Hálózati vízveszteség csökkentés - megoldásaink bemutatása

Hálózati vízveszteség csökkentése – MEGOLDÁSOK

 

Tudjuk, hogy ma Magyarországon működő jó néhány társaság (vízmű) számára nagy fejtörést okozó, sokszor fájdalmas problémaként számon tartott fogalom a vízveszteség, ezért az alábbi megoldásokkal szeretnénk segíteni a vízhálózatokon jelentkező veszteségek csökkentését, optimális szintre történő minimalizálását.

 

Hiszünk abban, hogy az általunk ismert vízveszteségcsökkentő megoldások – akár hosszú távú együttműködés keretein belül – kiutat jelenthetnek a vízveszteséggel rendelkező vízhálózatot üzemeltető cégek/vállalkozások számára.

Cikkünk három főbb része a vízveszteségcsökkentő megoldások projekt-szemléletben való megvilágítására, az élő példa referenciaként való ismertetésére, valamint a megtakarítások gazdasági szemszögből való áttekintésére utal.

 

Hálózati vízveszteség keletkezésének okai

A hálózati vízveszteség definiálása többféle módon lehetséges. Az általánosan elfogadott számítási mód a következő:

“A termelt és értékesített víz különbségének, és az összes termelt víznek aránya százalékban kifejezve.”

A fent említett képlet nem tesz különbséget a veszteségek különböző fajtáji között.

A vízveszteség adódhat:

  1. csőtörésből
  2. hálózat tömítetlenségből
  3. adminisztrációs hibákból
  4. vízmérők pontatlanságából
  5. technológiai folyamatokból (pl.: hálózat mosatás)
  6. fogyasztók általi visszaélésekből (vízlopásból)

 

Ezen okok némelyike nem is jelent valódi veszteséget, csak adminisztratív kimutatásokban jelentkezik, pl.: 3 pont.

Az 1. ábrával azt szeretnénk érzékeltetni, hogy a vízveszteség, mint probléma nem csak Magyarországon jelentkezik.

Az európai országok összehasonlításából azonnal kitűnik, hogy hazánknak ezen a területen még rengeteg teendője van.


Az okok elemzésére nem térünk ki, sokkal inkább az általunk nyújtott megoldás-portfóliót fogjuk röviden ismertetni.

 

Vízveszteség csökkentés projekt-szemléletben  

 

I. Előkészítés – Hálózat-analízis

 Az előkészítési fázis során a helyi sajátosságoknak megfelelően kiválasztott vizsgálati módszerekkel – illetve ezek megfelelő kombinációjával feltérképezzük a hálózat állapotát és a veszteség-forrásokat.

 

Alkalmazott vizsgálati eljárások: 

  1. Struktúra megismerése

Hálózati felépítés, technológiai jellemzők, mérési eredmények, történeti adatok megismerése, vizsgálandó pontok, vizsgálati eljárások kijelölése.

  1. Éjszakai minimumkeresés

Az alábbiakban felsorolt módszerek egyedi vagy kombinált alkalmazásával meghatározzuk a hálózatban fellépő, szivárgósból adódó veszteségek mértékét, illetve zónásított mérésekkel lokalizálni tudjuk a kritikus területeket.

  • hővesztéses elvű térfogatáram mérés

Ezzel a minimális megbontást megkívánó mérési technológiával nagyszámú (a mérési frekvencia másodperc nagyságrendű) és nagy pontosságú mérési eredményeket nyerhetünk; ez gyors és pontos módja a hálózati minimum, illetve a fogyasztás időbeni eloszlásának meghatározásához. (2-3. ábra)

  • ultrahangos térfogatáram mérés

A szabad csőfelületre telepíthető mérőeszköz segítségével a csővezeték adatainak ismeretében gyors és pontos adatokat kaphatunk a térfogatáramról. Az eljárás fontos előnye a rendkívül egyszerű telepíthetőség.

