Možnosti využití regulačních ventilů Cla-val s režimem BLACKOUT

Použití regulačních ventilů nabízí široké spektrum možností a někdy jsou kladeny opravdu velmi vysoké nároky na multifunkčnost těchto regulačních ventilů. Přestože jsou k dispozici sofistikovaná řešení, která vedou ke vhodnému řešení, ne vždy hrají místní podmínky na notu provozovatelům a tak je nutné případně zajistit náhradní zdroj elektrické energie, který je pro takto koncipované regulační ventily nezbytný.

Obecně výhodou membránových regulačních ventilů je jejich obrovská multifunkčnost a tak je dobré myslet i na nouzové stavy, tedy jak se má zařízení „vhodně“ chovat po dobu delšího centrálního výpadku proudu. A v případě větších tlakových pásem je tato obava jistě vygradována i množstvím odběratelů a firem, které jsou velmi závislými na kontinuálních dodávkách pitné vody v normativních parametrech. Jedním z takových lokací, který se tímto problémem již v minulosti dlouho potýkal, je město České Budějovice. Zde provozovatel používal delší dobu membránové regulační ventily na klíčových uzlech do města, nicméně bohužel bez zohlednění právě dlouhodobějšího výpadku proudu zvaného jako BLACKOUT. Pokud tento stav nastal, stávající regulační ventil neuměl správně změnit nastavení a tím pádem vznikaly provozovateli jisté nekomfortní provozní stavy, které chtěl zásadně vyřešit a zlepšit.

Provozovatel Čevak a.s. České Budějovice tuto problematiku velmi odpovědně řešil již delší dobu. Obavy z rizika plynoucího z Blackoutu, přivedly vedoucího provozu pana Františka Vazače k myšlence, jak v případě uskutečnění černého scénáře při reálném výpadku neohrozit plynulé zásobování města pitnou vodou. Bylo vytipováno šest strategických redukčních/regulačních šachet jako nejdůležitější předávací body pro transport pitné vody směrem do této aglomerace. V každé šachtě byl posouzen stávající regulační ventil a nahrazen ventilem CLA-VAL téže dimenze, ovšem již s výbavou pro režim Blackout a větším hydraulickým koeficientem průtočnosti. Vše proběhlo s maximální akceptací stávajícího stylu řízení pomocí firmy GDF. Nově navržené regulační ventily byly vybaveny třemi elektromagnetickými ventily (původní regulační ventily měly vždy jen po dvou elektromagnetických ventilech) a principiálně se jedná o to, že řídící okruh, který slouží pouze pro řízení po dobu aktivace Blackout, je zcela izolovaný od řízení dle GDF. Díky našemu řešení se již provozovatel Blackoutu nemusí obávat.

Tato koncepce řešení má dvě výhody:

• První je z pohledu servisního a také obsluhy – zde je možno provádět jakékoliv servisní úkony bez ovlivnění klasické regulace PLC automatem, tento řídící okruh je kromě třetího elektromagnetického ventilu (který je trvale pod napětím zablokován v uzavřené poloze) také vybaven samostatnými kulovými kohouty s barevným odlišením proti klasickému řízení dle PLC automatu.
• Druhou výhodou je „jednoduchost a spolehlivost“ tohoto řízení, které lze využívat opravdu dostatečně dlouhou dobu, aby se mohl provozovatel zaměřit a uvolnit energii na „krizovější“ místa v daném tlakovém pásmu.

Jako řešení byl zvolen mnoho let osvědčený  způsob jednostupňové redukce tlaku, která díky své citlivosti a přesnosti řízení plně postačuje dané tlakové pásmo zásobovat po celou dobu aktivního režimu Blackout. V principu tedy v okamžiku výpadku proudu a tedy náběhu režimu Blackout dojde k deaktivaci řízení dle PLC automatu GDF a k automatickému odblokování třetího elektromagnetického ventilu a tím tedy řízení na jednostupňovou redukci tlaku s vhodnou citlivostí regulace tlaku. Tento způsob řízení je pak zcela nezávislý na elektrické energii!

