FYRTÅRNSPROJEKT FREMTIDENS DRIKKEVANDSFORSYNING: WP7: VANDVÆRKET I AKUSTISK PERSPEKTIV (GIV VANDVÆRKET ØRER)

Transkript

1 FYRTÅRNSPROJEKT FREMTIDENS DRIKKEVANDSFORSYNING: WP7: VANDVÆRKET I AKUSTISK PERSPEKTIV (GIV VANDVÆRKET ØRER) HENRIK BJØRN, VIA UNIVERSITY COLLEGE NOVEMBER 2015 STØTTET AF VTU-FONDEN OG MILJØMINISTERIETS PULJE FOR GRØN TEKNOL OGI

2 WP7: VANDVÆRKET I ET AKUSTISK PERSPEKTIV Opgave: 1. Undersøge muligheden for at overvåge driften på vandværket ved hjælp af mikrofoner og vibrationsmålere 2. Afdække muligheden for at bruge lydaftryk som kvalitetskontrol Partnere: INSTITUT FOR GEOSCIENCE

3 VibSev mm/s AKUSTIK SOM OVERVÅGNING Indledende vibrations-undersøgelser: Vibration severity 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0, Track no Pumpe 4 S4 Pumpe 4 S7 Pumpe 5 S4 Pumpe 5 S7 Pumpe 6 S4 50 Hz Pumpe 6 S7 50 Hz Pumpe 7 S4 Pumpe 7 S7 Pumpe 8 S4 Pumpe 8 S7 Rør Pumper 4, 5, 6

4 ^ FELTTEST LYDTRYK 3000 rpm = 50 Hz 1/12 Octave Synthesis(Signal 2) (Real) \ T52 \ 2014/09/29 11:48:16:531 1/12 Octave Synthesis(Signal 3) (Real) \ T52 \ 2014/09/29 11:48:16:531 [db/20u Pa] k 2k [Hz] 1/12 Octave Synthesis(Signal 2) (Real) \ T55 \ 2014/09/29 11:51:33:280 1/12 Octave Synthesis(Signal 3) (Real) \ T55 \ 2014/09/29 11:51:33:280 [db/20u Pa] 80 L rpm = 36 Hz k 2k [Hz] L

5 HVOR KOMMER MISLYDEN FRA? Interviews med montører fra: 170 års erfaring konkluderer: Luft er den hyppigste årsag til afvigende lyd i vandværket Luftfejl kan resultere blandt andet resultere i: Mangelfuld iltning Ventilfejl Mangelfuldt returskyl

6 TESTMÅLINGER

7 TEST AF KOMPRESSORER OG BLÆSERE

8 TESTVANDVÆRKET: AQUATARIUM

9 AKUSTISK OVERVÅGNING AQUATARIUM Remote styring af dataopsamling Konstant monitering 45 dages drift giver ca. 1 TB u-komprimerede data 10 minutters sekvenser analyseres automatisk og komprimeres til 1 sekund Kun ændringer/afvigelser registreres

10 AKUSTISK OVERVÅGNING AQUATARIUM Langtids registrering af normalbilledet Kompressor perioder: interval-varighed Ventilaktiviteter: interval Pumpeaktivitet Lydbilledets ændring over tid Korttids registrering af hændelser/events Event varsel Komponent: kompressor, ventil, pumpe, andet Ændring i niveau, tidsvariation, frekvens

11 BRUGER FLADE FOR AQUACOUSTIC Time signal 1 s RMS signal Events Audio selected Spectrum selected Spectrogram

12 AKUSTISK OVERVÅGNING AQUATARIUM Strategi på Aquatarium: Måling af normal-lydbilledet/referenceværdier for enkelte kritiske komponenter Definition af alarmniveau for disse komponenter Kortlægning af driftsmønster (hyppighed og længde) baseret på lyd Forventninger: Alarm ved afvigelser fra normalbilledet Historik, som giver mulighed for at detektere langtidsændringer f.eks. i form af gradvist øgede utætheder eller slitage Påvisning af fejl, som den traditionelle SRO ikke umiddelbart registrerer

13 LYD SOM KVALITETSKONTROL SEISMIK I SANDFILTRE Seismik i Vejle Fjord Institut for GeoScience, AU

14 SEISMIK I SANDFILTRE Allouche et. al. 2014

15 SEISMIK I SANDFILTRE Allouche et. al. 2014

16 INDLEDENDE LABORATORIEFORSØG Måling af lydhastighed for direkte bølge: Vand: m/s Sand: ca m/s Okkerslam ca m/s

17 INDLEDENDE FELTFORSØG Lydgiver (100 khz) Hydrofoner

18 MÅLING I ÉT PUNKT OVER TID 218 ns: Udvikling, der viser øget absorption af signal = Den gradvise tilklogning af filteret.

19 SLÆDE TIL SCANNING AF FILTERET

20

21 FORELØBIGT RESULTAT Proof of concept Kraftig reduktion af størrelse på udstyr Øget robusthed af udstyr Kraftig reduktion af omkostninger Udgangspunkt: kr./stk. Udvikling: Materialer for 100 kr./stk.

22 KONKLUSIONER Vibrationsundersøgelser kan bruges som kontrol af pumpelejers tilstand. Metoden vurderes indtil videre at være for dyr i forhold til den potentielle besparelse. Akustisk monitering af kompressorer og tryklufts-installationer er et anvendeligt supplement til det almindelige SRO-system. Akustisk monitering kan bruges i almindelig drift. Micro-seismik kan anvendes til at påvise ophobning af okkerslam i filtre, som følge af utilstrækkelig skylning. Micro-seismik har et potentiale som værktøj ved optimering af filterskyl. Micro-seismik vil blive et værktøj på specialist-niveau.