University of Twente Student Theses

Login

Het effect van samenloop op het energieverbruik bij parallel geschakelde rioolgemalen : een optimalisatiestudie naar de pompregimes van rioolgemalen

Muurman, S.D. (2019) Het effect van samenloop op het energieverbruik bij parallel geschakelde rioolgemalen : een optimalisatiestudie naar de pompregimes van rioolgemalen.

[img] PDF
1MB
Abstract:Het rioleringsstelsel is een complex systeem dat bestaat uit rioolgemalen en persleidingen. De rioolgemalen pompen het afvalwater door de persleiding naar het volgende rioolgemaal of naar een rioolwaterzuivering. Rioolgemalen kunnen ook op dezelfde persleiding zijn aangesloten waardoor het afvalwater van twee of meerdere rioolgemalen in één persleiding gecombineerd wordt. Het is dan mogelijk dat deze gemalen tegelijk aanstaan waardoor de druk in de persleiding hoog op loopt. Dit wordt samenloop genoemd. Het huidige pompregime van de gemalen kijkt enkel naar de waterhoogte in de bijbehorende kelder van dat gemaal om te bepalen of dat gemaal moet gaan pompen. Dit zorgt ervoor dat er onnodig samenloop kan optreden waardoor er mogelijk meer energie wordt gebruikt dan nodig is om het afvalwater te transporteren. Het doel van dit onderzoek is om meer inzicht te krijgen in hoe vaak samenloop optreedt, wat het effect is op het energieverbruik van de pompen wanneer samenloop optreedt en hoe samenloop voorkomen kan worden. Allereerst is gevonden dat elk gemaal, elke rioleringsstreng en daarmee elke zuiveringskring uniek is. Dit zorgt ervoor dat er geen algemeen antwoord te geven valt op de vraag hoe vaak samenloop optreedt of wat het effect van samenloop is. Dit hangt namelijk af van factoren die bij elk gemaal anders zijn. Voor het optreden van samenloop is voornamelijk de complexiteit van de streng en de draaiuren van de parallel geschakelde gemalen bepalend; hoe meer gemalen parallel geschakeld zijn hoe groter de kans dat er meer dan één tegelijk aan staat. Dit geldt ook voor de draaiuren van de gemalen; hoe meer draaiuren twee gemalen hebben, hoe groter de kans dat ze tegelijk in bedrijf zijn. Uit een uitgevoerd experiment blijkt dat bij twee onderzochte gemalen 20% meer energie wordt gebruikt om het afvalwater te transporteren in tijden van samenloop ten opzichte van enkelloop. Dit is een significant verschil. Echter, dit resultaat is niet representatief voor andere gemalen. Zo kan de persdruk bij andere gemalen meer fluctueren omdat de ontwerpcapaciteit van de persleiding eerder wordt bereikt of juist amper fluctueren omdat de persleiding in droogweerafvoer (DWA) juist niet op capaciteit wordt gebruikt. Per gemaal en per streng zal daarom individueel het effect van samenloop moeten worden geëvalueerd. De resultaten van het experiment duiden op een significant effect op het opgenomen vermogen van gemalen wanneer samenloop optreedt. Om samenloop te voorkomen zijn twee alternatieve pompregimes beschreven. De eerste focust op het stimuleren van pompen wanneer de persleiding nauwelijks belast is. Het tweede alternatief richt zich op het afkappen van het pompen wanneer de persleiding op capaciteit wordt gebruikt. De effecten van deze alternatieve pompregimes zijn niet getest en zullen wederom verschillen per gemaal. Het advies is daarom om een gemaal te selecteren waar meerdere andere gemalen mee parallel geschakeld zijn, de bedrijfstijd van al deze gemalen zorgt voor regelmatig optreden van samenloop en de drukmeting fluctueert. Vervolgens kunnen bij het betreffende gemaal één of beide alternatieve regelingen worden geïmplementeerd om het effect op het energieverbruik te monitoren. Met de resultaten van dit experiment kan dan worden bepaald of het lonend is om dit experiment uit te breiden naar meerdere gemalen om zo te bezuinigen op de benodigde pompenergie. Gevonden is dat het aandeel pompenergie relatief klein is in vergelijking met de totaal benodigde energie om afvalwater te zuiveren. Met een aangenomen energiebesparing van 7% bij parallel geschakelde rioolgemalen zou bij zuiveringskring Den Helder potentieel 10 megawattuur bespaart kunnen worden over 2018. Energetisch is dit interessant maar in vergelijking met het totale verbruikte energie om het afvalwater te zuiveren bij zuiveringskring Den Helder is dit slechts 0.7%. Het is aan HHNK om te bepalen of het lonend is om het aanbevolen experiment uit te voeren.
Item Type:Essay (Bachelor)
Faculty:ET: Engineering Technology
Subject:56 civil engineering
Programme:Civil Engineering BSc (56952)
Link to this item:https://purl.utwente.nl/essays/80528
Export this item as:BibTeX
EndNote
HTML Citation
Reference Manager

 

Repository Staff Only: item control page