  • online távleolvasás

Fix, illetve időszakosan telepített távleolvasási pontokkal online információ gyűjthető az óránkénti fogyasztásokról. Az általunk használt megoldás előnye a költséghatékonyság, a távleolvasó modul könnyű telepíthetősége, a bárhonnan elérhető, internet alapú online kapcsolat, nagy mérési felbontás (5 sec) és a minimális eszközigény (4. ábra)

2. ábra

3. ábra

4. ábra

II. Vízveszteség csökkentési megoldások

 

A továbbiakban felsorolt eljárások alkalmazásával, optimális kombinációjával több oldalról csökkenthetők a hálózati veszteségek, jelentős költség megtakarítást, egyes esetekben direkt bevétel növekedést hozva.

A vízveszteség-csökkentési projektekben cégünk a rendelkezésre álló eszköz-állomány és szakmai know-how optimális felhasználásával igyekszik megtalálni az ügyfél számára legtöbb hozadékot adó megoldást.

 

  1. Hálózati nyomásmenedzsment 

Nyomás és a vízveszteség viszonya

A vízhálózat tömítetlensége azt jelenti, hogy a hálózaton lévő szerelvények, csövek, vízmennyiség mérők, valamint ezek csatlakozási pontjain át a víz a zárt hálózatból eltávozik. Az így elfolyó víz gyakran nem is kerül tudomásunkra, mert az imént említett szerelvények föld alatt találhatóak és az így elfolyó víz kis mennyisége miatt a földben elszivárog anélkül, hogy érzékelnénk. Gondolhatnánk, hogyha ilyen kis mennyiségről van szó, akkor kell-e egyáltalán foglalkozni a problémával.

Egy ilyen szivárgás hely esetén valóban kis mennyiségű víz távozik, viszont, ha a rendszer több száz szivárgási hellyel rendelkezik, akkor ezek a vízmennyiségek összeadódnak és az így keletkezett vízmennyiség már jelentős.

A hibahelyeket összegezve egy olyan hálózati modellt kapunk, ahol rendelkezésre áll egy adott nyomású rendszer és egy a – hibahelyek összegzéséből adódó – nyílás a rendszeren. Könnyen belátható, hogy az általunk meghatározott elméleti résen eltávozó víz mennyisége csak a rendszerben uralkodó nyomástól függ.

A nyomásmenedzsment lényege, hogy a hálózatban uralkodó nyomást optimalizáljuk, ezáltal minimalizáljuk a rendszerből méretlenül eltávozó ivóvizet. 

 

Nyomásmenedzsment

A Magyarországi vízművek többsége az általa felügyelt hálózatban állandó nyomást tart fenn. Az állandó nyomás által a hálózati veszteség a szivárgásokon, csőtöréseken keresztül folyamatosan jelentkezik. 

Vizsgáljuk meg tehát, hogyan lehet a nyomást mindig optimális értéken tartani.

Rendszerint a nyomást egy nyomáscsökkentő szelep állítja be egy állandó értékre. Ez a nyomáscsökkentő szelep a beszerelési ponton napszaktól és vízfogyasztástól függetlenül egy állandó nyomást tart. Kérdés az, hogy mi alapján határozzuk meg ezt a nyomást. Ennek természetesen több összetevője is van. Egy dolog azonban biztos, hogy a vízműnek szolgáltatni kell vizet a hálózatán lévő legtávolabbi és legmagasabban fekvő fogyasztójának is minden körülmények között. Nevezzük ezt a vízvételi pontot a kritikus pontnak és nézzük meg a következő ábrát.

A kritikus ponton a nyomás a nap folyamán folyamatosan változik, ha jól méreteztük a rendszert, akkor itt mindig meg lesz a szolgáltatáshoz szükséges minimális nyomás. Azonban ezen a ponton a nap folyamán több alkalommal is tartani fogunk indokolatlanul magas nyomásértéket. Különösen igaz ez az éjszakai időszakra.

Ezért már az is jelentős megtakarítást jelent, ha különböző nyomást tartunk éjszakai és nappali időszakban. A következő ábra erre mutat egy alternatívát.

