South West Water – Tillståndsövervakning genom hela vattencykeln
Applikationsrapport
Hur South West Water uppnår sina verksamhetsmål med hjälp av vibrationsövervakning.
South West Water försörjer en befolkning på runt 1,7 miljoner invånare i Cornwall, Devon, Scillyöarna och delar av Somerset och Dorset pålitligt och effektivt med högklassigt dricksvatten och ansvarar dessutom för avloppsvattenhanteringen i regionen. För att kunna tillgodose kundernas behov lagrar företaget vatten i mer än 20 reservoarer och behandlar det i runt 40 anläggningar för produktionen av dricksvatten i regionen.
South West Water ansvarar också för 650 vattenreningsverk. Bland dem finns anläggningen Marsh Mills i utkanten av storstaden Plymouth. Runt en tredjedel av avloppsvattnet från stadens 230 000 invånare behandlas här i flera steg innan det återförs igen till vattenkretsloppet. Efter en inledande mekanisk behandling fortsätter South West Water med en biologisk bearbetning som innefattar en aktivslamprocess i Marsh Mills-anläggningen. Mikroorganismer bryter ner de organiska ämnen som löses i vattnet.
"Eftersom det handlar om aeroba mikroorganismer är det avgörande att det kontinuerligt tillförs tillräckligt mycket syre i vattnet så att nedbrytningsprocessen kan fortsätta i önskad kvalitet," berättar Brendon Teague, ansvarig underhållschef hos South West Water. Denna uppgift utförs av nio fläktar som tillför stora luftmängder vid lågt tryck. Med en total effekt på 615 kW pumpar de upp till 390 kubikmeter luft i de aktiverade slambassängerna.
Fläktar – en orättvist förbisedd del av utrustningen
"Hittills har varje fläkt och motor kontrollerats en gång per månad för att se om de behöver underhållas. Ändå kunde man inte utesluta störningar mellan underhållsintervallerna eftersom lagerskador antingen inte kunde förutses eller uppstått mellan intervallerna."
Ett annat problem består i att bullret från anläggningen, som skulle kunna indikera en försämring av motorns tillstånd, inte kan höras från utsidan. "Motorerna är ljudisolerade, därför kan personer bokstavligen passera platsen ostört utan att lägga märke till dem. Kanske är detta en av anledningarna varför fläktar och ventilationer ofta glöms bort i sammanhang med vattenverk och vattenrening, trots att de utför en uppgift som är lika avgörande för försörjningen med dricksvatten som t.ex. arbetet som pumparna utför."
Brendon Teague bestämde sig slutligen för att utrusta nio fläktenheter i Marsh Mills med vibrationsdiagnostik från ifm. Detta första steg är därför logiskt och kommer inte som en överraskning.
Med en total effekt på 615 kW pumpar de upp till 390 kubikmeter luft i de aktiverade slambassängerna.
Tillståndsövervakning: håller ett öga på anläggningens hälsotillstånd
”Jag har samarbetat med ifm under lång tid för att skydda South West Waters anläggningar mot oförutsedda driftstopp genom att använda tillståndsövervakning”, säger Brendon Teague. Tillsammans med hans arbetsgrupp har han installerat mer än 200 enheter av utvärderingssystemet VSE100, i South West Waters vattenverk och vattenreningsanläggningar, plus accelerationsgivare som är anslutna till enheterna.
Vibrationsövervakningssystemet består av accelerationsgivare och en utvärderingsenhet. Givarna – South West Water använder givare av typen VSA001 – har placerats på viktiga positioner i systemet och överför data till utvärderingsenheten, i det här fallet enheten VSA001. Enheten utvärderar kontinuerligt information från upp till fyra givare och skickar motsvarande kopplingssignaler till styrsystemet när gränsvärdena överskrids. Via ett ethernet-gränssnitt går det också att sända data och larmsignaler till ett centralt kontrollrum.
