Coûts de maintenance réduits :
Convertisseur contre l'engorgement des pompes

Le fournisseur d’eau et d’assainissement Hamburger Wasser utilise de plus en plus souvent des convertisseurs de fréquence pour les pompes de son réseau d’assainissement. En effet, la diminution des quantités d’eau de rinçage alors que la proportion de matières solides augmente rend nécessaire un actionneur intelligent. Dans la station de pompage de Randersweide, le convertisseur permet, grâce à son mode de rétrolavage, d’économiser les interventions de déparasitage dues à l’engorgement, très souvent nécessaires auparavant.

La situation de départ : voici comment s'écoulent les eaux usées de Hambourg

Hamburg Wasser est le fournisseur et le gestionnaire de l’eau pour les citoyens de Hambourg. Environ deux millions de personnes sont actuellement connectées au réseau de l’entreprise. Outre la production et le traitement de l’eau potable, Hamburg Wasser traite également les eaux usées de la ville hanséatique. Le fournisseur a ici un objectif : réaliser des coûts d’entretien plus faibles dans les stations de pompage. Cela permet en même temps de garantir le fonctionnement sûr de la gestion des eaux usées dans la ville hanséatique.

Les eaux usées de Hambourg circulent dans un réseau de canalisations d’une longueur d’environ 5 800 kilomètres. Les conduites domestiques par lesquelles les eaux usées arrivent dans le système d’égout public ont un diamètre d’environ 15 centimètres seulement. Les égouts publics sont généralement enterrés à une profondeur de deux à cinq mètres et peuvent atteindre une hauteur de 150 centimètres. Les canaux encore plus grands, les vannes de transport et les collecteurs ainsi que les vannes de troncs plus anciens de Hambourg s’étendent à des profondeurs allant jusqu’à 27 mètres et peuvent atteindre 4,7 mètres de large et 3,85 mètres de haut. Contrairement aux canalisations routières, ces canaux de transport ne sont pas reliés aux eaux de surface, mais mènent directement à la station d’épuration de Hambourg, généralement en pente libre.

Les grilles de transport et les collecteurs ont pour fonction de décharger les canalisations locales, notamment en cas de pluie, et de les protéger ainsi contre les débordements d’eau sur les terrains et dans les cours d’eau. La construction de bassins de rétention souterrains pour les eaux mixtes sert également à délester les égouts en cas de pluie : lorsque les égouts sont pleins, l’eau s’écoule dans les bassins de rétention via ce que l’on appelle des déversoirs. Il y est stocké temporairement et n’est renvoyé dans le système par des pompes automatiques ou par gravité que lorsque le réseau d’égouts est à nouveau en mesure de l’absorber.

YouTube

En chargeant cette vidéo, vous acceptez la politique de confidentialité de YouTube.
En savoir plus

Charger la vidéo

PGlmcmFtZSB0aXRsZT0iS2VpbmUgYWx0ZW4gWsO2cGZlIG1laHIgfCBEZXIgRGFuZm9zcy1WaWRlb3BvZGNhc3QiIHdpZHRoPSI4MDAiIGhlaWdodD0iNDUwIiBzcmM9Imh0dHBzOi8vd3d3LnlvdXR1YmUtbm9jb29raWUuY29tL2VtYmVkL0VRVUFqcUhnLTU0P2ZlYXR1cmU9b2VtYmVkJnJlbD0wJmVuYWJsZWpzYXBpPTEmb3JpZ2luPWh0dHBzJTI1M0ElMjUyRiUyNTJGZGlzY292ZXItZHJpdmVzLmRhbmZvc3MuY29tJmNvbnRyb2xzPTEiIGZyYW1lYm9yZGVyPSIwIiBhbGxvdz0iYWNjZWxlcm9tZXRlcjsgYXV0b3BsYXk7IGNsaXBib2FyZC13cml0ZTsgZW5jcnlwdGVkLW1lZGlhOyBneXJvc2NvcGU7IHBpY3R1cmUtaW4tcGljdHVyZSIgYWxsb3dmdWxsc2NyZWVuPjwvaWZyYW1lPg==

Fini les vieilles ficelles ...

Dans ce podcast vidéo Danfoss, Michael Rix de Hamburg Wasser raconte comment le fournisseur d’eau de Hambourg utilise la fonction de rétrolavage intégrée du variateur de fréquence VLT® AQUA Drive pour détacher les bouchons et autres saletés des pompes de sa station d’épuration et réduire les coûts de maintenance.

Station de pompage de Randersweide : des coûts de maintenance réduits pour objectif

Comme les eaux usées contiennent de nombreuses substances, des cheveux aux sacs en passant par les chiffons, les pompes utilisées ont la vie dure. La viscosité croissante des eaux usées a conduit Hamburg Wasser à des conditions de fonctionnement de plus en plus critiques dans les stations de pompage des eaux usées : Les particules et les fibres contenues dans l’eau se déposaient sur les roues à palettes, ce qui entraînait une diminution des performances et une usure excessive des pompes.

