Programy zmniejszenia zużycia energii zwykle zakładają zastąpienie istniejącej infrastruktury nowocześniejszą, jednak wymierne oszczędności można również uzyskać dzięki wdrożeniu strategii optymalizacyjnej, bez ponoszenia dodatkowych nakładów inwestycyjnych.
|
 Prawa ekonomii są nieubłagane. Przedsiębiorstwa wodno-kanalizacyjne muszą poprawiać swoją rentowność pomimo rosnących kosztów, a podnoszenie cen usług lub redukcja personelu są dość ryzykowne. Jednym z możliwych rozwiązań jest zmniejszenie zużycia energii, która w przypadku tego typu przedsiębiorstw jest jedną z głównych składowych kosztów funkcjonowania całego przedsiębiorstwa.
Redukcja kosztów dzięki podniesieniu wydajności W przedsiębiorstwach tych to zwykle pompy odpowiadają za 80% zużycia energii całego systemu obsługi wody i ścieków. Przedsiębiorstwa wodno-kanalizacyjne mogą znacząco obniżyć zużycie energii poprzez wydajniejszą pracę pomp wody oraz ścieków, bez konieczności modernizacji istniejącej infrastruktury. Poprawa wydajności może być osiągnięta dzięki wykorzystaniu systemu typu EAM (Enterprise Asset Management) – zarządzania aktywami przedsiębiorstwa, który analizuje zapotrzebowanie w odniesieniu do kosztów, co skutkuje tym, że w danej chwili pracują tylko te elementy systemu, które zapewniają pokrycie zapotrzebowania, co sprzyja podniesieniu wydajności. Dzięki wdrożeniu skutecznego systemu zarządzania przedsiębiorstwa mogą zredukować koszty bez ryzyka obniżenia mocy przerobowych. |
Analiza dostępnych aktywów
Aby zagwarantować ciągłość usług, w aplikacjach większości zakładów wodno-kanalizacyjnych zaimplementowane są układy redundancji sterowania w systemie obsługi pomp. Wszystkie układy pomp w obrębie systemu są zaprojektowane tak, by spełniały określone funkcje, i zwykle mają specyficzną charakterystykę pracy, co wiąże się z małym stopniem standaryzacji. Wydajność systemu pomp zależy od wieku infrastruktury, klasy projektu, charakteru pracy i nakładów związanych z konserwacją i utrzymaniem ruchu. W połączeniu ze stale zmieniającym się zapotrzebowaniem powoduje to, że zarządzanie gospodarką wodną tak, by uzyskać maksymalną wydajność przy minimalnych kosztach operacyjnych, jest zadaniem niezwykle trudnym.
Konfiguracja systemu EAM ukierunkowana na optymalizację pracy pomp wymaga:
→ właściwego zrozumienia wydajności energetycznej tego systemu pomp,
→ ustalenia optymalnej charakterystyki pracy,
→ opracowania strategii operacyjnej,
→ określenia potencjalnych oszczędności,
→ określenia potencjalnego wpływu na środowisko,
→ znalezienia możliwości zredukowania szczytowego obciążenia,
→ znalezienia możliwości zredukowania zapotrzebowania,
→ określenia możliwości zwiększenia mocy przerobowych,
→ zidentyfikowania niezgodności,
→ określenia koniecznej redundancji,
→ określenia możliwości poprawy funkcjonowania utrzymania ruchu,
→ walidacji metod mierzenia wydajności.
Bez lepszego wglądu w infrastrukturę zwiększenie wydajności może się okazać olbrzymim wyzwaniem. Zadanie to można znacząco ułatwić przez wdrożenie systemu zarządzania aktywami przedsiębiorstwa – efektywność operacyjna wówczas wzrośnie, a koszty zmaleją.
Optymalizacja systemu
W przedsiębiorstwie DMWW (Des Moines Water Works) dokonano optymalizacji pracy systemu pomp dzięki wdrożeniu systemu EAM. W wyniku jego implementacji możliwe było określenie:
→ które elementy układu powinny pracować, by sprostać zapotrzebowaniu,
→ jaka jest optymalna strategia pracy pomp,
→ jak długo powinny pracować w ciągu dnia poszczególne elementy systemu,
→ kiedy powinna pracować która pompa,
→ czy system pracuje, generując najniższe możliwe koszty,
→ jaki jest dzienny koszt pracy systemu,
→ czy konieczne jest zwiększenie mocy przerobowych,
→ jaki jest wpływ na środowisko.
Przy optymalizacji systemu pomp należy:
1. zdefiniować i zadbać o aktualność konfiguracji systemu pomp oraz dostępność urządzeń,
2. zdefiniować i zadbać o aktualność danych dotyczących wydajności systemu,
3. dostosować harmonogram pracy systemu do taryf dostawcy energii elektrycznej,
4. powiązać prace poszczególnych pomp z danym zapotrzebowaniem,
5. przypisać odpowiedzialność za kontrolę i podejmowanie decyzji.
Wielokierunkowa optymalizacja systemu pozwoli określić, na co zużywana jest energia, a co jeszcze ważniejsze – na co powinna być zużywana. Umożliwi ona pokrycie zapotrzebowania na wodę, a jednocześnie zmniejszenie wydatków na energię elektryczną.
Podsumowanie
Uzyskanie optymalnej wydajności systemu pomp jest możliwe dzięki właściwemu zarządzaniu energią, aktywami i pracą tego systemu. Takie podejście wymaga uwzględnienia specyfiki danego zakładu i realizowanych w nim procesów; wydajności i dostępności urządzeń; mocy przerobowych i zapotrzebowania oraz określenia strategii operacyjnej (obciążenie bazowe, zmienność obciążenia, obciążenie szczytowe). Równie ważne jest, by te czynniki móc oszacować w oparciu o jak najlepsze i najbardziej aktualne dane operacyjne, także te mówiące o anomaliach w funkcjonowaniu systemu oraz by we właściwym czasie zebrać je od wszystkich zainteresowanych stron.
Autor: William Stowe jest dyrektorem generalnym w DMWW.
Tekst pochodzi z nr 3/2017 magazynu „Inżynieria i Utrzymanie Ruchu”. Jeśli Cię zainteresował, ZAREJESTRUJ SIĘ w naszym serwisie, a uzyskasz dostęp do darmowej prenumeraty w formie drukowanej i/lub elektronicznej.
