Превантивна поддръжка на водопроводи

В основата на успешната програма за поддръжка на водопроводните системи е превантивната поддръжка (ПП). Ефективната ПП позволява на техниците да ограничат времето, необходимо за извършване на ремонти, а доброто й планиране увеличава производителността. Тази схема е приложима както при дейности по поддръжка на оборудването във водоснабдителните мрежи, така и за поддръжка на тръбопроводите.
Редовното поддържане на вентилите в разпределителните системи, както и периодичното актуализиране на системните карти, опростяват ремонтните работи по тръбопроводите. Бързото локализиране на вентилите в случай на авария, например при спукване на водопровод, намалява броя на засегнатите клиенти с прекъснато водоподаване, както и загубите на вода.

По отношение на оборудването – надеждността му се подобрява значително чрез въвеждането на програми за превантивна поддръжка в пречиствателните станции и за помпените системи. ПП се характеризира с последователно и навременно изпълнение на регулярни задачи по поддръжката в съответствие с указания, обхващащи процедурите, графика и контрола.

Процедури по ПП

Експлоатацията и поддръжката (O&M) на разпределителната система съставляват най-широкообхватната и трудоемка част при управлението на мрежата за питейна вода. Желателно е да се разработи всеобхватна програма, която подробно описва ефективен и систематичен подход към O&M. Функционалната и ефективна програма за O&M включва следните основни елементи: документация за типа активи, местоположение, възраст и състояние; подробни списъци със задачи за оптимизиране на ефективността на активите; стандартни процедури или най-добри практики; редовен график за тестване и поддръжка; интегриране на информационни технологии.

Въпреки че ВиК дружествата вече се справят лесно с извънредни ситуации, системата функционира най-добре, когато авариите се избягват чрез правилна експлоатация и превантивна поддръжка. Информацията, получена от програмата за O&M, може да покаже цялостното състояние на системата и играе важна роля при вземането на финансови решения в дружествата.

Документирането на активите в системата може да бъде трудна задача – те се различават по вид, възраст и конструкционни материали. Всеки актив (тръби, вентили, хидранти, резервоари за съхранение, станции за дистанционно вземане на проби, помпени станции, измервателни уреди, хранилища, шахти и др.) играе роля при осигуряването на безопасна питейна вода. Документирането помага на персонала да разбере по-добре системата и улеснява правилното тестване, поддръжка, ремонт или подмяна на тези компоненти. В повечето ВиК дружества необходимата информация за активите се съдържа в различни източници – бази данни, системи за управление на активите, физически карти и други информационни системи. Независимо от начина, по който се получава списъкът с активи, е важно той да предоставя достатъчно информация, за да се изготви програма за дейностите по O&M. В повечето случаи документирането се извършена поетапно и постоянно се нанасят корекции, тъй като системите на ВиК дружествата непрекъснато нарастват и се изменят.

Изготвянето на списък с дейностите по експлоатация и задачите по поддръжка на системите е от значение за оптимизирането на ефективността на активите на дадена водоснабдителна компания. Програмата за O&M задава конкретни групи от свързани задачи, например редовно промиване на тръбите, проверка и почистване на резервоарите, калибриране и поддръжка на измервателната апаратура, предотвратяване на обратен поток, откриване на течове, инспекция и бактериологични тестове. Задачата може да бъде единична проста стъпка или сложен многоетапен процес. Програмата за ПП трябва да бъде достатъчно подробна, за да се гарантира постигането на основните очаквани резултати.

Задачите обикновено са подробно описани в стандартните оперативни процедури (SOPs) на дружествата, които са от съществено значение независимо дали с питейна вода се снабдяват петдесет или пет милиона души. SOPs насърчават последователността при изпълнение на дейностите. Те спомагат за избягване на грешки, като могат да послужат и като подробни насоки за обучение за нови, временни или заместващи служители.

Графиците за поддръжка могат да помогнат за предотвратяване на скъпите ремонти и спирането на водоснабдяването. Ресурси като работна сила, оборудване, консумативи и резервни части могат да бъдат не само планирани, но и запазени или закупени предварително. Стандартните оперативни процедури могат да бъдат част от графика за преглед от персонала преди изпълнение на дейностите по поддръжка.

Съвременните електронни инструменти и бази данни улесняват документирането и проследяването на активите, както и планирането и изпълнението на задачите по ПП. Улесненият достъп до данните за активите позволява по-ефективно планиране на основните подобрения. Неправилното използване на тези инструменти обаче може да доведе до неоправдани работни дейности и разход на финансови средства. Информационните технологии трябва да поддържат бизнес процесите на всички нива в дружеството, като осигуряват добра комуникация и подходяща степен на обмен на данни. Събраните данни трябва да са достъпни и да се използват за оптимизация на процесите.

