Strona główna
Usługi społeczne
Usługi techniczne
» Transport
» Gospodarka mieszkaniowa
» Gospodarka komunalna
Rozwój instytucjonalny
Efektywność energetyczna
Współpraca JST-NGO
Współpraca między JST
Dialog społeczny
SMUP
Mapa Praktyk
Inne bazy danych
Publikacje i dokumenty
Portal jst.org.pl

1.549.837
gości odwiedziło nas
od 1 kwietnia 2008 r.

 Usługi techniczne : Gospodarka komunalna
Zastosowanie monitoringu i sterowania elektronicznego do optymalizacji pracy systemu wodociągowego miasta Nowego Sącz

.:   Skrót i Metryka -> Pełna prezentacja -> Załączniki   :.


Opis sytuacji przed wdrożeniem

Jednym z impulsów do wdrożenia tego projektu były cele zapisane w Strategii Rozwoju Nowego Sącza do roku 2010 - poprawa stanu infrastruktury technicznej i jakości usług komunalnych (cel operacyjny 1.6) oraz rozwijanie systemu poboru i dostarczania wody oraz odbioru i oczyszczania ścieków. Zastosowanie nowoczesnych technologii i nowatorskich rozwiązań wpisuje się doskonale w określenie obszaru rozwoju społeczno-gospodarczego Nowego Sącza jako miasta „innowacyjnej i konkurencyjnej gospodarki, tworzącej nowe miejsca pracy, opartej na wiedzy i przedsiębiorczości z rozwiniętą infrastrukturą techniczną." Sieć wodociągowa przed zastosowaniem monitoringu i sterowania elektronicznego generowała ogólne starty wody na poziomie 40%.

Opis ogólnego podejścia i szczegółowych zadań

Wdrażanie nowoczesnych rozwiązań w Wodociągach Sądeckich zawsze stanowiło ważny element w rozwoju i funkcjonowaniu firmy. Samo zastosowanie nowoczesnych urządzeń nie wystarczy do realizacji przyjętych założeń określonych w Strategii Rozwoju Miasta Nowego Sącza, dlatego postanowiono w oparciu o nową technologię stworzyć integralny system racjonalnego zarządzania pracą wszystkich urządzeń wodociągowych.

Aby zoptymalizować proces sterowania i kontroli pracy sieci utworzono stację operatorską centralnego monitoringu do zarządzania całym systemem wodociągowym z wyznaczonego miejsca. W oparciu o matematyczny model sieci oraz dogłębną analizę danych gromadzonych w pracującym już systemie, powstała koncepcja wdrożenia nowatorskich rozwiązań do poprawy sprawności całego systemu, w tym zmniejszenia strat, zużycia energii elektrycznej oraz awaryjności. Założeniem było umiejętne wykorzystanie technologii do stworzenia rozwiązań dających wymierne korzyści, także ekonomiczne. Podjęte działania zostały poprzedzone wnikliwą analizą wyników badań i obliczeń, aby w ten sposób wybrać najlepsze rozwiązania. Przy realizacji przedsięwzięcia nawiązano współpracę ze środowiskiem naukowym z Politechniki Krakowskiej, AGH i Uniwersytetem Rolniczym. Projekt wdrożeniowy podzielono na trzy etapy, które zrealizowano od początku 2005 do końca 2009 r.

W pierwszym etapie obniżono ciśnienie roboczego sieci wodociągowej poprzez wybudowanie pompowni pod zbiornikiem retencyjnym w Roszkowicach, która daje możliwość napełniania zbiornika przy obniżonym ciśnieniu w sieci wodociągowej oraz regulacji wydajności jego opróżniania poprzez przepustnicę sterowaną z poziomu stacji operatorskiej. Rozwiązanie to poprzedzone było wnikliwą analizą sieci całego miasta, cyklem prób obniżania ciśnienia w porze nocnej i dokładnymi pomiarami. Wyniki tych prac zadecydowały o możliwości i słuszności zastosowania tego typu rozwiązania. Zrezygnowano z konieczności zastosowania kilkudziesięciu zaworów redukcyjnych ciśnienia, które powodują straty energii w dystrybucji wody. Dzięki temu rozwiązaniu istnieje możliwość optymalnego gospodarowania zasobami zbiornika w zależności od chwilowych potrzeb oraz kosztów energii elektrycznej.

Wdrożenie drugiego etapu polegało na stabilizacji ciśnienia w sieci, co osiągnięto poprzez sterowanie wydajnością każdego ujęcia wody z wybranych reprezentatywnych miejsc na terenie miasta (sprzężenie zwrotne), a nie lokalnie z ujęć wody. Wykorzystując możliwości programowe oraz sprzętowe systemu opracowano specjalny sposób pracy dwóch regulatorów PID kontrolujących ciśnienia w wybranym punkcie sieci oraz w punkcie zasilania, których wypadkowy algorytm daje sygnał do sterowania wydajnością pomp II stopnia. Stabilne ciśnienie wody w znacznym stopniu wpływa na obniżenie awaryjności sieci wynikających z uderzeń hydraulicznych. Zastosowanie tego rozwiązania gwarantuje utrzymanie ciśnienia na poziomie nieprzekraczającym +/- 0,25 bar. od wartości zadanej.