Ukázka první instalace dvou regulačních ventilů na šachtě Jubilejní a Nemanická

Jedná se o pilotní projekt, obě dvě redukční šachty jsou umístěny relativně blízko sebe a slouží pro zásobování vnitřní části města. Tlaková dispozice šachet je taková, že výstupní tlaky z těchto redukčních šachet míří proti sobě, takže jsou ventily nastaveny tak, aby se navzájem nepřetlakovaly a zásobovaly pásmo rovnoměrně. Jelikož obě šachty jsou každá v jiné nadmořské výšce, byl použit pro každý regulační ventil jiný typ pružiny. Celé zařízení pak bylo úspěšně uvedeno do provozu a po spolehlivém 6měsíčním provozu bylo přistoupeno k instalaci dalších ještě důležitějších regulačních uzlů.

Největší regulační ventil na šachtě Litvínovická

Vstupní tlak je cca. 7,0 bar a výstupní je naprogramován dle PLC automatu od 4,5 -5,2 bar. Schéma vizualizace šachty:

Jelikož se jedná o největší redukční ventil v tomto městě, bylo provedeno uvedení do provozu za asistence techniků fy. HUTIRA v nočních hodinách. Najetí tohoto redukčního ventilu proběhlo hladce bez zásahů do systému GDF. Redukční ventil je v plnoprůtočné verzi DN 300 a maximální průtok redukčním / regulačním ventilem CLA-VAL je dle odběru cca. 100 l/s.

Osazení dalšího ventilu na šachtě Švábův Hrádek

Zde je situace tlaků / odběrů poněkud odlišná než na Litvínovické šachtě, protože požadovaný výstupní tlak jen mezi 0,02-0,07 MPa, Švábův hrádek je totiž nejvyšší kopec na levém břehu Vltavy. Právě protože je požadovaný výstupní tlak blízký 0,5 atm, je důležité, aby jeho hodnota byla co nejvíce stabilní, to v případě takto malého výstupního tlaku zajišťuje měkčí typ pružiny a pozvolnější reakce hlavního ventilu. Aby bylo dosaženo co nejvěrnější reakce s předchozím regulačním ventilem, byl zvolen jiný typ elektromagnetických ventilů, který nabízí menší průměr clony, a tedy pozvolnější vypouštění / napouštění komory hlavního ventilu. Jako rezerva k tomuto regulačnímu ventilu CLA-VAL slouží již historicky osazený ventil HAWIDO.

Schéma vizualizace šachty:

Opět byl použit plnoprůtočný typ regulačního membránového ventilu, nyní  DN 200. Osazení v objektu Švábův Hrádek poukázalo na důležitost osazení kvalitního automatického odvzdušňovacího ventilu na výstupní straně redukčního / regulačního ventilu. Souběh s ventilem HAWIDO se neuvažuje a tento jednostupňový tlakově redukční ventil funguje pouze jako záloha v případě pravidelného servisu na regulačním ventilu CLA-VAL.

Protože žijeme v době mírně řečeno závislé na zdrojích energie elektrické, je dobré s touto skutečností počítat a vždy dopředu zinscenovat nejhorší možné scénáře, které mohou prakticky nastat. Jakmile si popíšeme, co nejhoršího by se mohlo stát, kdyby …. pak můžeme začít vytvářet protiopatření, která nám zajistí takové stavy, kterou budou akceptovatelné i s případným dodržením určitých „speciálních“ podmínek, např. manipulací na síti atd. Situace a stavy BLACKOUT nabývají v poslední době poměrně výrazných obrysů a je nutné být na tuto dobu připraveni. Díky aplikaci membránových redukčních ventilů v Českých Budějovicích bylo dosaženo akceptovatelných podmínek pro provoz a také celkově vyšší bezpečnosti provozované vodovodní sítě. Je důležité zvolit a pak také použít takové řešení, které má co největší spolehlivost a zdárně vydrží fungovat celá desetiletí. To bylo také naším cílem v tomto projektu, a přestože je celá instalace regulačních uzlů ještě poměrně mladá, očekáváme že bude pro provoz velkým přínosem a zajistí tak provozovatelům klidný noční režim.