Prevenzione dei tempi di fermo delle pompe per pozzi

Pompe da pozzo: il cuore pulsante dell'industria idrica

Le pompe sono l'ancora di salvezza del settore idrico e delle acque reflue. Le pompe da pozzo sono un tipo di pompa che svolge un ruolo critico nella distribuzione dell'acqua alle aree residenziali. Un loro guasto imprevisto può causare gravi interruzioni dell'approvvigionamento idrico, con ripercussioni su molte famiglie. Poiché queste pompe sono tipicamente sommerse e situate in posizione remota, sono difficili da mantenere e tenere sotto controllo.

La sfida

Le pompe sommerse nei pozzi sono notoriamente difficili da raggiungere: possono trovarsi fino a 200 metri sotto terra. In condizioni come queste, le tecnologie tradizionali basate sulla prossimità, come l'analisi delle vibrazioni o l'analisi acustica, sono inadeguate: è semplicemente troppo difficile installare sensori su impianti situati così in profondità.

Un'altra sfida che si presenta quando ci si accorge delle condizioni delle pompe situate nel sottosuolo di un pozzo è il costo del loro sollevamento. Storicamente, le squadre di manutenzione dovevano estrarre le pompe dai loro pozzi per valutarne le condizioni. L'operazione di sollevamento di una pompa dal foro di trivellazione è particolarmente dispendiosa in termini di tempo e denaro.

La soluzione

Samotics ha sviluppato un sistema che risolve il problema delle apparecchiature sommerse. Il sistema SAM4 Health utilizza una serie di tecniche per analizzare la firma elettrica di un motore, il che significa che i suoi sensori sono installati all'interno dell'armadio di controllo del motore (MCC). Poiché i sensori non devono essere collegati alla macchina, è possibile monitorare in modo affidabile le apparecchiature sommerse. Ciò significa che è possibile monitorare tutte le risorse critiche in ogni parte del processo, dalle stazioni di pompaggio ai pozzi, dalle linee di distribuzione agli impianti di trattamento.

In breve, sono tre i fattori chiave che distinguono l'SAM4 Health dagli altri sistemi di monitoraggio:

1. SAM4 Health è in grado di arrivare dove altre soluzioni non arrivano. I nostri sensori sono installati nell'armadio di controllo del motore, anziché sull'asset in campo.
2. SAM4 Health è in grado di fare più di altri. Siamo in grado di rilevare guasti elettrici e meccanici nei motori e guasti meccanici nell'asset azionato.
3. SAM4 Health ha un impatto reale sulla sostenibilità industriale. Fornendo informazioni concrete sull'efficienza energetica e sulla salute degli asset, siamo in grado di offrire opportunità di risparmio energetico.

Nel settore idrico i tempi di inattività e gli impatti associati possono comportare costi finanziari e ambientali significativi. La sezione seguente illustra tre casi di studio su come l'SAM4 Health abbia contribuito a rilevare i guasti in una fase precoce. Questi rilevamenti hanno garantito l'operatività ed evitato potenziali danni e multe per centinaia di migliaia di euro.

1. Segnalazione precoce dell'intasamento della pompa di trivellazione sommersa

L'SAM4 Health è ampiamente utilizzato per monitorare le pompe da pozzo. In un caso particolare, è stato installato per monitorare una serie di pompe sommerse da pozzo situate in pozzi contenenti ferro.

Una causa precoce di intasamento è l'accumulo di ferro all'ingresso delle pompe per pozzi. L'SAM4 Health è stato in grado di segnalare il deposito di ferro con quasi un anno di anticipo, rilevando modelli di diminuzione della potenza attiva abbinati a molteplici casi di cavitazione, chiari indicatori di intasamento. Il cliente è stato avvisato non appena il sistema ha visto svilupparsi il guasto. Successivamente, il cliente ha deciso di sollevare la pompa dal pozzo e di effettuare le necessarie azioni di manutenzione. Dopo le azioni di manutenzione, i dati hanno confermato che le condizioni della pompa si erano stabilizzate.

Dato che questa pompa era difficile da ispezionare a causa della sua natura sommersa, la notifica era di grande valore per il cliente. Le ripercussioni di una mancata individuazione di questa anomalia sarebbero state il surriscaldamento della pompa e, di conseguenza, una significativa perdita di capacità di erogazione.

2. Segnalazione precoce di problemi di VFD su una pompa da pozzo

Le pompe da pozzo sono spesso utilizzate per pompare acqua di sorgente da trattare e trasformare in acqua potabile. Di conseguenza, queste pompe sono spesso situate in luoghi remoti e non facilmente accessibili al personale addetto alla manutenzione.

L'SAM4 Health ha attivato gli allarmi in diverse occasioni anomale:

• un aumento del rumore nello spettro di frequenza.
• comportamento atipico della potenza attiva per questo particolare asset.
• e improvvisi aumenti della distorsione armonica totale.

L'SAM4 Health ha rilevato una frequenza di alimentazione instabile con un aumento della potenza attiva e una diminuzione del fattore di potenza. Questo è un indicatore di una pompa che fatica a mantenere stabile la velocità e il carico e che quindi rischia di guastarsi in breve tempo.

Dopo aver ricevuto la notifica delle anomalie rilevate, il cliente ha eseguito un'ispezione e ha riscontrato problemi legati all'azionamento a frequenza variabile (VFD). La pompa superava la corrente massima quando era alimentata a 50 Hz.

In seguito a queste scoperte, il team di manutenzione ha regolato le impostazioni dell'inverter del VFD per evitare che la pompa andasse in sovraccarico. La mancata notifica al cliente di queste anomalie avrebbe potuto causare il malfunzionamento della pompa e, di conseguenza, una forte perdita di capacità di fornitura.

3. Segnalazione precoce del degrado della pompa di trivellazione sommersa

L'SAM4 Health non viene utilizzato solo per monitorare le pompe di trivellazione in luoghi estremamente remoti. In questo caso specifico ha rilevato uno sbilanciamento meccanico su una pompa sommersa da pozzo in un impianto di produzione più grande.

L'anomalia è stata segnalata quando è stato rilevato un aumento improvviso dell'energia spettrale alla frequenza di rotazione di una pompa specifica. Si tratta di una chiara indicazione di squilibrio meccanico. Il cliente è stato immediatamente informato e si è deciso di ispezionare manualmente la pompa e di sottoporla a manutenzione. Una volta completate le azioni di manutenzione, i dati hanno confermato che le condizioni della pompa si erano stabilizzate.

Se il sistema non avesse segnalato l'anomalia, avrebbe potuto causare gravi danni alle pompe e di conseguenza significative perdite di capacità di fornitura.

La conclusione

Le pompe da pozzo sono risorse critiche in vari contesti dell'industria idrica. La loro natura intrinseca di essere situate molto in profondità rende difficile l'applicazione dei metodi tradizionali di monitoraggio delle condizioni. SAM4 Health offre una soluzione che consente di rilevare con largo anticipo una moltitudine di modalità di guasto critiche dalla sicurezza dell'armadio di controllo del motore. In questo documento sono riportati alcuni esempi, ma l'elenco non è assolutamente esaustivo.