Khí nén trong công trình cấp nước có lợi

Không cần bảo trì, tiết kiệm năng lượng, an toàn và cực kỳ mạnh mẽ mặc dù kích thước nhỏ - đây là những lý lẽ thuyết phục cho khí nén. Vì một lý do chính đáng mà công ty cấp nước, Landeswasserversorgung Baden-Württemberg, đã chuyển sang sử dụng công nghệ này để xây dựng một hệ thống lọc nước ngầm mới. Ngày nay, công nghệ tự động hóa bằng khí nén của Festo đang hoạt động trong các bể lọc đa phương tiện và than hoạt tính ở Langenau.

Châm ngôn của ngành cung cấp nước của bang Baden-Württemberg có nội dung như thế này: "Mục tiêu của chúng tôi là trở thành công ty cung cấp nước đường dài rẻ nhất ở Đức để cung cấp nước uống có chất lượng tốt nhất với độ an toàn cao về nguồn cung cấp và sử dụng bền vững các nguồn tài nguyên được sử dụng ".

Được thành lập vào năm 1912, hiệp hội mục đích cung cấp 90 triệu m³ nước uống hàng năm cho khoảng 250 thị trấn và cộng đồng ở Baden-Württemberg và Bavaria. Khoảng 3 triệu cư dân được cung cấp từ hai công trình cấp nước ở Langenau và Dischingen thông qua mạng lưới đường ống dài 775 km.

Nước sông Danube được xử lý hiệu quả và bền vững

Công trình cấp nước Langenau là một trong những công trình cấp nước lớn nhất và hiện đại nhất ở Châu Âu. Năm 1973, nó đi vào hoạt động trên "Spitzigen Berg" ở rìa Donauried. Năm 2014 nó đã được mở rộng và nhận được một hệ thống lọc nước ngầm mới với công nghệ tự động hóa khí nén của Festo.

Nước sông Danube lấy từ Leipheim được xử lý ở đây trong một quy trình nhiều giai đoạn để trở thành nước uống: sau ba bước làm sạch trước, một hệ thống lọc nhiều lớp loại bỏ các chất lơ lửng còn lại. Quá trình lọc than hoạt tính sau đó giúp loại bỏ ngay cả những nồng độ nhỏ nhất của các chất ô nhiễm hữu cơ. Công nghệ tự động hóa của Festo điều chỉnh lưu lượng nước bằng cách sử dụng các van đế nghiêng hoạt động bằng khí nén, tiết kiệm năng lượng, chẳng hạn như để tắt và ngăn chặn dòng chảy ngược.

Trong phần sau, bạn có thể tìm hiểu chính xác mục tiêu của nguồn cung cấp nước nhà nước khi hiện đại hóa Langenau. Hoặc bạn chuyển trực tiếp đến giải pháp khí nén của Festo .

Bộ lọc nước hoạt động an toàn

Trong hơn 100 năm, nước ngầm từ Donauried có thể được sử dụng làm nước uống mà không cần xử lý thêm. Sau đó tình trạng ô nhiễm ngày càng gia tăng từ các hóa chất công nghiệp và gia dụng, thuốc trừ sâu và dư lượng dược phẩm đòi hỏi phải xây dựng hệ thống lọc nước ngầm. Điều đặc biệt của phần mở rộng này là: có tổng cộng bảy bể lọc hai tầng được xây dựng trong một tòa nhà hiện có. Một chiếc lò xo không còn cần thiết đã được tháo dỡ trước đó. Chỉ riêng điều này đã dẫn đến yêu cầu cao về công nghệ truyền động cần thiết: nó phải tiết kiệm không gian nhiều nhất có thể.

Thường xuyên rửa ngược bộ lọc nước ngầm

Lọc nước ngầm hoàn toàn dựa vào trọng lực: nước chảy từ trên xuống dưới qua bộ lọc cát nhiều lớp, sau đó qua bộ lọc carbon. Trong khi cát giữ lại các hạt ô nhiễm lớn hơn, than hoạt tính loại bỏ ngay cả những tạp chất nhỏ nhất.

Ngược lại, việc làm sạch các bộ lọc không phải là dễ dàng, nhưng nó rất cần thiết: các hạt bị giữ lại và chất lơ lửng làm tắc các bộ lọc và dòng nước bị kìm hãm. Nếu điện trở của bộ lọc đã đạt đến giới hạn 3,5 mWS, bộ lọc liên quan phải được rửa sạch. Để làm được điều này, mười van bướm phải mở và đóng các đường ống một cách đồng bộ.

Nhỏ gọn và đáng tin cậy: truyền động khí nén

Với mục đích này, nguồn cung cấp nước liên bang đang tìm kiếm một giải pháp tự động hóa có thể kiểm soát dòng nước trong một không gian rất hạn chế. Nó phải đáng tin cậy và an toàn và bao gồm mọi thứ: truyền động và van đế nghiêng tương ứng để kiểm soát, tắt và ngăn chặn dòng chảy ngược.

