Duże zastawki na oczyszczalniach ścieków z napędami AUMA – sprawdzone rozwiązania techniczne poparte kilkunastoletnimi doświadczeniami.

Zastawka – z pozoru prosty element instalacji, w praktyce jednak właściwy dobór rozwiązania technicznego ma ogromne znaczenie dla późniejszej eksploatacji układu. Odpowiednia konstrukcja pozwala uniknąć problemów serwisowych oraz kosztownych wymian elementów, które często znajdują się w trudno dostępnych miejscach instalacji ściekowych.

Zastawka z trzpieniem wznoszącym

Na wielu obiektach spotkaliśmy się z sytuacją, w której zastawka była okresowo zalewana ściekami.

W takich przypadkach na trzpieniu oraz kostce zastawki odkładają się zanieczyszczenia transportowane przez ścieki. Powoduje to stopniowy wzrost momentu obrotowego potrzebnego do jej zamykania. W skrajnych przypadkach dochodzi do sytuacji, w której zastawki nie można ani otworzyć, ani zamknąć, ponieważ zabrudzone elementy wymagają znacznie większej siły do poruszenia mechanizmu. Dodatkowo często dochodzi do przyspieszonego zużycia oraz uszkodzenia kostki zastawki.

Wymiana kostki w zastawce jest szczególnie problematyczna, ponieważ wymaga wejścia do komory ściekowej, co wiąże się z koniecznością stosowania dodatkowych zabezpieczeń i procedur bezpieczeństwa.

Skutecznym sposobem uniknięcia tego typu problemów jest zastosowanie zastawki z trzpieniem wznoszącym oraz przyłącza A/TR w napędzie AUMA.

W takim rozwiązaniu nie występuje dolna kostka zastawki, a elementem odpowiedzialnym za podnoszenie jest przyłącze A/TR znajdujące się w napędzie. Dzięki temu eliminujemy element najbardziej narażony na zanieczyszczenia oraz ograniczamy ryzyko awarii. Najeży pamiętać, aby podczas zamawiania takiego układu domówić rurę ochronną trzpienia. Rury ochronna trzpienia występują w różnych wysokościach, są też wersje teleskopowe. 

Napęd zmiennoprędkościowy SAV / SARV – optymalne rozwiązanie dla zastawek

Wieloletnie doświadczenia z realizacji na obiektach oczyszczalni ścieków pokazują, że w przypadku zastawek bardzo korzystnym rozwiązaniem jest stosowanie napędów zmiennoprędkościowych. Napędy tego typu umożliwiają ustawienie maksymalnej prędkości obrotowej, np.:

• 120 obr./min
• a nawet 240 obr./min

Jest to szczególnie istotne w przypadku dużych zastawek.

Przykład obliczeniowy

Parametry zastawki:

• wysokość zawieradła: 3000 mm
• szerokość zawieradła: 3000 mm
• zastawka dwutrzpieniowa
• dwie przekładnie kątowe o przełożeniu 4 : 1

Obliczenia:

1. Skok gwintu: 8 mm
2. Wznios 3000 mm / 8 mm = 375 obrotów

Uwzględniając przełożenie przekładni:

375 × 4 = 1500 obrotów

Oznacza to, że aby całkowicie zamknąć zastawkę, napęd musi wykonać 1500 obrotów.

Jeżeli prędkość napędu wynosi 120 obr./min, czas zamknięcia wyniesie:

1500 / 120 = 12,5 minuty

W takiej sytuacji jedynym praktycznym rozwiązaniem jest zastosowanie napędu zmiennoprędkościowego, który przy wyższej prędkości obrotowej pozwala zamknąć zastawkę w czasie poniżej 15 minut.

Dodatkową zaletą napędów zmiennoprędkościowych jest funkcja soft-start oraz soft-stop. Przy dużych prędkościach obrotowych napęd:

• łagodnie rozpoczyna ruch, wychodząc delikatnie z uszczelnienia,
• powoli domyka zastawkę bez gwałtownego uderzenia.

Jeżeli zastawka w normalnej pracy wykorzystuje jedynie niewielki zakres ruchu, można ustawić niższą prędkość pracy, natomiast podczas rozruchu instalacji – gdy wymagane jest pełne zamknięcie – zastosować wyższą prędkość obrotową.

Napędy zmiennoprędkościowe umożliwiają również nastawienie prędkości do 240 obr./min, czego nie oferują standardowe o stałej prędkości silnika.

Łagodne otwieranie i zamykanie oraz redukcja prędkości przy dojściu do wartości zadanej powodują mniejsze obciążenia mechaniczne uszczelnienia zastawki. 

Dzięki zastosowaniu powyższych rozwiązań elementy eksploatacyjne wytrzymują znacznie większą liczbę cykli pracy, co ogranicza częstotliwość serwisów i wymian.

Problem: coś dostało się pod zastawkę

W instalacjach surowych ścieków często dochodzi do sytuacji, w której pod zastawkę dostanie się np. piasek lub inny element transportowany przez medium.

W takiej sytuacji standardowy napęd zgłasza błąd momentu obrotowego i zatrzymuje pracę. Ciekawą funkcją oznaczoną w napędzie T30.01 jest funkcja 5-krotnej próby zamknięcia armatury. W przypadku zastosowania tej opcjonalnej funkcji możemy ustawić, ile razy napęd ma cofnąć i spróbować domknąć armaturę, maksymalnie możemy ustawić pięć takich prób. Jeżeli w tym czasie przeszkoda nie zostanie wypłukana spod zastawki, pojawia się błąd momentu obrotowego.

Doświadczenia eksploatacyjne pokazują, że takie ustawienie w wielu przypadkach eliminuje niepotrzebne alarmy w sterowni.

W standardowej procedurze obsługi, gdy pojawia się błąd momentu, na miejsce wysyłanych jest co najmniej dwóch pracowników, którzy muszą:

• sprawdzić zastawkę na miejscu,
• wykonać lokalne przesterowanie w przeciwnym kierunku.

Dzięki opisanej funkcji większość takich sytuacji napęd może rozwiązać automatycznie, bez angażowania obsługi oczyszczalni.

Duże zastawki i odpowiedni blok sterowania. 

Podczas oferowania dużych zastawek należy pamiętać, aby podać dokładną liczbę obrotów od otwarcia do zamknięcia, gdyż w wielu przypadkach wykraczamy poza standardowe 500 obrotów. Błędnie dobrany blok sterowania, czyli np. zastawka potrzebuje 1500 obrotów od otwarcia do zamknięcia, a blok sterowania jest na 500 obrotów, powoduje, że nie jesteśmy w stanie ustawić pozycji krańcowych w napędzie, dlatego też w przypadku zastawek najlepszym rozwiązaniem jest zamawianie napędów z blokiem sterowania do 5000 obrotów.

Uwzględnienie powyższych zagadnień już na etapie:

• projektowania oczyszczalni ścieków,
• doboru zastawek,
• wykonawstwa instalacji

pozwala uniknąć wielu kosztownych błędów eksploatacyjnych oraz ograniczyć działania serwisowe wymagające czasu i zaangażowania personelu.

Właściwy dobór napędu znacząco wpływa na niezawodność pracy całego układu przez wiele lat.