Enklare felsökning och underhållsplanering via fjärrkontroll
Med hjälp av vibrationsdiagnostik kan maskinens hälsotillstånd registreras kontinuerligt. Tack vare övervakningen av vibrationer som uppstår inom tids- och frekvensområdet, registreras begynnande skador i ett tidigt skede och kan analyseras i realtid av ifm:s egen programvara i en mer detaljerad FFT analys (Fast Fourier Transformation). Eftersom en exakt frekvens kan tilldelas en enskild anläggningskomponent eller skademönster, är den ibland tidskrävande felsökningen inte längre nödvändig och underhållsarbete kan förberedas effektivt, även via fjärrstyrning. Det minimerar drastiskt arbetsbelastningen och avbrottstider.
Givare hjälper till att uppnå verksamhetsmålen
"Det är en verklig förmån att ha en central överblick över tillståndet hos samtliga maskiner med hjälp av programvaran och att bli informerad så snart ett värde överskrider en kritisk gräns," berättar Brendon. Anläggningens underhållsansvarige kan på så sätt uppdateras om situationen, bedöma behovet för åtgärder och vid nödfall informera underhållsteamet på plats. "Tillståndsövervakning i denna form hjälper oss redan att uppnå verksamhetsmålen med avseende på miljövänlig hantering av vatten och avloppsvatten.
Genom att upptäcka skador i ett tidigt skede har vi ofta kunnat reagera i god tid och på så sätt undvika avbrottstider och dyra reparationer. Tack vare implementeringen av tillståndsövervakningen förväntar vi oss totalt sett kunna sänka kostnaderna för underhåll och ersättning av skadade anläggningar med genomsnittligt £100 000 till £150 000 per år."
Tillståndsövervakning: som standard på nyinstallerade maskiner
För att i framtiden kunna dra mer omfattande nytta av fördelarna med tillståndsövervakning har South West Water bestämt att tillståndsövervakning på pumpar och fläktar ska gälla som teknisk standard. ”Varje ny anläggning måste vara utrustad därefter med givar- och utvärderingsteknik som kan integreras i vår befintliga infrastruktur. Det skapar inte bara mer driftsäkerhet för större och viktiga vattenreningsverk men hjälper oss även att på ett kompetent och effektivt sätt kunna upprätthålla kvaliteten och ett klanderfritt skick i mindre reningsanläggningar i lantliga regioner."
Framtiden: samarbete via IoT-plattformen
Som ett ytterligare utvecklingssteg kan Brendon Teague mycket väl föreställa sig att gå över till den nya ifm moneo IoT-plattformen. Med moneo kan man behärska även komplexa infrastrukturer med sgivare på ett enkelt sätt medan den valfria modulen moneo RTM erbjuder långtgående möjligheter för även mer omfattande vibrationsanalyser. "I kombination med de nya edgeGateways från ifm och därmed möjligheten att göra data tillgängliga i en molnmiljö, skulle jag kunna dela relevanta data ännu mer effektivt med mina underhållskollegor i leveransområdet, så att underhållskvaliteten och reaktionshastigheten i händelse av larm återigen skulle öka avsevärt."
Vibrationsgivare upptäcker potentiella defekter i ett tidigt skede, innan det kan uppstå större skador.
South West Water använder runt 200 VSE100-utvärderingsenheter för att övervaka maskinerna i sina vattenverk och vattenreningsanläggningar.
Slutsats
Tack vare sitt omfattande system för tillståndsövervakning kunde South West Water effektivt förhindra allvarliga störningar på kritiska utrustningsdelar för vattenförsörjning och vattenrening som t.ex. pumpar, centrifuger och fläktar. På så sätt sparar företaget betydande kostnader för reparation eller ersättning av utrustning. Samtidigt stödjer anläggningsövervakningen företagets mål gällande den ansvarsfulla hanteringen av vatten som resurstillgång.