Western Lake Superior Sanitary District verlängert die Lebensdauer seiner Anlagen mittels Überwachung von Sammelsystemen.

Über ein 120 Kilometer langes Kanalisationsnetz fließen jährlich etwa 53 Milliarden Liter kommunales und industrielles Abwasser in die regionale Kläranlage. Das aufbereitete Wasser wird dann in den Oberen See und schließlich in den Atlantik eingeleitet.

Abwasserüberläufe und eine mögliche Verunreinigung des Wassereinzugsgebiets zu verhindern, hat für diesen Versorger höchste Priorität. Pumpstationen und Druckleitungen dienen als effiziente Möglichkeit, um Abwasserüberläufe zu verhindern.

Da Druckleitungen (auch Steigleitungen genannt) nicht mit einer Kamera inspiziert werden können, ist ihre Zustandsbewertung bekanntermaßen schwierig. Im Rahmen der Erstellung eines Asset-Management-Plans beauftragte WLSSD einen Berater mit der Bewertung ihrer Druckleitungen und der Identifizierung von Schwachstellen im Netz.

Asset-Management und Risikobewertung

Der Berater führte an drei Hauptversorgungsleitungen Messungen und Modellierungen durch, um die Stellen mit dem höchsten Ausfallrisiko zu ermitteln und kostspieligen Versorgungsunterbrechungen entgegenzuwirken. Außerdem empfahl er Verbesserungen zur Risikoreduzierung. Auf Grundlage dieser Analyse wurden Empfehlungen für diverse Worst-Case-Szenarien ausgesprochen, deren Kosten zwischen 185.000 und 1 Million US-Dollar lagen.

Angesichts dieser erheblichen Kosten beschloss WLSSD, die Ergebnisse der Modellierung im Vorfeld einer möglichen Investition mithilfe zusätzlicher Daten zu überprüfen.

Die PIPEMINDER-ONE-Technologie von Badger Meter wurde ausgewählt, da sie Drucktransientenerkennung, eine Alarmfunktion bei Rohrbrüchen und eine intelligente Analyse der Anlagenleistung bietet, um auf Szenarien wie hohe/niedrige Förderdrücke, verstopfte Rohre, Lufteinschlüsse und ausfallende Pumpen oder Ventile aufmerksam zu machen.

Die Daten werden an die cloudbasierte  Druckmanagement-Datenplattform RADAR gesendet, wo sie anhand voreingestellter Netzwerkleistungsparameter analysiert werden. Dies gibt Aufschluss über den Betriebszustand des Systems und ermöglicht es den Bedienern, Probleme mit außerhalb der Norm liegenden Messwerten schnell zu lokalisieren.

Datenanalyse und Erkenntnisse

Bei der Analyse mehrerer Standorte stellte WLSSD fest, dass die während des normalen Betriebs generierten Daten erwartungsgemäß recht gut mit den Ergebnissen der Modellierung übereinstimmten.

PIPEMINDER-ONE ermöglichte es dem WLSSD-Team, bestimmte Problembereiche in ihren Steigleitungen zu überprüfen oder zu identifizieren. Die modellierten Daten identifizierten auch ein festsitzendes Entlüftungsventil, das nur eine begrenzte Luftzufuhr zu und von der Leitung zuließ. Dank PIPEMINDER-ONE war WLSSD in der Lage, zu verifizieren, dass diese Komponente für den Betrieb der Hauptleitung nicht kritisch war. So konnte der Versorger das Risiko einer Notfallreparatur an dieser Verbindung vermeiden, ohne den Systembetrieb zu beeinträchtigen.

Festsitzendes Entlüftungsventil

An einer Hebe-/Pumpstation hatte WLSSD geplant, einen Entlüftungsventilschacht zu entlüften, um die Betriebsbedingungen zu verbessern. PIPEMINDER-ONE-Daten zeigten später, dass diese Änderung weder an der Station noch in der Rohrleitung den Druck positiv beeinflussen würde. Diese Erkenntnis überraschte das WLSSD-Team, und sie änderten ihren Ansatz. So wurden zusätzliche Arbeiten geplant, um zu bewerten, ob die Reaktivierung eines zuvor genutzten Entlüftungsventils den Druck verbessern würde.

Drucktransienten aufgrund eines Stromausfalls

Die Druckdaten halfen auch bei der Erfassung vier verschiedener Drucktransienten , die auftraten, als die Pumpen aufgrund eines Stromausfalls nicht liefen. Der Ort der Transienten wurde dokumentiert und zeigte einen erheblichen zusätzlichen Druck in den Rohren, was bei längerem Auftreten zu Brüchen führen könnte.

In enger Zusammenarbeit mit WLSSD machte das Badger-Meter-Team deutlich, wie wichtig es ist, die Ursache von Ausfällen zu ermitteln, um effizient reagieren und das Problem beheben zu können.

Fundierte Entscheidungsfindung

WLSSD kann heute Entscheidungen zu Kapitalinvestitionen und Betriebsabläufen anhand präziser Daten treffen. Diese liefern die erforderlichen Informationen, um dort zu investieren, wo sowohl das größte Risiko als auch der größte potenzielle Nutzen besteht.

„Beim Vergleich der PIPEMINDER-ONE-Daten mit den Modellierungsdaten [aus früheren Versuchen] zeigte sich im Normalbetrieb eine gute Übereinstimmung. Als schwerwiegendere Ereignisse auftraten, stellten wir jedoch fest, dass das Verhalten deutlich von den Prognosen abwich. So verzeichneten wir Druckanstiege, wo wir eigentlich Druckabfälle erwartet hatten“, so Dianne Mathews, leitende Ingenieurin bei Western Lake Superior Sanitary District. „Die Daten haben uns geholfen, Probleme aktiv zu erkennen, die uns sonst nicht aufgefallen wären.“

Verbesserte Systemverfügbarkeit

Industrie- und Privatkunden verlassen sich rund um die Uhr auf die Systeme von WLSSD. Die Abschaltung einer Pipeline aufgrund von Drucktransienten oder Komponentenausfällen ist daher keine Option. Durch die proaktive Identifizierung potenzieller Problembereiche anhand der von PIPEMINDER-ONE generierten Druckdaten kann WLSSD Maßnahmen ergreifen, um das Risiko von Betriebsunterbrechungen deutlich zu reduzieren.