South West Water – conditiebewaking gedurende de gehele waterloopcyclus
Applicatiebericht
Hoe South West Water met trillingsbewaking haar bedrijfsdoelstellingen bereikt
South West Water voorziet rond 1,7 miljoen inwoners in Cornwall, Devon, de Scilly-eilanden en delen van Somerset en Dorset op betrouwbare en efficiënte wijze van drinkwater van hoge kwaliteit en is bovendien verantwoordelijk voor de afvalwaterzuivering. Om in de behoefte van haar klanten te kunnen voorzien, houdt de onderneming water gereed in meer dan 20 stuwmeren en zuivert dat tot drinkwater in ongeveer 40 installaties.
South West Water heeft nog eens 650 installaties in gebruik om het bedrijfswater weer te zuiveren. Daaronder ook de installatie in Marsh Mills, aan de rand van de metropool Plymouth. Ongeveer een derde van het afvalwater van de stad met 230.000 inwoners wordt hier in meerdere fasen gezuiverd, om het dan opnieuw aan de cyclus van het water toe te voeren. Na een eerste mechanische zuivering past South West Water in Marsh Mills de biologische reiniging toe in een actief-slibproces. Micro-organismen breken daarbij de organische stoffen af die in het water zijn opgelost. "Aangezien het om aerobe micro-organismen gaat, is het van cruciaal belang dat er permanent voldoende zuurstof aan het water wordt toegevoegd, zodat het afbraakproces met de gewenste kwaliteit kan plaatsvinden," aldus Brendan Teague, onderhoudsmanager bij South West Water. Deze luchttoevoer wordt uitgevoerd door negen blowers met een totaal vermogen van 615 kW die tot 390 kubieke meter lucht per minuut in de actieve-slibtanks pompen.
Blowers - ten onrechte over het hoofd gezien
"Deze blowermotoren werden vroeger ongeveer één keer per maand gecontroleerd op onderhoud. Het kon echter nog steeds gebeuren dat een installatie tussen deze onderhoudsintervallen defect raakte omdat lagerschade over het hoofd werd gezien of tussen de intervallen ontstond."
Nog een ander “probleem”: geluid dat op een verslechtering van de motorconditie kan duiden, is van buitenaf niet waarneembaar. "De motoren zijn voorzien van geluiddempend materiaal, dus mensen kunnen er letterlijk ongestoord langs lopen. Misschien is dit een van de redenen waarom blowers vaak over het hoofd worden gezien, oftewel “niet gehoord” worden in de water- en afvalwaterzuiveringscyclus - ondanks het feit dat zij een kritieke taak vervullen, bijvoorbeeld als de pompen die in de drinkwatervoorziening worden gebruikt"
Dat Brendon Teague uiteindelijk besloot om als eerste stap de blower-eenheden in Marsh Mills uit te rusten met trillingsdiagnose van ifm, is niet meer dan een logische stap –en ook geen verrassende.
Via krachtige blowers wordt lucht in het actieve-slibbekken gepompt - in Marsh Mills tot 390 kubieke meter per minuut.
Conditiebewaking: De conditie van de installatie in één oogopslag
"Ik werk al lange tijd met ifm samen om de installaties van South West Water tegen onvoorziene stilstanden te beschermen door gebruik te maken van conditiebewaking," aldus Brendan Teague. Samen met zijn team heeft hij meer dan 200 evaluatie-units typeVSE100, plus de daarop aangesloten versnellingssensoren, geïnstalleerd in de water- en afvalwaterzuiveringsinstallaties van South West Water.
Het systeem voor de trillingsanalyse bestaat uit versnellingssensoren en een verwerkingseenheid. De sensoren – South West Water gebruikt sensoren van het type VSA001 –worden op de relevante posities in de installatie geïnstalleerd en sturen de data door naar de verwerkingseenheid, in dit geval de VSE100. Deze verwerkt continu de informatie van maximaal vier sensoren en stuurt bij overschrijding van grenswaarden overeenkomstige schakelsignalen naar de besturing. De data en alarmen kunnen ook via een ethernetinterface naar een centrale controlekamer worden doorgestuurd.