Cho đến thời điểm này, nguồn cung cấp nước của bang hầu như chỉ dựa vào các van bướm có điều chỉnh trục chính. Các trục chính được vận hành bằng bánh xe tay hoặc động cơ điện. Không còn chỗ cho việc này trong các công trình cấp nước ở Langenau. Ngoài đường ống phức tạp, 70 van đế nghiêng tự động đã được lắp đặt trong phòng.

Giải pháp là bộ truyền động khí nén của Festo: bộ truyền động quay DAPS được cung cấp từ một trạm khí nén trung tâm và được điều khiển bởi các van cụm. Điều này làm cho các trục quay của cơ cấu truyền động và các đơn vị bánh răng xoắn trên van quá trình đạt yêu cầu. Với giải pháp này, ổ đĩa được đặt trực tiếp trên trục của đĩa van.

Quyết định chọn khí nén của Festo

Một giải pháp điện và khí nén, như Festo đề xuất, đã được đưa ra thảo luận. Quyết định rõ ràng là có lợi cho khí nén. Giải pháp tự động hóa này đáp ứng tất cả các yêu cầu - và hơn thế nữa.

Thiết bị truyền động quay và van cụm

Một phần thiết yếu của hệ thống lọc nước ngầm là ống nối. Ở Langenau, van bướm lệch tâm đôi được sử dụng làm van đóng và van điều khiển. Các cánh đảo gió này được vận hành liên tục ở các vị trí trung gian thay đổi với góc mở thay đổi. Thiết bị truyền động quay khí nén loại DAPS được sử dụng cho mục đích này đối với giải pháp của Festo. Góc xoay của chúng có thể được điều chỉnh tự do, các truyền động nhỏ gọn và có đường cong mô-men xoắn với động học đòn bẩy được điều chỉnh phù hợp với van bướm. Điều này có nghĩa là: DAPS cũng có thể khắc phục mô men ly khai cao của van mà không bị hỏng.

Các truyền động được điều khiển thông qua kết hợp I/O từ xa của van cụm CPX-VZSA của chúng tôi với kết nối Profinet. Việc thi công diễn ra ở lối đi trung tâm giữa các bể lọc. Vỏ kim loại chắc chắn giúp bảo vệ trong môi trường khắc nghiệt. Bản thân các van được đóng kín hoàn toàn, đường xả và đường khí hồi được kiểm soát. CPX-VTSA ghi lại tất cả các tín hiệu từ bộ lọc khí nén và phản hồi từ bộ truyền động: Áp suất, mức, nhiệt độ, v.v. Bởi vì cụm van có thiết kế mô-đun cao và có thể chấp nhận năm kích thước van khác nhau nó tiết kiệm năng lượng như lưu lượng mong muốn cho mỗi vị trí van có thể được điều chỉnh chính xác.

Trục truyền động và tủ điều khiển

Ngoài ra, trục truyền động bằng khí nén kiểu DFPI điều chỉnh các cánh gạt nước chứa bùn ở bên cạnh, qua đó bùn được giữ lại chảy ra khỏi vật liệu lọc theo hướng của bể lắng nước bùn. DFPI ghi điểm nhờ thực tế là bộ mã hóa vị trí tích hợp của nó được bảo vệ khỏi các ảnh hưởng từ môi trường, giúp tăng công suất chạy và giảm nỗ lực bảo trì.

Tủ điều khiển lắp đặt sẵn của chúng tôi và tất cả các phụ kiện cho mạch điều khiển khí nén (xử lý khí nén, ống mềm, kết nối vít, v.v.) đã hoàn thành giải pháp tự động hóa khí nén tại Langenau.

Giải pháp lâu dài với lợi thế về chi phí

Tựu chung lại, công nghệ truyền động khí nén của chúng tôi đã thuyết phục được cơ sở cấp nước liên bang vì rõ ràng nó vượt trội hơn so với giải pháp truyền động điện cả về giá cả và công nghệ. Cơ sở cung cấp nước liên bang tiết kiệm 10% chi phí đầu tư và vận hành bằng cách lựa chọn sử dụng khí nén. Vì kích thước của riêng chúng, truyền động điện sẽ không có cơ hội xuất hiện trong vùng lân cận hẹp của Rohrkeller.