Az ábrán látható nyomáscsökkentő két szabályozóegységgel szerelt ezért ezt két különböző nyomás tartására lehet beállítani. Azt, hogy éppen melyik – előre beállított – nyomásértéken tartsa a hálózatot, egy elektromos jellel tudjuk kiválasztani. Ez a megoldás jól alkalmazható arra, hogy az éjszakai vízveszteséget minimalizáljuk.

Természetesen nem csak napszaknak megfelelően kapcsolhatjuk a nyomáscsökkentő szelepünket, hanem a térfogatáram függvényében is, így nem csak éjszaka, hanem nappali időszak fogyasztási minimumai alatt is érhető el megtakarítás.

 

Folyamatos vezérlés a térfogatáram függvényében

Az ideális megoldás az, ha mindig az aktuális térfogatáramnak megfelelő nyomásértéken tartjuk a hálózatot. Ehhez szükségünk van egy vízmennyiségmérő műszerre, ami információt ad nekünk az éppen aktuális térfogatáramról. Valamint egy olyan nyomáscsökkentő szelepre, ami fokozatmentesen tudja változtatni a kimenőoldali nyomásértéket.  A rendszer működése a következő ábrán látható.:

Az ábrából kiderül, hogy a berendezés a feladatát úgy látja el, hogy a nyomásérték a kritikus ponton mindig egy állandó minimális érték. A Modulo egységnek a feladata az, hogy a térfogatáram függvényében beállítsa azt az értéket, amire a hálózatnak szüksége van, így a rendszerben mindig az éppen aktuális fogyasztásnak megfelelő minimális nyomás uralkodik.

 

Előnyök és használhatóság:

A nyomásmenedzsment alkalmazásával jelentkező előnyök:

  1. Csökken a hálózati vízveszteség
    Gyakorlati tapasztalatok azt igazolják, ahány százalékkal csökkentjük a nyomást, ugyanolyan százalékú ivóvíz megtakarítást tudunk elérni.
  2. Csökken a hálózaton a csőtörések száma
    10%-os víznyomás csökkenés kb. 60%-al csökkentheti a csőtörések valószínűségét, ezáltal életciklusa megnövekedhet, karbantartására kevesebb pénzt kell költeni.

A nyomásmenedzsment nem mindenütt használható azonos hatékonysággal, hiszen az ivóvízhálózat kialakítása is befolyásolja a kiépíthetőséget, gondolunk itt elsősorban azokra a hálózatokra, amelyek több betáplálással rendelkeznek, valamint a körhálózatokra. Természetesen mindenütt kialakítható a rendszer, bonyolultabb vízhálózat esetén több szelep összehangolt működésével lehet a kívánt hatást elérni.

 

  1. Hagyományos leolvasás

A mérőórák sűrűbb leolvasásával nő a fogyasztók által érzett kontroll, ezáltal csökkenthetnek a visszaélések, illetve csökkenhet a „kintlévőség”, a végpontok időszakos szemrevételezése a csőtörések és egyéb anomáliák felderítésében is hasznos segítséget nyújthat.

 

  1. Online távleolvasás

A hálózat kritikus pontjaira fixen vagy időszakosan telepített távleolvasással (pl. zónásított minimumkeresés) meghatározhatók a nagyobb odafigyelést igénylő területek és fogyasztói zónák, segítséget nyújthat csőtörések lokalizálásánál, ugyanakkor kiváló módszer a különböző veszteségcsökkentési eljárások hasznosságának gyors ellenőrzéséhez.

Az online leolvasási rendszerbe egyes fogyasztói csoportok, települések komplett bekötésével jelentős költség takarítható meg a fizikai leolvasások elhagyásával (a használt technológia GPRS alapú, tehát nem igényli a terület megközelítését), másrészt az azonnali adatok által csökken a ki nem fizetett (úgymond „hitelezett”) fogyasztás, statisztikailag könnyebben feldolgozhatóvá válnak a fogyasztói adatok, a vízigény időbeli alakulása.

Alkalmas készülék telepítésével megoldható a fogyasztói beavatkozások, szabotázsok azonnali kijelzése.