Инспекция на водопроводи

Поради различните топологии и хидравлични характеристики на преносните тръбопроводи и разпределителните мрежи на водоснабдителната система, се прилагат отделни техники за засичане и локализация на неизправности. В зависимост от физичното явление, на което са базирани, те се делят на електромагнитни, механични или визуални методи. Ефективността и осъществимостта на всяка технология е свързана със способността да се проучват ограничен брой участъци или големи зони и необходимостта от прекъсване на услугата по водоснабдяване за осигуряване на директен достъп до водопроводите.

Решаваща роля при избора на метод за инспекция на тръбите имат размерът и конструкционният материал на конкретния водопровод. Например за метални тръби се прилагат технологии с вихрови токове, електромагнитни и ултразвукови изпитвания. При бетонови тръби се използват методът на акустичните емисии, тестването чрез звукови вълни, генерирани вследствие на удар (impact echo), сонари и визуална проверка. Някои от тези методи са внедрени в устройства за вътрешна инспекция (PIGs). Те представляват компютъризирани, самостоятелни уреди, които се вкарват в тръбопровода и се придвижват по продължението му под действието на течащата в него вода, записвайки получената информация. Първоначално тези устройства са разработени с цел премахване на отлаганията, които биха могли да възпрепятстват или забавят потока през водопровода.

Откриване на течове

Редовно планираното използване на техника за проследяване на течове е ефективен начин за ограничаване на продължителността на периода, в който течовете могат да останат незабелязани. Повечето водоснабдителни дружества обаче са с ограничени бюджети, което възпрепятства прилагането на най-новите технологии. Дори ако може да се постигне рентабилност по отношение на редовната вътрешна инспекция на всяка част от водопроводната система в един голям град, течове могат да възникнат и в интервала между проучванията на тръбите.

Поради тази причина операторите предпочитат техниките за непрекъснат онлайн мониторинг, при който се използват наличните съоръжения. Прилагането на SCADA мрежи е характерно почти за всички съвременни водоснабдителни дружества. Данните за дебита и налягането в реално време, получени от различни възли в цялата водоснабдителна мрежа, могат да се използват за откриване и приблизително определяне на местоположението на теча с помощта на алгоритми за обработка на статистически данни. Това значително намалява необходимостта от обхождането на голяма част от тръбопроводната инфраструктура в търсене на акустични аномалии. Тези софтуерни методи обаче не са достатъчно чувствителни за откриването на малки течове, освен ако съществуващата инфраструктура не е модернизирана с по-усъвършенствани сензори.
Все по-често се прилага методът, при който за регистриране на течовете се използват генерираните от тях звуковите вълни. Тези вълни се разпространяват със скоростта на звука на дълги разстояния. Сензорите, разположени по продължение на водопровода преди и след теча, действат много по-бързо от конвенционалните SCADA системи, което позволява да се определи мястото на изтичане с точност до десетки метри.

Техниките за автоматизиран и непрекъснат мониторинг, като описаните по-горе, осигуряват допълнително ниво на защита, което не трябва да бъде пренебрегвано от ВиК операторите. Точността на тези методи, която зависи от разстоянието между сензорните възли, е от изключително значение, тъй като позволява да се избегне разкопаването на погрешен участък от водопровода.

Технологичните нововъведения обаче правят процеса на проследяване на течове по-ефективен. Няколко компании вече предлагат услуги за онлайн мониторинг, благодарение на който могат да се регистрират и локализират дори малки течове от самата тръба. Тези техники се отличават с подобрена точност, по-малко смущения от външен шум и по-малка нужда от човешка намеса.

Най-ефективният метод за откриване на течове от водопроводите е инсталирането на сензорно оборудване (като оптични влакна) по цялата дължина на предвидената за мониторинг тръба. Вътрешният коефициент на пречупване на облицовката от оптични влакна е силно чувствителен към смущения, причинени от вибрации и температурни промени, свързани с течове. Това позволява течът да бъде локализиран на база промяна във времето за преминаване на лазерен сигнал между два участъка от водопровода. Разходите, свързани с инсталирането на такива устройства на съществуваща линия, не са изгодни за повечето ВиК дружества, поради което те се използват предимно за нови водопроводни инсталации.

Най-добрият вариант за по-голямата част от ВиК операторите, разполагащи с вече изградена инфраструктура, е непрекъснатият онлайн мониторинг чрез конвенционално следене на налягането и дебита, съчетан с ретрофит решения, даващи възможност за използването на по-чувствителни техники. Възможността за пропускането на течове, свързана с тези методи, обаче все още налага извършването на периодични проучвания на водопроводите със сензорни сонди.