Trzeci etap miał za zadanie zwiększenie wykrywalności oraz szybkości usuwania powstałych awarii sieci. W tym celu dokonano analizy sieci pod kątem możliwości jej podziału na mniejsze obszary (strefy), w których można kontrolować chwilowe zużycia wody oraz ciśnienia. Wydzielono siedem niezależnych stref, w których można kontrolować (on-line) pobór wody oraz wartości chwilowe ciśnień. Dzięki temu rozwiązaniu spółka otrzymuje ciągłą informację o rozkładzie przepływów oraz ciśnień w strefach, a układ natychmiast informuje o zmianach wartości przepływów i o wystąpieniu awarii. Większość awarii ujawnia się po długim czasie, po kilku miesiącach, a nawet latach. Dlatego wykorzystując powyższe informacje, ekipa poszukująca działa na mniejszym obszarze z wykorzystaniem wysokiej klasy urządzeń do diagnostyki sieci wodociągowej. Efektem tego jest szybkie wykrycie miejsca wycieku, a następnie jego usunięcie.

Nowatorstwo wdrożonych rozwiązań polega przede wszystkim na wykorzystaniu do kontroli systemu wodociągowego najnowocześniejszych rozwiązań o charakterze technologicznym i zarządczym. Upowszechnieniu projektu służyły doskonale przygotowane materiały promocyjne, które gwarantowały wysoki poziom przekazywanych informacji. Całe zaprezentowane rozwiązanie jest unikalne w skali kraju.

Rezultaty wdrożenia narzędzia

Wdrożenie projektu przyniosło zwiększenie się niezawodność systemu wodociągowego, wykrywalności wycieków, a także zmniejszenie strat wody, jej poboru ze środowiska oraz zużycia energii elektrycznej. W rezultacie spółka na bieżąco może kontrolować pracę sieci i urządzeń. Nastąpił wzrost jakości świadczonych usług.

Pięcioletni okres monitoringu i sterowania spowodował redukcję strat wody o 18%.  Zaoszczędzona kwota na koniec 2009 roku wyniosła 887 646 zł. Tak więc poniesione nakłady na zbudowanie systemu związanego z monitoringiem i sterowaniem zwróciły się na początku 2009 r., a pełen zwrot nakładów nie przekracza 2 lat.

Wprowadzenie w życie tego rozwiązania pozwoliło na ograniczenie kosztów eksploatacji wodociągu, co w konsekwencji przełożyło się na ograniczenie wzrostu ceny jednostkowej metra sześciennego wody płaconej przez klientów spółki (75 tysięcy osób). Istotną korzyścią tego przedsięwzięcia jest dbałość spółki o mieszkańców miast poprzez ograniczanie ponoszonych przez nich kosztów. Podejmowane działania zwiększyły zaufanie także do władz miasta i instytucji samorządu terytorialnego.

Oszacowanie nakładów poniesionych na realizacje projektu

Nakłady na budowę pompowni i systemu wodomierzy strefowych wraz z zabudową to kwota 609 tys. zł. Wykonanie sterowania pompami II stopnia w stacjach uzdatniania wody nie wymagało ponoszenia kosztów inwestycyjnych, jedynie odpowiedniej konfiguracji układu monitoringu, gdyż reprezentatywne miejsca pomiaru ciśnienia to funkcjonujące w układzie hydrofornie.

Poniesione nakłady na zbudowanie systemu związanego z monitoringiem i sterowaniem zwróciły się na początku 2009 r. (redukcja strat wody z 40 do 18%), a pełen zwrot nakładów nie przekracza 2 lat. Zakładając utrzymanie się strat na niezmiennym poziomie, każdy następny rok przeniesie z tego tytułu ponad 350 tys. zł korzyści.

Zasady równości płci

Projekt nie narusza zasad równego traktowania kobiet i mężczyzn.

Współpraca ze społeczeństwem obywatelskim

Projekt ten wpisuje się pośrednio w działania na rzecz budowy społeczeństwa obywatelskiego, gdyż podnosi zaufanie do władzy lokalnej, która - poprzez działania spółki powołanej przez RM Nowego Sącza i realizującej podstawowe zadania samorządu gminnego - troszczy się o swoich mieszkańców.

Zalecenia dla instytucji zainteresowanych replikacją

Jak wynika z osiągniętych korzyści w stosunku do poniesionych nakładów inwestycyjnych zastosowanych rozwiązań, koszty zwracają się szybko, a etapowa realizacja pozwala na precyzyjne zaplanowanie środków budżetowych. Konieczne jest jednak dokładne przemyślenie projektu na etapie wstępnym. Samo wdrożenie rozwiązań nie było trudne, problemem było natomiast uzyskanie wystarczającej wiedzy dotyczącej całej infrastruktury wodociągowej opartej na matematycznym modelu sieci oraz zebraniu potrzebnych informacji i ich właściwej interpretacji.

Zastosowane rozwiązania są kontynuacją rozbudowy istniejącego systemu sterowania i wizualizacji komputerowej opartej na oprogramowaniu narzędziowym automatyki przemysłowej i-Fix. Były one przemyślnie i optymalnie wpasowane w istniejący system, wykorzystując jego potencjał z uwzględnieniem możliwości jego dalszego rozwoju i rozbudowy. Zastosowane rozwiązania można z powodzeniem wdrożyć w każdy inny system wodociągowy spełniający określone kryteria.

.:   Skrót i Metryka -> Pełna prezentacja -> Załączniki   :.

Wsparcie udzielone
przez Norwegię
poprzez dofinansowanie
ze środków
Norweskiego Mechanizmu
Finansowego
Związek
Miast Polskich
Związek
Gmin Wiejskich RP
Związek
Powiatów Polskich
Norweski Związek
Władz Lokalnych
i Regionalnych