 

  1. Méretlen áramlást csökkentő berendezés

A vízmérő órák indulási érzékenységét meg nem haladó vízmennyiségek lényegében „ablakon kidobott pénz”, hiszen ez a víz nem kerül kiszámlázásra a vevőnek. Könnyű belátni, hogy az átlagos, 10-15l/h indulási érzékenységet, illetve egy átlagos lakás csapjainak, öblítőtartály-töltőszelepének, …, stb. állapotát figyelembe véve jelentős, bekötésenként akár évi több ezer forintra rúgó vízmennyiség mehet kárba.

Egy egyszerű berendezés beépítésével lehetőség nyílik kiküszöbölni az indulási érzékenységből adódó mérési hibákat – a készülék gyakorlatilag csak a mérő által mérhető mennyiségi egységekben ereszti át a vizet, ezzel szinte minden csepp elfolyt víz megmérésre kerül. Az eszköz használata az értékesítési oldalon hoz hasznot, használatával külföldi tapasztalatok szerint 7-9%-os, a hazánkban átlagosan jól karbantartott mérőóra-hálózat figyelembevételével is kb. 5% bevétel növekedés becsülhető. A csatornahálózattal ellátott bekötési pontokon ez a növekmény közvetlenül jelentkezik a csatornadíjakban is.

 

  1. Csőtörések keresése/osztályozása

Abszolút értelembe véve a hálózati veszteségekben legjelentősebb tételeket, egyértelműen a csőtörések megtalálásával és megszüntetésével számolhatjuk fel, nem beszélve az esetleges egészségügyi kockázatokról.

Cégünk az alábbi mérési eljárások alkalmazásával igyekszik a Megrendelő segítségére lenni a hálózatban meglévő jelentősebb csőtörések felderítésénél:

  • hővesztéses térfogatáram mérés
  • ultrahangos térfogatáram mérés
  • távleolvasás
  • akusztikus eljárások alkalmazásával (zajmérés)
  • konzervatív módszerek (éjszakai leolvasás, hálózat bejárás…stb.)

 

  1. Víztisztítás technológiai veszteségei

A víztisztítás bizonyos technológiai lépéseinél jelentős költségmegtakarítás érhető el, ha ivóvíz helyett szűrt/előtisztított szennyvizet alkalmazunk. A cégünk által ajánlott, rövid megtérülésű megoldás automataszűrők segítségével oldja meg ezt a feladatot.

 

REFERENCIA ESET

 

Hazai példa a nyomásmenedzsment kialakítására

Borsod megyében egy 6500 lakosú település vízellátását a szomszédos vízműtől vásárolt ivóvízzel biztosítja.  A szolgáltatási területen folyamatosan növekvő arányú vízveszteség volt kimutatható.

Év Hálózati veszteség (%)
2004. 37,9
2005. 43,0
2006. 46,9
2007. I-IV. hónap 46,3*

A vízveszteséget elsősorban a csőkötéseknél jelentkező hibák, korrózió okozta lyukadások, és szerelvényhibák okozzák. Nehezíti a helyzetet, hogy a terület földtani felépítéséből adódóan a földben jelentkező meghibásodások miatt bekövetkező vízelfolyások nem érzékelhetők, mivel a kiáramló vizet a homokos kavicsrétegek elvezetik, így azok a felszínre nem kerülnek.

2007 évben nyomáscsökkentő szelep került beépítésre a hálózati szivárgások csökkentése érdekében. A beépített szelep eredményességének vizsgálatára egy on-line távfelügyeleti  rendszer kiépítése vált szükségessé. A rendszer segítségével folyamatosan figyelemmel lehet kísérni a vízfogyasztás, valamint a hálózati víznyomás alakulását.

A távfelügyeleti rendszer lehetővé tette a nyomásvezérlés vízfogyasztáshoz történő illesztését is, így 2007. október 8.-án két nyomászónásra alakítottuk át a szelepet, vagyis a szelepre másik vezérlőegység került, ami idővezérelten biztosította a különböző hálózati nyomásértéket, lehetőséget nyújtva ezzel a folyamatos vízveszteség csökkentésre, a vízfogyasztáshoz igazodó két érték beállításával. A nyomásszabályozó az éjszakai időszakban 23.30 – 5.00-ig 2,1 bar, a nap további részében 4,5 bar nyomást biztosít az ellátási területen. A távfelügyeleti rendszer kiépítését követően a rendszerben nyomon követhető volt az ivóvíz megtakarítás mértéke.

