إدارة أصول محطة الضخ لأدنى تكلفة إجمالية للملكية وأقصى قدر من الفعالية
تتعرض عمليات المياه والصرف الصحي لضغوط متزايدة لتحقيق أهداف طموحة لتقديم الخدمات والامتثال التنظيمي والمرونة في إدارة بنية تحتية كبيرة وقديمة. مع محدودية رأس المال ، يجب عليهم إيجاد طرق لإطالة عمر الأصول الحيوية ، وإعطاء الأولوية للتجديد ودرء تهديدات الأمن السيبراني. لمواجهة هذه التحديات ، يبحث الكثير عن توفير في تكاليف صيانة وتشغيل طاقة محطة الضخ ، والتي تستهلك ما يقدر بنحو 75٪ من ميزانية محطة الضخ النموذجية.
تتطلب معالجة مثل هذه القضايا الوصول في الوقت المناسب إلى بيانات الأداء - والتلاعب بها - المتوفرة لصناعة المياه من خلال التحول الرقمي الذي يحدث الآن على مستوى الصناعة. يعد التحول الرقمي بتسخير أحجام المعلومات الناشئة في أعقاب العمليات الصناعية وتطبيقها لتحسين العمليات. يقوم بذلك عن طريق إضافة الذكاء والاتصال إلى الأصول المعزولة سابقًا ، ومزامنة التحكم والاتصالات فيما بينها ، ومشاركة المعلومات مع التطبيقات التحليلية. في قاعدة الهيكل توجد المضخات والمحركات والمحركات والأصول الأخرى التي أصبحت أكثر ذكاءً وتواصلًا.
تحسين محطة الضخ
بالنسبة لمحطات الضخ ، فإن النهج المنظم للرقمنة يعني قدرة أكبر على احتواء التكاليف. يمكن أن يقلل من تكاليف طاقة محطة الضخ من خلال تمكين التشغيل بالقرب من المنحنيات المستهدفة من خلال الاستفادة من المعدات الأكثر كفاءة وفترات التكلفة المنخفضة مع مطابقة النقاط المحددة أو عن طريق تحسين الرسوم على فواتير الطاقة لتجنب رسوم الطلب وعقوبات عامل الطاقة.&نبسب;
تقلل التكاليف
يمكن أن تقلل الرقمنة من تكاليف الصيانة من خلال تمكين تشغيل المضخة بالقرب من أفضل نقاط الكفاءة (أفضل الممارسات البيئية) من خلال:
القضاء على التفتيش من خلال المراقبة المتقدمة
زيادة الصيانة الروتينية بمراقبة الحالة لتحديد نقاط الفشل المعلقة قبل حدوثها
حماية الأصول من خلال القضاء على التشغيل في ظروف التدفق المنخفض
يمكن للرقمنة أن تساهم في تخفيض التكاليف التشغيلية الإجمالية من خلال المراقبة المعززة في الوقت الحقيقي مقابل نقاط الأداء المستهدفة ؛ سرعات مختلفة للمحرك لتحقيق الأهداف المحددة ؛ ومزامنة أداء المضخة في السياق الأوسع لتركيب الضخ. قد يشمل هذا السياق الأنظمة الهيدروليكية أو استراتيجيات التحكم في المضخة أو وظائف التحكم المساعدة مثل جرعة الكلورة.
موثوقية الأصول والتحسين ، بالإضافة إلى التميز في الصيانة&نبسب;
يتيح الوصول المفصل في الوقت المناسب إلى المعلومات للأداء الوصول إلى مستويات جديدة. هذا يشمل:
تطبيق فعال من حيث التكلفة للصيانة المستندة إلى الظروف
تحسينات في ظروف التشغيل العامة
تقليل التكرار ، وبالتالي ، تكاليف العمالة لعمليات التفتيش
1. الصيانة حسب الحالة
الدفاعات هي من بين أجزاء المضخة الأولى التي يتم تشغيلها وبمجرد أن يبدأ التآكل والتآكل ، فإنها تتسارع. يمكن أن توفر التحليلات نظرة ثاقبة لمؤشر صحة المضخة وخسائر السعة ، والتي يمكن أن ترتبط مباشرة باستخدام الطاقة كما هو موضح بواسطة عدادات الطاقة. يمكن أن ترسل مراقبة شفط المضخة بأجهزة إرسال الضغط تنبيهات عندما ينخفض شفط المضخة إلى ما دون مستوى معين.
2. تحسين ظروف التشغيل
بالإضافة إلى مراقبة ظروف المضخة ، فإن تحسين ظروف تشغيل المضخة يحسن الفترة الزمنية بين الأعطال (MTBF) من خلال تقليل القوى المحورية التي تساهم في تقصير عمر الحشيات والمحامل.
