یک مرکز تصفیه فاضلاب شهری در پنانگ، مالزی، با مشکل قابلیت اطمینان عملیاتی در سیستم پردازش خود مواجه بود. آب و هوای گرمسیری، با رطوبتی که مرتباً از 90% فراتر میرفت و دمایی که به طور متوسط 32 درجه سانتیگراد بود، شرایط سختی را برای تجهیزات کنترل ایجاد میکرد.
خرابی شیرآلات باعث وقفههای مکرر در فرآیندهای تصفیه میشد و هم بر هزینههای عملیاتی و هم بر کیفیت تصفیه تأثیر میگذاشت. این کارخانه که تقریباً به ۴۸۰،۰۰۰ نفر ساکن خدمات ارائه میدهد، به راهکاری نیاز داشت که بتواند در برابر این شرایط مقاومت کند و در عین حال کنترل قابل اعتمادی را فراهم کند.
چالش
این مرکز با چندین مشکل به هم پیوسته روبرو بود:
- رطوبت بالا و قرار گرفتن در معرض سولفید هیدروژن باعث خوردگی محرکهای استاندارد شیرآلات میشد و هر ۸ تا ۱۴ ماه منجر به خرابی میشد.
- کار با شیر دستی در سراسر تأسیسات ۴ هکتاری، به ویژه در هنگام بارندگیهای شدید، به زمان زیادی از کارکنان نیاز داشت.
- نوسانات برق محلی در طول فصل بارانهای موسمی به قطعات الکترونیکی آسیب میزد.
- رعایت مقررات کیفیت محیط زیست (فاضلاب) مالزی مستلزم کنترل دقیقتر فرآیند بود
تان وی لیانگ، مدیر عملیات کارخانه، توضیح داد: «ما در یک چرخه دشوار گرفتار شده بودیم. محیط ما به شدت به تجهیزات نیاز دارد، اما ما نمیتوانستیم با تعمیرات و اختلالات مداوم در سرویسدهی ادامه دهیم.»
راه حل
پس از ارزیابی چندین گزینه، این مرکز، محرکهای شیر برقی AOX را به صورت مرحلهای پیادهسازی کرد. تیم پیادهسازی موارد زیر را انتخاب کرد:
- سری AOX-L محرکهای الکتریکی خطی ضد آب برای سیستمهای دوزینگ شیمیایی
- سری AOX-Q محرکهای ربعچرخش با درجه حفاظت IP67 برای کنترل حوضچه هوادهی
- محرکهای مدولاسیون AOX-VR برای تنظیم جریان در منطقه تصفیه اولیه
این انتخاب بر اساس ویژگیهای خاصی بود که چالشهای کارخانه را برطرف میکرد:
- پوشش پودری اپوکسی و درجه حفاظت IP68 برای مقاومت در برابر خوردگی در محیط گرمسیری
- واحدهای کنترل محلی برای عملیات دستی در طول تعمیر و نگهداری
- محافظت یکپارچه در برابر نوسانات برق برای پایداری برق در فصل بارانهای موسمی
- قابلیتهای خود-تشخیصی سازگار با سیستم SCADA موجود، هرچند محدود آنها
نورالحسن، مهندس برق این مرکز، خاطرنشان کرد: «ما در ابتدا نگران ادغام با سیستمهای کنترل قدیمیتر خود بودیم. اما انعطافپذیری محرکها به ما این امکان را داد که کنترلهای شیر خود را بدون نیاز به تعویض کل زیرساخت نظارتی، که فراتر از بودجه ما بود، ارتقا دهیم.»
فرآیند اجرا
این اجرا با چالشهای متعددی روبرو بود که از جمله چالشهای معمول پروژههای زیرساختی شهری هستند:
- ارزیابی اولیهمهندسان برای درک کامل طیف وسیعی از محیطهای عملیاتی، ارزیابی سایت را در شرایط خشک و بارانی انجام دادند.
- اجرای آزمایشیشش محرک در مشکلسازترین ناحیه - فرآیند تصفیه اولیه - با یک دوره ارزیابی سه ماهه نصب شدند. در طول این مرحله، تنظیماتی در پارامترهای کنترل و پروتکلهای ارتباطی برای مطابقت با سیستمهای موجود کارخانه مورد نیاز بود.
- استقرار مرحلهایپس از تطبیق موفقیتآمیز واحدهای آزمایشی، با تخصیص بودجه، ۴۲ محرک اضافی طی ۱۸ ماه بعدی نصب شدند.