Az 5. számú ábrán látható az éjszakai, nyomáscsökkentés nélküli állapot. Az ábráról leolvasható a hálózati veszteség mértéke, az éjszaka folyamán sem csökkent 20 m3/h érték alá. A település alig iparosodott, ezért semmi sem indokolja az éjszakai 20 m3/h vízfogyasztást. Tehát a településen a hálózati szivárgásból eredő vízveszteség napi (24 * 20 m3/h) 480 m3.

A 6. számú ábrán látható, hogy az éjszakai nyomáscsökkentéssel a hálózati veszteség ezen idő alatt 50 %-kal, a felére csökkent.   Nappali időszakban a magasabb nyomásérték miatt kisebb mértékű csökkenéssel számolhatunk.

2007.03.07. napi vízfogyasztás 731,8 m3

5. ábra

2007.03.09. napi vízfogyasztás 602,7 m3

6. ábra

2008.03.09. napi vízfogyasztás 519,7 m3

7. ábra

Napi vízfogyasztás összesen: Napi megtakarított vízmennyiség kezdeti állapothoz képest

(m3)

Százalékos csökkenés a kezdeti állapothoz képest
Szelep beépítése előtt

2007.03.07

731,8 m3    
Szelep beépítése után két nappal

2007.03.09

602,7 m3 129,1 m3 -17,64 %
Egy évvel később

2008.03.09

519,7 m3 212,1 m3 -28,98%

Összegzés

Az egyre növekvő energiaköltségeket figyelembe véve kijelenthetjük, hogy mindenképpen van létjogosultsága a nyomásmenedzsmentnek a hazai vízművek területén is. A megtakarítás mértéke természetesen minden vízmű esetében más, mely függ a kiinduló hálózati veszteség mértékétől, de a növekvő vízárak mellett minden esetben viszonylag gyors megtérülést kínál.  Különösen fontos itt megjegyezni, hogy a veszteség az ivóvízből keletkezik, tehát a víz már átesett több költséges technológián is (pl.: vas, mangántalanítás, fertőtlenítés, stb.)

A településen egy kétzónás nyomáscsökkentő szelep elhelyezésével napi szinten közel 130 m3 ivóvíz megtakarítást értünk el. Megközelítő számításokkal a beruházás 1 – 1,5 hónap alatt térült meg.

Ezeknek a berendezéseknek a tervezésénél sem mindegy mekkora teljesítményre kell méretezni. Ezért ez a megtakarítás hatványozottan jelentkezik a vízelőállítás különböző fázisaiban.

 

MEGTAKARÍTÁSOK – gazdasági szemmel

Hiszünk abban, hogy ma a Magyarországon működő, számos vízhálózatot üzemeltető cég/vállalat számára elengedhetetlen a hatékony vízgazdálkodás, megtakarítás. Ezen értjük természetesen azt is, hogy vízhálózatukon optimális szintre csökkentett, vagy csökkenteni kívánt vízveszteség jelentkezik.

Vízveszteség csökkentő megoldásaink, közép- és hosszú távú együttműködés keretein belül lehetőséget nyújtanak arra, hogy a minden esetben vízelőállításra, és sok esetben továbbértékesítés céljából átvételre költött súlyos pénzösszegek minimalizálhatóak legyenek; ténylegesen csak a szükségeknek megfelelő vízmennyiségeket kelljen előállítani, illetve megvásárolni.

Mivel minden vízhálózat különböző, projektjeink is úgymond „személyre szabottak”, ezért igen összetett, szerteágazó lehetőségeket és megoldásokat tudunk elképzelni egy-egy Megrendelővel kezdeményezett tárgyalás során.

További információkért kérjük, keressen bennünket elérhetőségeink valamelyikén.