Vereenvoudigde probleemoplossing en onderhoudsplanning op afstand
Door middel van trillingsdiagnose wordt de conditie van een machine permanent geregistreerd. Dankzij de bewaking van de optredende trillingen in het tijd- en frequentiespectrum wordt beginnende schade in een vroeg stadium geregistreerd en kan deze door de eigen software van ifm in realtime worden geanalyseerd via een diepgaande FFT-analyse (Fast Fourier Transformation). Aangezien een specifieke frequentie kan worden toegewezen aan afzonderlijke systeemcomponenten of schadepatronen, is een tijdrovende probleemoplossing ter plaatse niet langer nodig en kunnen onderhoudswerkzaamheden doeltreffend worden voorbereid, zelfs op afstand. Hierdoor worden de hoeveelheid werk en de uitvaltijden drastisch beperkt.
Het bereiken van bedrijfsdoelstellingen wordt ondersteund door sensortechnologie
"Het is een groot voordeel om de status van alle relevante machines centraal via software in de gaten te houden en geïnformeerd te worden zodra een waarde een kritische grens overschrijdt," vertelt Brendan Teague. Zo kan de onderhoudsmanager in een korte termijn een beeld vormen van de situatie, de noodzaak tot ingrijpen inschatten en in noodgevallen de onderhoudsploeg ter plaatse informeren.
"Conditiebewaking in deze vorm helpt ons nu al om de doelstellingen van het bedrijf op het gebied van milieuvriendelijke omgang met water en afvalwater te realiseren. Door schade in een vroeg stadium op te sporen, hebben wij vaak op tijd kunnen reageren en zo stilstand en dure reparaties kunnen voorkomen.Wij verwachten dat wij door de invoering van conditiebewaking de kosten voor onderhoud en vervanging van beschadigde installaties met gemiddeld £ 100.000 tot £ 150.000 per jaar kunnen verlagen."
Conditiebewaking: Standaard op nieuw geïnstalleerde machines
Om in de toekomst nog meer van de voordelen van conditiebewaking te kunnen profiteren, heeft South West Water conditiebewaking van pompen en blowers als technische norm gedefinieerd. "Elke nieuwe installatie moet dienovereenkomstig worden uitgerust met sensor- en verwerkingstechnologie die in onze bestaande structuur kan worden geïntegreerd. Dit geeft ons niet alleen meer zekerheid bij grote, relevante installaties, maar helpt ons ook om op efficiënte en effectieve wijze de kwaliteit in perfecte conditie te houden bij kleinere zuiveringsinstallaties in landelijke gebieden."
De toekomst: Samenwerking via het IoT-platform
Als verdere ontwikkelingsstap kan Brendon Teague zich heel goed voorstellen dat hij overstapt op het nieuwe IoT-platform ifm moneo. Met moneo kunnen enerzijds zelfs complexe sensorinfrastructuren gemakkelijk worden beheerst, en anderzijds biedt de optionele module moneo RTM verregaande mogelijkheden voor een nog uitgebreidere trillingsanalyse. "In combinatie met de nieuwe edgeGateways van ifm en de daaraan gekoppelde mogelijkheid om de data in een cloudomgeving beschikbaar te stellen, zou ik de relevante data nog beter kunnen delen met mijn onderhoudscollega's in het leveringsgebied, zodat de onderhoudskwaliteit en de reactiesnelheid bij een alarm nogmaals aanzienlijk toenemen."
Trillingssensoren op de motoren van de blowers detecteren beginnende defecten in een vroeg stadium voordat grote schade kan ontstaan.
South West Water gebruikt ongeveer 200 verwerkingseenheden van het type VSE100 om de machines te controleren in haar water- en afvalwaterzuiveringsinstallaties.
Conclusie
South West Water is in staat om ernstige storingen van kritieke apparatuur voor watervoorziening en afvalwaterbehandeling, zoals pompen, centrifuges en blowers, effectief te voorkomen met behulp van uitgebreide conditiebewaking. Dit bespaart de onderneming aanzienlijke kosten voor de reparatie of vervanging van installaties. Tegelijkertijd ondersteunt de controle van de installaties de doelstellingen van de onderneming inzake het verantwoord gebruik van water als hulpbron.