Esta última, conocida como el Programa Agua Pura, es el componente más grande del presupuesto del departamento y de responsabilidad general. Agua Pura consiste en cuatro diferentes distritos de alcantarillado y brinda servicio a más de 700.000 residentes.
A través de la consolidación de un transporte rentable y servicios de tratamiento, casi 15,000,000 m³ de aguas residuales son procesados anualmente a través de un sistema de recolección de más de 1,600 kilómetros, 55 estaciones de bombeo, dos grandes plantas de tratamiento de aguas residuales y un sistema de almacenamiento de túnel de almacenamiento de más de 660,000 m3 reconocido nacionalmente (Programa Combinado de Disminución de Capacidad Excesiva de Alcantarillado). MCDES se esfuerza por ser una organización progresiva, vibrante y dinámica y al mismo tiempo mantener tarifas para los usuarios muy razonables y fijas.
Las plantas de tratamiento VanLare y Northwest Quadrant de aguas residuales del condado están situadas en la costa sur del Lago Ontario. Las Instalaciones de Van-Lare, mostrada en la Figura 1, empezó operaciones en 1916 y es la planta más grande de tratamiento en el Condado de Monroe. El permiso actual para la planta está en 135 millones de galones por día (MGD por sus siglas en ingles) con una capacidad de manejo de 660 MGD durante grandes tormentas. La planta del noroeste en Hilton está clasificada en 22 MGD y tiene un promedio de 14 MGD. Las dos utilizan centrifugas de lo más moderno e instalaciones de descarga de biosólidos para procesarlos y ser depositados en los vertederos. Estos biosólidos entonces son mezclados con la basura para aumentar la producción de gas metano, que será recolectada y será utilizado como combustible para una central eléctrica de gas de vertedero que venderá electricidad.
El Complejo de VanLare es suministrado por un sifón de alimentación por gravedad de nuestro sistema profundo de almacenamiento de túnel y la Estación Transversal de Bombeo de Irondequoit, una estación masiva de bombeo que contiene cinco bombas centrifugas de 1500 HP, dos de 1250 HP y dos de 700 HP. Una modernización reciente a esta estación de bombeo incluyo cuatro bombas completamente nuevas y nuevos controles para toda la estación —incluyendo monitoreo de energía para asegurar para asegurar nuestra conformidad con la demanda pico de costos eléctricos y protección de vibración en todas las bombas y motores asociados en tres ejes en cada aparato. En el pasado, sólo un eje fue monitoreado y varios problemas pasaron desapercibidos si la bomba no vibraba en la dirección que era monitoreada. Ahora si el problema ocurre en el plano vertical, horizontal o axial, los sensores de la vibración demostrarán el problema y, si el límite pre programado es excedido, cerrará automáticamente la bomba.
Hay tres grandes estaciones de bombeo que sirven al complejo del noroeste. La estación de Buttonwood alberga cuatro bombas centrífugas de 500 HP; la estación del Camino de Flynn alberga tres bombas de 325 HP; y la estación de bombeo de Island Cottage tiene tres bombas de 300 HP. Cuándo estas estaciones de bombeo iniciaron operaciones, el estado mecánico de la máquina era determinado por un recolector de datos de vibración y tendencia basado en ruta. Las lecturas serían tomadas cada tres meses y la tendencia de datos para buscar cualquier problema. El proceso afectaría los eventos y serían perdidos si nadie se paraba realmente allí cuando sucedían. Una bomba reportaría sacudimiento, sólo para encontrar que el problema misteriosamente había desaparecido cuando se investigo después. Los problemas continuaron con una alta vibración de la bomba y se determino que la fuente era difícil porque el evento no sería consistente.
Decidimos instalar los sensores IMI 640B01 4-20 mA (ver Figura 2) en las 3 estaciones de bombeo. Estos sensores ofrecieron vigilancia continua de los niveles generales de vibración. Los datos son enviados por nuestro sistema SCADA que tiene su propia red de proceso firmemente protegida (separada de la otra red del condado), y consiste en cientos de kilómetros de cables de fibra óptica y aproximadamente 40 radios de microonda. La salida actual de los sensores permitió una interacción sencilla con nuestro sistema de SCADA.
A inicio de los '90, a causa de la necesidad de una confiabilidad adicional, decidimos cambiar nuestro enfoque de comunicación lejos de la telemetría y más hacia estas nuevas tecnologías. El tiempo de inactividad crítico sufrido en nuestras líneas arrendadas llegaba a ser demasiado costoso. Los costos surgidos en varias maneras, incluyendo:
- Fracasos Regulares de comunicación que tienen como resultado que el personal saliera para investigar.
