Szczelny niczym nowoczesny monitoring. Jak efektywnie kontrolować sieć wodociągową?

Obciążenie sieci wodociągowej ma wpływ na pracę wielu elementów systemu. Wraz z rosnącym zużyciem wody, intensywniej wykorzystywane są stacje uzdatniania, kanalizacja czy oczyszczalnie ścieków. Aby produkcja wody do spożycia była przy tym na wszystkich etapach skuteczna i zgodna z wymagającymi normami, niezbędne jest nie tylko osiągnięcie odpowiednich parametrów jakościowych i ilościowych, ale także ich utrzymywanie i kontrola w całym cyklu życia tego kluczowego dla społeczeństwa surowca. Jednym z podstawowych wyzwań jest unikanie jego strat.

Straty wody w sieci wodociągowej stanowią podstawę oceny jej działania. Mimo że są nieuniknione, to dzięki ich kontroli za pomocą nowoczesnych urządzeń pomiarowych można je minimalizować. A tym samym – ograniczać straty finansowe oraz fizyczne.

Pierwsze wiążą się z reguły z niewłaściwie prowadzonymi pomiarami zużycia wody, problemami dotyczącymi oprogramowania do zbierania danych oraz nieautoryzowanym poborem surowca. Straty fizyczne to z kolei głównie efekt wycieków z systemów dystrybucji oraz przelewu wody przez zbiorniki magazynowe – zwłaszcza przy braku ich odpowiedniego opomiarowania.

Uszkodzenia rurociągów są powodowane m.in. wadami materiałowymi, nadmiernym ciśnieniem w sieci, wystąpieniem uderzeń hydraulicznych czy ogólnie słabym stanem sieci, wynikającym z jej wieku. Co istotne, awarie mogą pozostawać długo niewykryte, szczególnie, gdy nie powodują bardzo dużych wycieków i nie są widoczne gołym okiem na powierzchni ziemi.

Monitoring sieci wodociągowej

Odpowiednie opomiarowanie sieci wodociągowej umożliwia poznanie jej bieżącego stanu, zużycia i rozpływu wody, a także szybkie uzyskanie informacji o wystąpieniu wycieku, czyli o uszkodzeniu sieci. Połączenie doświadczenia operatora i możliwości nowoczesnych urządzeń pomiarowych oraz odpowiednich systemów informatycznych ułatwia eksploatację sieci i planowanie jej remontów, zanim wystąpi możliwa do przewidzenia awaria. Umożliwia też ochronę mniej wytrzymałych odcinków sieci – np. ze względu na wiek infrastruktury. Dodatkowo, opomiarowanie pozwala na lepsze zbilansowanie całego procesu technologicznego, zarówno pod względem fizycznym, jak i finansowym. Mając precyzyjne informacje o produkcji wody, dystrybucji do sieci i zużyciu przez odbiorców na podstawie wodomierzy, można porównywać te wyniki z wystawionymi fakturami i na podstawie tych analiz – uszczelniać system i ograniczać straty.

Kluczowe jest zastosowanie monitoringu hydraulicznego, w ramach którego należy mierzyć przepływ wody oraz ciśnienie w rurociągu. System wodociągowy powinien być podzielony na mniejsze, opomiarowane strefy. Monitoring sieci można wdrażać etapowo, zaczynając od jej kluczowych punktów. Takie strefowanie pozwala na uzyskanie informacji o wodzie wpływającej na dany obszar, co w przypadku awarii umożliwia znaczące zawężenie obszaru poszukiwania miejsca jej wystąpienia. Daje to efekty tym bardziej, im więcej przepływomierzy zostanie zastosowanych w odpowiednich punktach sieci, zwłaszcza takich jak wloty i wyloty ze stref oraz podstref.

Fot. 1. Wytrzymały, zasilany z baterii przepływomierz elektromagnetyczny W 800 to przykład elementu nowoczesnego monitoringu sieci wodociągowej. Zapewnia sprawną komunikację i łatwą integrację w systemach automatyki

Skuteczny przepływ wody i… danych

Co istotne, lokalizacja punktów pomiarowych, właściwa pod względem ich znaczenia dla rozpływu wody, niekoniecznie musi iść w parze z dostępem do energii elektrycznej. Gdy jest on utrudniony, rozwiązaniem może być zastosowanie przepływomierzy bateryjnych, charakteryzujących się długą żywotnością baterii. W przypadku przepływomierza Proline Promag W 800 firmy Endress+Hauser, przy odpowiednim ustawieniu próbkowania urządzenie może pracować na jednej baterii nawet do piętnastu lat. Pozwala to na pomiar przepływu wody w sieci również w miejscach bez dostępu do prądu lub z okresowymi przerwami w jej dostawach.

Wspomniany przepływomierz wyposażono w zintegrowany pomiar ciśnienia oraz przewodności elektrycznej. Model W 800 dysponuje również zintegrowanym rejestratorem (Data logger) do nawet 50 tys. wpisów, zaimplementowano w nim także Heartbeat Technology, która pozwala na regularną autodiagnostykę stanu urządzenia. Komunikacja z przepływomierzem podczas jego kalibracji czy diagnostyki może odbywać się poprzez aplikację SmartBlue, wykorzystującą bezpieczną transmisję sygnałów przez interfejs Bluetooth, szyfrowaną za pomocą techniki kryptograficznej testowanej przez Instytut Fraunhofera. W urządzeniu znajduje się także wyjście I\O – Implus + Modbus lub moduł łączności GSM/LTE.

Parametry mierzone za pomocą urządzeń pomiarowych (takich jak przepływomierze czy przetwornik ciśnienia) powinny być agregowane i analizowane przez odpowiednie oprogramowanie. Przykładem jest Netilion – narzędzie chmurowe umożliwiające zdalny monitoring sieci, oferujące również jej wizualizacje. System pozwala na wiarygodne prognozowanie rozbiorów, a także jakości wody dzięki kontroli jej przewodności i wieku.

Na koniec należy przypomnieć, że skuteczny monitoring sieci wodociągowych to nie tylko kwestia ekonomii, ale i troski o środowisko. Minimalizacja strat wody i optymalizacja pracy systemu pozwalają ograniczać koszty oraz zużycie zasobów naturalnych. Dlatego warto wdrażać nowoczesne technologie, które wspierają niezawodną i efektywną eksploatację sieci oraz chronią cenne zasoby wody.

Endress+Hauser
www.pl.endress.com