احمد رضا، سرپرست تعمیر و نگهداری، اذعان کرد: «نصب بدون چالش نبود. ما متوجه شدیم که برخی از فلنجهای شیر ما به دلیل اصلاحات قبلی با ابعاد استاندارد مطابقت ندارند. تأمینکننده به ما کمک کرد تا براکتهای نصب را برای تطبیق با این تغییرات تطبیق دهیم که باعث صرفهجویی قابل توجهی در زمان و هزینه ما شد.»
نتایج و مزایا
پس از ۲۴ ماه کار با محرکهای جدید، این مرکز چندین پیشرفت قابل اندازهگیری را گزارش کرد:
- رویدادهای مربوط به تعمیر و نگهداری شیرآلات به میزان 62% کاهش یافت، از تقریباً 12 حادثه در هر سه ماهه به 4-5 مورد.
- زمان اختصاص داده شده به کارکنان برای کار با شیر دستی تقریباً ۲۳ ساعت در هفته کاهش یافت.
- مصرف انرژی در فرآیند هوادهی از طریق کنترل دقیقتر، ۸.۳۱TP4T کاهش یافته است
- دقت دوز مواد شیمیایی بهبود یافته و در نتیجه تقریباً 11% در مصرف منعقدکننده کاهش یافته است
وی لیانگ خاطرنشان کرد: «مهمترین تغییر، قابلیت اطمینان در طول فصل بارندگیهای موسمی بوده است. پیش از این، این دوره با وجود خرابیهای متعدد، چالشبرانگیزترین دوره ما بود. سال گذشته، با وجود تجربه یکی از سنگینترین فصلهای بارندگی در سالهای اخیر، عملکرد مداوم خود را حفظ کردیم.»
تأثیر مالی
مزایای مالی این پروژه توسط سازمان آب شهری پیگیری شد:
- هزینههای نگهداری سالانه تقریباً ۱۱۰،۰۰۰ رینگیت (حدود ۱TP5T26،۰۰۰ دلار آمریکا) کاهش یافت.
- صرفهجویی در هزینههای مواد شیمیایی به طور متوسط سالانه ۸۴۰۰۰ رینگیت مالزی (حدود ۱.۵ تریلیون و ۲۰ تریلیون دلار آمریکا)
- بهبود بهرهوری انرژی تقریباً ۶۷۰۰۰ رینگیت مالزی (حدود ۱.۵ تریلیون و ۱۶۰۰۰ دلار آمریکا) صرفهجویی ایجاد کرد.
- بازگشت سرمایه در ۲۸ ماه پیشبینی شده است، کمی طولانیتر از تخمینهای اولیه اما همچنان در محدوده پارامترهای قابل قبول برای زیرساختهای شهری
نورول گفت: «دپارتمان مالی در ابتدا این سوال را مطرح کرد که آیا افزایش هزینه برای محرکهای مقاوم در برابر خوردگی توجیهپذیر است یا خیر. اما افزایش طول عمر و کاهش هزینههای نگهداری اضطراری، ارزش سرمایهگذاری در تجهیزات طراحیشده برای شرایط خاص ما را ثابت کرده است.»
مشتاقانه منتظر
بر اساس بهبود عملکرد، این مرکز موارد زیر را شامل شده است: محرکهای AOX در برنامه استانداردسازی خود برای ارتقاء مداوم. آنها در حال حاضر با سازمان آب شهری برای تأمین بودجه برای موارد زیر همکاری میکنند:
- تعویض شیرهای دستی باقی مانده در مناطق تصفیه ثانویه
- ارتقاء به محرکهای هوشمند AOX-Q با قابلیتهای ارتباطی پیشرفته برای فرآیندهای حیاتی
- اجرای یک برنامه تعمیر و نگهداری پیشبینانه بر اساس دادههای تشخیصی موجود
وی لیانگ در پایان گفت: «ما آموختهایم که کنترل شیرآلات برای کارایی عملیاتی و انطباق با مقررات، اساسی است. آنچه که به عنوان یک ضرورت برای حل مشکلات جاری آغاز شد، به فرصتی برای بهبود قابلیتهای کلی تصفیه ما در چارچوب محدودیتهای بودجهمان تبدیل شده است.»
این مطالعه موردی نشان میدهد که چگونه فناوری مناسب محرک شیر، که برای رسیدگی به چالشهای خاص زیستمحیطی و عملیاتی انتخاب شده است، میتواند حتی با وجود پیچیدگیهای اجرایی رایج در پروژههای زیرساختی شهری، پیشرفتهای معناداری در تأسیسات تصفیه فاضلاب ایجاد کند.