- Esperando reparación por otra agencia.
- La velocidad de transmisión de datos. Usted puede transmitir más datos más rápido por la fibra óptica por y radio.
Después de que evaluar todos estos factores, decidimos que las líneas arrendadas no eran nuestra mejor opción. La actualización a fibra óptica y el monitoreo continuo, nos ha permitido identificar problemas en los procesos clave como suceden y demuestran las condiciones de la estación en tiempo real. Los datos están disponibles para cualquiera en MCDES con una computadora a través de nuestra pantalla de internet CITECT que hemos instalado en todas nuestras computadoras. Esto permite a los técnicos que no están en la sala de mandos, acceso a datos de vibración y cientos de otros puntos de datos como presión, nivel, flujo, RPM, temperatura, etc. en cada sitio.
La sala de mandos en el Complejo de VanLare es un centro de lo más moderno de comunicación que es el eje de nuestra operación de mantenimiento. Tiene cuatro pantallas de proyección de .243 m x 2.43 m para mostrar el tiempo radar, nuestro sistema profundo de túnel de almacenamiento y nuestra serie de estaciones de bombeo y cámaras de seguridad. Todas las actividades del mantenimiento para el sistema de colección de alcantarillado y operaciones de planta son coordinadas por expedidores que vigilan todas las alarmas de éstas estaciones de bombeo y de sitios del túnel así como los sistemas de seguridad y contra incendios para los Complejos del Condado de Monroe. Las instalaciones y los datos actualizados proporcionaron resultados instantáneos. Como lo manifestó un colega: "Fue como prender un foco en un armario oscuro".
Comenzamos a ver un patrón que se desarrollaba en las tres estaciones de bombeo. Debido al hecho que utilizamos impulsores de frecuencia variables, en ciertas velocidades que la vibración se iría de la escala, pero entonces regreso a normal mientras la bomba cambiada a una velocidad diferente. Se sospechaba usualmente de residuos en el impulsor, y la bomba se retiraba o vaciaba, sólo para encontrar que no había residuos en la bomba. Con una prueba sencilla de choque y una prueba de velocidades criticas, lo que descubrimos realmente fue un caso de resonancia. Al igual que con la mayoría de los problemas de resonancias, el problema era si reforzar o no reforzar. NO queríamos arbitrariamente refuerzos dondequiera a causa de la posibilidad de cambiar el problema a otra área ni excitar otra frecuencia natural. Esto nos incitó a tener un análisis de Forma Operacional de Deflexión (FOD) completo para mostrarnos cómo estas bombas se sacudían. Todas eran de diseño semejante y construcción, así que resolviendo el problema en una significaba resolver los problemas de resonancia en todas las bombas. Las FOD y un análisis finito del elemento ahora es utilizado para construir un modelo para apoyar apropiadamente y para poner el refuerzo a la estructura para mover cualquier frecuencia natural no deseada lejos del rango operacional de las bombas. Este problema no habría sido tan fácil de encontrar y localizar las fallas si nosotros no hubiéramos instalado los sensores y dado seguimiento a la tendencia contra la RPM de la bomba.
Nosotros ahora utilizamos estos sensores 4-20mA como la primera línea de defensa contra problemas que pueden surgir durante el arranque o en las pruebas de aceptación de estaciones de bombeo nuevas o reconstruidas. Porque ofrecen una salida actual, pueden ser integrados fácilmente en sistemas existentes sin procedimientos sofisticados de análisis de datos y equipo. Estandarizamos el uso de estos sensores en todas nuestras nuevas actualizaciones e instalaciones de equipo crítico. Nosotros ahora integramos un límite de vibración en todas nuestras especificaciones de bomba y máquinas críticas en nuestras plantas de tratamiento y sistema de recolección. La confiabilidad ha llegado a ser una prioridad en nuestro departamento de mantenimiento y utilizando éstos sensores nos han ayudado acercarnos para lograr nuestro objetivo. Han llegado a ser tan importantes como nuestro programa de vibración basado en ruta y al análisis de alineación y aceite. Todas estas herramientas se han sumado a más maneras de determinar el estado de su maquinaria y para agregar confianza que el tiempo de inactividad crítico puede ser evitado utilizando maneras diferentes de monitorear, controlar y detectar problemas de vibración que ocurren cuando nadie está allí.
Jeff Helfer es mecánico de Estación del Departamento de Servicios Ambientales del Condado de Monroe. Jeff ha trabajado en el campo del Mantenimiento Predictivo en los últimos 10 años y en Rochester, Nueva York los últimos 16 años. El es responsable de los instrumentos para aguas residuales para prueba, calibración y reparación y es un analista de vibración con certificación Nivel 2.
