uskutočňuje stlačeným vzduchom.

Odolné, bezúdržbové a efektívne

Pneumatické pohony sa rokmi osvedčili odolnosťou proti nárazom a životnosťou. Dôvod: na rozdiel od elektrických pohonov sa skladajú z menej komponentov, a preto takmer vôbec nedochádza k poruchám. Sú tiež odolné pri trvalej záťaži a bezúdržbové po celú dobu životnosti. Nie je potrebná výmena oleja ani dodatočné mazanie.

Vzhľadom na to, že pneumatické pohony sú odolné proti preťaženiu a umožňujú zvýšiť hnaciu silu jednoduchým zvýšením tlaku, často sa dajú použiť menšie rozmery s nižšou hmotnosťou. S pneumatickými systémami od spoločnosti Festo sú možné vysoké sily až 50 000 N a krútiace momenty až 10 000 Nm. Ak sa takéto riešenia prepoja hadicami bez netesností a ak sa zariadenia presne dimenzujú, výsledkom sú vynikajúce, energeticky účinné riešenia.

V neposlednom rade je pneumatická technika bezpečným riešením. Je to preto, lebo stlačený vzduch je prítomný aj v prípade výpadku prúdu. Okrem kompresora je vždy k dispozícii akumulátor stlačeného vzduchu, ktorý v prípade núdze dokáže vzduch generovať a upravovať.