Condition Monitoring continuo di un decantatore per il trattamento delle acque reflue industriali
Use Case
Impianto di depurazione di Kressbronn
Il risultato finale del processo di trattamento delle acque reflue in un impianto di depurazione è "acqua pulita". Durante il processo di pulizia si forma il cosiddetto fango primario che non può più essere purificato. Esso viene smaltito tra i rifiuti speciali in un impianto di incenerimento. Il costo dello smaltimento dei rifiuti speciali è determinato dal peso. Poiché la parte maggiore del peso del fango primario non trattato è costituito dallacqua, le aziende di depurazione hanno un forte interesse a separare le parti solide da quelle liquide, per ridurre il peso. Per farlo ci sono vari metodi.
Il metodo applicato nellimpianto di depurazione di Kressbronn è un decantatore. In questo processo, acqua e solidi vengono separati grazie alla forza centrifuga. La parte liquida del fango primario viene reintrodotta nel processo di depurazione, mentre la parte restante secca del fango viene smaltita.
I tempi di inattività non programmati potrebbero avere gravi ripercussioni, con il rischio di interrompere lintero sistema di smaltimento delle acque reflue urbane o addirittura paralizzarlo del tutto in caso di guasto prolungato.
Situazione iniziale
Il decantatore non è stato monitorato in modo costante e i cuscinetti sono stati sostituiti solo dopo che il danno era diventato percepibile. Nel peggiore dei casi, ha causato un fermo imprevisto, che a sua volta ha avuto come conseguenza laccumulo di fango primario e nel corso di una riparazione durata a lungo ha provocato linterruzione del funzionamento dellimpianto di depurazione.
Nessun Condition Monitoring dei motori assiali.
Intervalli di manutenzione in schemi fissi.
Nessun allarme e avviso tempestivo di danni incipienti.
Obiettivo del progetto
Introduzione di un monitoraggio continuo dei parametri rilevanti per il processo e limpianto.
Organizzazione di misure di manutenzione per le parti critiche dellimpianto, come la trasmissione, per evitare fermi non pianificati.
Realizzazione
Il decantatore utilizzato a Kressbronn ha già diversi decenni e viene controllato da un PLC Siemens S5. È perciò difficile procurare i pezzi di ricambio di tutti i componenti e quasi impossibile integrare direttamente i componenti di monitoraggio del processo nel PLC. Per consentire una lunga disponibilità del decantatore e in particolare dei componenti critici, questi ultimi sono stati dotati di sensori di vibrazioni e temperatura.
Monitoraggio
- dei cuscinetti della centrifuga
- dei motori di azionamento
- della trasmissione
La velocità dei due motori viene rilevata mediante due sensori induttivi IFC201. Tutti i dati dei sensori vengono trasmessi a tre VSE150 installate in un quadro elettrico.
Per un ammodernamento da effettuare in futuro e il passaggio da un PLC S5 a un S7, sono stati utilizzati VSE con interfaccia ProfiNet. In questo modo cè la possibilità di inserire i parametri di vibrazione direttamente nel sistema di controllo del decantatore.
Per consentire al cliente una visualizzazione semplice da usare e adattabile, in questo caso si è ricorso a moneo, con il vantaggio di poter inserire anche altri dati dei sensori di tutto limpianto in un sistema. Inoltre scatta un allarme se le soglie impostate vengono violate.
Risultato
Retrofit riuscito di una macchina di diverse decine di anni per la quale diventa sempre più difficile procurare pezzi di ricambio. Grazie al monitoraggio aggiuntivo, è possibile far funzionare limpianto ancora per tanti anni, in modo sicuro e affidabile.
Dashboard
- V-effettiva cuscinetto del motore principale [mm/s]
- Vibrazione cuscinetto del motore principale [mg]
- Temperatura cuscinetto del motore principale [C°]
- Temperatura cuscinetto del motore secondario [C°]
- Vibrazione cuscinetto del motore secondario [mg]
- V-effettiva cuscinetto del motore secondario [mm/s]
- Temperatura cuscinetto del motore secondario [C°]
- Temperatura cuscinetto del motore principale [C°]
- Vibrazione cuscinetto del motore secondario [mg]
- V-effettiva cuscinetto del motore secondario [mm/s]
- Vibrazione cuscinetto del motore principale [mg]
- V-effettiva cuscinetto del motore principale [mm/s]
- a-effettiva cuscinetto lato liquidi [mg]
- Disequilibrio rotore lato liquidi [mm/s]
- Temperatura cuscinetto lato liquidi [C°]
- Temperatura cuscinetto motore lato solidi [C°]
- Disequilibrio della cinghia tamburo [mm/s]
- Disequilibrio scatola di trasmissione [mm/s]
- a-effettiva cuscinetto lato solidi [mg]
- Disequilibrio cinghia della coclea [mm/s]
- Disequilibrio rotore lato solidi [mm/s]
- Vibrazione ingresso trasmissione [mm/s]
Il nostro cliente
I comuni tedeschi di Kressbronn a. B. e Langenargen gestiscono congiuntamente un impianto di depurazione delle acque reflue nellEichert. Nell'impianto di depurazione le acque reflue vengono depurate in quattro fasi: meccanica, biologica, chimica e con carbone attivo in polvere. Il quarto stadio di depurazione è particolarmente importante perché filtra gli elementi in traccia (ad esempio residui di farmaci) dalle acque reflue. Dopo aver superato tutti e quattro gli stadi di depurazione, le acque reflue vengono infine convogliate nel lago di Costanza.