3. تقليل وتيرة التفتيش
عندما تكون المعلومات المتعلقة بعمليات المضخة محدودة أو غير موثوقة ، فإن الفحص اليدوي المتكرر ضروري لتحديد الحاجة إلى تدخل الصيانة. يمكن للمراقبة الرقمية المستمرة للأصول ومتغيرات التشغيل الرئيسية أن تقلل من التكرار - وتكاليف العمالة - المرتبطة بعمليات التفتيش اليدوية. باستخدام الأدوات الرقمية الحديثة ، يمكنك تتبع المتغيرات الكهربائية والمتغيرات الميكانيكية والمتغيرات الهيدروليكية للمحركات والمضخات وتلقي التنبيهات عندما ينحرف الأداء عن العتبات المحددة.
دراسة الحالة
بدأ هذا المشروع بنشر البنية لجمع وتحليل بيانات التشغيل. باستخدام أجهزة مثبتة بالفعل على كل مضخة من المضخات الثلاث للمحطة ، قام المتخصصون في صناعة المياه بتهيئة عدادات الطاقة ومحركات ذكية على المحركات بالإضافة إلى مستشعرات الضغط والتدفق لمراقبة نقاط العملية الرئيسية.
أشرف برنامج سكادا و PLCs في طبقة التحكم على الحافة على تبادل البيانات ومنطق الإنتاج ومتصلًا بإنترنت الأشياء الصناعي (إنترنت الأشياء) عبر شبكات بروفينيت و مودبوس TCP. تم وضع صندوق حافة إنترنت الأشياء في غرفة التحكم بالمصنع وتم تسليم البيانات إلى مستشار أداء الضخ المستضاف في السحابة.
عائد الاستثمار&نبسب;
بعد حوالي ثلاثة أشهر من مراقبة المنشأة الإسبانية ، تم التوصل إلى الاستنتاجات التالية:
لم يكن هناك حاجة لاستبدال المضخات القديمة. يمكن إدارة تأثير الاهتراء والتآكل من خلال ضبط حلقة التحكم. ومع ذلك ، أوصي بأن يقوم المرفق بتجديد الدفاعات وارتداء الحلقات.
أدت التغييرات في التحكم في سرعة المضخة إلى تحسين الأداء وخفض فاتورة الطاقة. كان التحكم في تغير السرعة باستخدام محركات الأقراص أكثر فاعلية من تشغيل حلقة التحكم في PLC.
تم التخلص من الحاجة إلى التفتيش كل أسبوعين.
خفض التشغيل الآلي في صمام الكلورة من تكاليف التشغيل بحوالي 5،300 دولار.
أدى تنفيذ جميع التوصيات باستثناء تجديد دولاب الدفع وإصلاح حلقة الإصلاح وتحذيرات نظام الأوزون الآلي إلى توفير ما يقرب من 22000 دولار سنويًا ، وهو ما يمثل 12٪ من النفقات التشغيلية.
تقليل النفقات التشغيلية من خلال أداء الأصول
8300 دولار في السنة لرسوم الطاقة المخفضة
3500 دولار سنويًا لتكاليف الصيانة عن طريق تعليق الحاجة للفحص كل أسبوعين
10000 دولار سنويًا في توفير العمليات والتطبيقات والرؤى والتنبيهات عن طريق أتمتة خيار صمام الكلورة (تشغيل / إيقاف)
12٪ في توفير النفقات التشغيلية
على الرغم من أن المثال السابق يتعلق بمياه الشرب ، يمكن تطبيق نفس البنية الأساسية على المضخات في أي مكان تقريبًا. على سبيل المثال ، يقوم المستخدم نفسه بتشغيل محطة معالجة مياه الصرف الصحي وشبكة لتجميع المياه وتوظيف أخصائي إدارة الطاقة لتحقيق أهداف مماثلة في محطة الرفع الخاصة بهم.
تم إجراء تعديلات متغيرة السرعة مماثلة بناءً على المراقبة وزيادة أداء الضخ وتقليل استهلاك الطاقة والتآكل والاهتزاز. كشفت المراقبة أيضًا عن الحاجة إلى تقليل حجم شاشات مياه الصرف الصحي لمنع الأجسام الكبيرة من زيادة تآكل المضخة. بلغ إجمالي المدخرات الإضافية أكثر من 21000 دولار (تمثل 14٪ نفقات تشغيلية).
يتطلب تحقيق هذه النتائج ثلاث خطوات أساسية:
تقييم العمليات الحالية للتقييم.&نبسب;
العائد المحتمل وتحديد أهداف التحسين.
تنفيذ التحسينات ورصد التقدم المحرز مقابل الأهداف على مدى بضعة أشهر.
اضبط الأداء وفقًا لذلك.
ستصل العمليات في النهاية إلى نقطة تحقيق الأهداف باستمرار ، ولكن يجب ألا تنتهي العملية عند هذا الحد. ستحتاج عمليات المياه والصرف الصحي دائمًا إلى تجاوز الأهداف الأولية للتكيف مع الظروف الاقتصادية المتغيرة والحقائق المادية.&نبسب;&نبسب;