Công nghệ xử lý nước: truyền động khí nén

Ưu điểm của truyền động khí nén

Khí nén cung cấp những lợi thế khác biệt trong nhiều ứng dụng, từ chi phí qua an toàn đến dễ sử dụng. Đây là một công nghệ không phức tạp, dễ cài đặt, vì không yêu cầu chức năng điều khiển nào ngoài truy vấn vị trí cuối và giám sát nguồn cung cấp khí nén. Các nhà cung cấp nước được hưởng lợi từ điều này, đặc biệt là trong tự động hóa quá trình: bộ truyền động và linh kiện khí nén thể hiện lợi thế về chi phí so với các giải pháp điện tương đương, đặc biệt là khi triển khai các giải pháp hệ thống hoàn chỉnh.

Tiết kiệm hơn công nghệ truyền động điện

So với công nghệ truyền động điện, việc sử dụng nhất quán các khái niệm tự động hóa phi tập trung với các van cụm mang lại lợi thế chi phí đáng kể - trong công trình cấp nước Langenau đã tiết kiệm đáng kể 10%. Trong một số dự án khác, thậm chí có thể tiết kiệm hơn 50%. Do đó, ngay cả việc tự động hóa các phụ kiện thủ công sau này cũng rất đáng giá.

Truyền động điện cần rất nhiều năng lượng, năng lượng này lại mất đi dưới dạng nhiệt hoặc cần cho các hộp số. Ngược lại, truyền động khí nén tác động trực tiếp lên thiết bị ngắt. Pít tông và trục truyền động đủ để chuyển đổi lực khí nén tuyến tính thành chuyển động quay. Các giải pháp khí nén chỉ cần điện để tạo ra khí nén và cho mục đích điều khiển. Chuyển động thực tế được thực hiện bởi khí nén.

Bền bỉ, không cần bảo trì và hiệu quả

Truyền động khí nén đã được chứng minh là có khả năng chống rung và bền bỉ qua nhiều năm. Lý do: ngược lại với truyền động điện, chúng chỉ được tạo thành từ một vài thành phần và do đó hầu như không dễ bị lỗi. Chúng cũng có khả năng chịu tải vĩnh viễn và không cần bảo trì trong suốt thời gian sử dụng. Không cần thay dầu hoặc bôi trơn thêm.

Vì truyền động khí nén có khả năng chống quá tải và tạo ra lực truyền động cao hơn chỉ đơn giản bằng cách tăng áp suất, nên các kích thước nhỏ hơn với trọng lượng thấp hơn thường có thể được sử dụng. Có thể sử dụng hệ thống khí nén của Festo để tạo ra lực cao tới 50.000 N và mô-men xoắn lên đến 10.000 Nm. Nếu các giải pháp như vậy được đóng kín không bị rò rỉ và hệ thống được đo kích thước chính xác, bạn sẽ có được các giải pháp cực kỳ tiết kiệm năng lượng.

Cuối cùng nhưng không kém phần quan trọng, khí nén là một giải pháp an toàn. Khí nén cũng có sẵn trong trường hợp mất điện: ngoài máy nén, luôn có sẵn bình tích áp cho những trường hợp khẩn cấp để tạo ra và xử lý.

Công nghệ, bí quyết và tư vấn của Festo

Chúng tôi tự hào rằng nguồn cung cấp nước của bang Baden-Württemberg đã hiện đại hóa công nghệ xử lý nước của mình với Festo. Ví dụ cho thấy những ưu điểm của tự động hóa khí nén có sức thuyết phục như thế nào.

Trong giai đoạn đấu thầu, chúng tôi đã có mặt tại hiện trường nhiều lần và có thể vượt qua cả so sánh kỹ thuật và so sánh chi phí với giải pháp điện với khái niệm khí nén. Với kết quả là nguồn cung cấp nước liên bang đã hoàn toàn chuyển từ hệ thống truyền động điện được sử dụng trước đây sang khí nén.

Một điểm cộng cho Festo là sự tư vấn tận tình: các chuyên gia của chúng tôi đã giúp tính toán lượng khí nén tiêu thụ và thiết kế tối ưu mạng lưới khí nén. Theo yêu cầu, chúng tôi cũng có thể hỗ trợ trong giai đoạn đấu thầu.

Xét cho cùng, tự động hóa với Festo cũng diễn ra dễ dàng và không có lỗi như chính hệ thống khí nén: với chúng tôi, các nhà xây dựng hệ thống luôn nhận được mọi thứ từ một nguồn duy nhất, chỉ với một con số bộ phận. Điều này cho phép xử lý đơn hàng dễ dàng và tăng tốc đáng kể việc thực hiện dự án.

Tối ưu? Khí nén!

10 lý do chính đáng cho khí nén của Festo

Lập luận để tải xuống

Tự động hóa tùy chỉnh với khí nén giúp tiết kiệm chi phí, đáng tin cậy, mạnh mẽ, chống cháy nổ và chống quá tải. Và với Festo, việc thực hiện rất dễ dàng. Tại đây bạn có thể tải xuống tờ rơi.

Tối ưu? Khí nén! (PDF)

Tổng quan