La station de pompage de Randersweide a été remise en service en 2014 après avoir été rénovée. En raison de l’augmentation de l’affluence due aux nombreuses nouvelles constructions dans le bassin versant, 39 interventions de déparasitage ont eu lieu dans l’année qui a suivi la remise en service pour cause de pompes bouchées. L’entretien d’une pompe bouchée prend beaucoup de temps : du déplacement sur le site et du levage de la pompe au nettoyage et à la réinstallation. En ce sens, les nombreuses pannes ont entraîné des coûts élevés. Il fallait donc trouver une solution.

Comme le problème ne cessait de s’aggraver, on a d’abord essayé d’optimiser le niveau de la pompe. De plus, on a essayé de faire fonctionner les pompes en marche arrière après avoir signalé les pannes manuellement via le centre de contrôle. Malheureusement, cela n’a pas toujours été un succès, car les pompes étaient alors déjà fortement bouchées. Le service technique de Hamburg Wasser a donc commencé à chercher une solution automatisée sur le marché. L’objectif était de faire tourner automatiquement les pompes en sens inverse de manière fiable via un convertisseur de fréquence, tout en assurant un fonctionnement économique.

Rend l'argent liquide : Mode de rétrolavage

L’encrassement des roues à ailettes des pompes à eaux usées par des dépôts ou des tresses est un problème général, car les performances de la pompe diminuent et elle peut se bloquer. C’est pourquoi le VLT® AQUA Drive est équipé en standard d’un mode de rétrolavage qui inverse le sens de rotation de la roue afin d’éliminer les dépôts sur la roue à aubes. Comme il n’est pas possible de faire fonctionner tous les types de pompes en sens inverse, l’utilisateur doit consulter le fabricant de la pompe avant d’utiliser cette fonction.

Au démarrage d’un rétrolavage, le variateur de fréquence exécute d’abord une rampe jusqu’à l’arrêt, puis une temporisation d’arrêt s’écoule avant que le premier cycle ne commence. Si le mode de rétrolavage est déclenché par un état arrêté du variateur de fréquence, la première temporisation d’arrêt est ignorée. L’événement de rétrolavage peut être composé de plusieurs cycles. Un cycle se compose d’une impulsion en marche arrière, suivie d’une impulsion en marche avant. Le rétrolavage est terminé après le nombre de cycles indiqué. Entre les impulsions, le variateur de fréquence passe en roue libre pendant la durée de temporisation d’arrêt indiquée, afin que les résidus puissent se déposer dans la pompe.

Mode de rétrolavage : réglable individuellement en fonction de l'application

Le mode de rétrolavage peut être paramétré individuellement en fonction des valeurs empiriques d’un utilisateur avec son installation en configurant les temps de retard, la vitesse de rétrolavage ainsi que la surveillance de la puissance. L’utilisateur détermine lui-même à quelle fréquence, à quelle vitesse et pendant combien de temps le variateur de fréquence doit faire tourner l’hélice en sens inverse au démarrage ou à l’arrêt, en fonction d’une horloge via une entrée numérique, via une communication série ou en utilisant une série de règles logiques programmables.

Une autre approche est le nettoyage réactif. Dans ce cas, le variateur de fréquence lance le nettoyage dès que la pompe tire plus d’énergie du variateur de fréquence qu’elle ne devrait normalement le faire. A ce stade, la pompe commence déjà à se boucher. L’utilisateur peut combiner les fonctions de nettoyage proactif et réactif.

A Randersweide, les effets d’économie d’énergie ne sont pas au centre des préoccupations en raison des temps de fonctionnement à plein régime élevés de la pompe et de la puissance déjà faible de 9,2 kW. En revanche, le contrôleur d’entraînement apporte une valeur ajoutée considérable grâce à la saisie étendue des données d’état et des données moteur via des corridors de valeurs. Mais c’est surtout la fonction de rétrolavage intégrée de l’Aqua Drive qui a eu un effet positif : Alors que l’équipe de maintenance devait auparavant intervenir quatre fois par mois, l’utilisation de l’Aqua Drive a permis de réduire à zéro le nombre d’interventions pour éliminer les bouchons. En tant qu’exploitant, Hamburg Wasser fait ainsi le calcul que l’achat des convertisseurs de fréquence pour 5800 euros a été nettement amorti par les coûts économisés de 7500 euros sur une période de 6 mois.

Mission accomplie pour l'entreprise : Réduction des coûts de maintenance à Randersweide

Grâce à l’optimisation du système que permet la fonction de rétrolavage, Hamburg Wasser réalise des économies considérables sur les coûts d’entretien et de maintenance de la station de pompage de Randersweide et augmente en outre la durée de fonctionnement de la pompe. Ceci, ainsi que les possibilités étendues de surveillance en direction de la pompe et du moteur, font facilement oublier le léger inconvénient énergétique. Dans toute application où les colmatages sont récurrents et où une grande sécurité de fonctionnement est importante, il vaut la peine de se pencher attentivement sur le sujet et d’utiliser la fonction de rétrolavage, le cas échéant, de manière préventive et réactive programmée. Même si les effets d’économie d’énergie dus à la régulation de la vitesse de rotation n’existent pas.

Découvrir Danfoss Drives