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無料計算ツールを入手descriptionホワイトペーパー — Halogen Systems Inc.およびSensus（Xylem）
水齢の問題を解決
AMIと水質センサーを活用
MP5-Aで試験。現行モデルはMP-5Fです。
ジョージア州Gainesville市は、Halogen MP5-AセンサーをSensus FlexNet AMIインフラに統合し、遠隔地の末端管路で必要に応じた自動洗浄を実現しました。センサーは184 PSIで6か月間連続運転し、稼働率は99.875%でした。保守、校正、保守訪問はありませんでした。
本論文は統合構成、設置方法、データの流れ、運用結果を文書化し、時間ベースから状態ベースの配管洗浄へ移行したい水道事業者に、再現可能なモデルを提供します。
試験結果 — ジョージア州Gainesville
99.875%
センサー稼働率
2,200回の測定中、無効な測定値4回
184 PSI
運転圧力
連続運転 — 圧力調整不要
6か月
保守なし
停止時間も予定外の保守訪問もゼロ
15分
データアップロード間隔
Sensus Smart Gateway経由でXylem Data Lakeへ
水の滞留時間の問題
水は配水システムを移動する間に水質が劣化します。水が浄水場を出てから顧客に届くまでの時間である滞留時間は、消毒剤残留濃度の低下と直接的な相関があります。適切に設計されたシステムでも滞留時間の問題は生じ、特に使用量が少なく水の入れ替わりを維持できない末端管路で顕著です。
ゲインズビルは、浄水場から何マイルも離れた農村地域に給水しています。末端管路では水の滞留時間が長くなり、塩素とpHが許容範囲から外れていました。その結果、味や臭いに関する苦情が発生し、水質を回復するために定期的な配管洗浄が必要でした。
手動配管洗浄の問題
自動フラッシングがない場合、バルブや消火栓を手動で開くために作業員を派遣する必要がありました。その結果、作業量の変動、交通、天候、確保できる人員によって実施にばらつきが生じます。場所によっては、1回のフラッシングに最大140,000ガロンが必要です。水質データを開始の判断基準にしなければ、過剰にフラッシングしたり、最適な実施時期を逃したりすることがよくあります。
ゲインズビルが遠隔配管洗浄を構築した方法
ゲインズビルは、遠隔遮断弁を内蔵したSensus ally水道メーターを使用して、遠隔配管洗浄地点を設置しました。より高流量の地点には、ClaValの開閉弁にSensusの2インチOmniメーターを取り付けた新しい自動システムが開発されました。これにより、市は配管洗浄を遠隔制御でき、無収水の追跡に必要な正確な洗浄水量の記録も得られます。
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遠隔制御
Sensus FlexNet AMIを介して配管洗浄箇所を遠隔制御。洗浄の開始や停止のために現場へ車両で出向く必要はありません。
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需要の少ない時間帯へのスケジュール設定
システム圧力への影響を抑えるため、夕方や夜間などの需要が少ない時間帯に、低い流量で長時間の配管洗浄を実施。
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水量の追跡
Sensusの計量により配管洗浄水量の精密な記録が得られ、正確な無収水の把握と継続的な最適化が可能になります。
GainesvilleがHalogen MP5-Aを選んだ理由
以前の需要に応じた配管洗浄試験では、ゲインズビルは遠隔塩素監視にオンラインDPD機器を使用しましたが、不十分だと判断しました。寒い時期にはpHが許容範囲を超えて上昇しました。45日ごとに保守が必要で、機器は氷点下の温度に対応できませんでした。ゲインズビルには、より良いものが必要でした。
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塩素とpHの両方を測定
以前の機器は塩素しか測定できませんでした。Gainesvilleでは寒い時期にpHが許容できない水準まで上昇することがわかり、信頼できる作動条件のロジックには両方の監視が不可欠でした。
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6か月以上保守不要
MP5-Aは少なくとも6か月間、保守も校正も不要でした。以前のDPD装置は45日ごとに保守が必要でした。
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直接不断水挿入設置
稼働中の配水本管に不断水で直接挿入して設置します。保守を必要とせず氷点下で動作することは、屋外の地下設備室設置で重要な要件です。
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バッテリー動作
遠隔の配管洗浄地点で商用電源を不要にします。低消費電力モードにより、50 AHバッテリーの1回の充電で最大6か月動作できます。
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排水流ゼロ
採水配管や排水は不要です。年間最大140,000ガロンを排水する機器と比べ、無収水を最小化します。
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作動条件ロジックに十分な分解能
Gainesvilleの運転員が定めたしきい値である、塩素が0.35 ppmに低下したとき、またはpHが8.9に上昇したときに、確実に配管洗浄を開始できる十分な分解能を提供します。
統合アーキテクチャ
Halogen MP5-Aインターフェースは、50 AHの充電で最大6か月のバッテリー運転を実現する低消費電力モードに対応します。4系統の4-20 mA出力をSensus Smart Gatewayに接続し、Xylem Data Lake Dashboardへデータを送信します。Smart Gatewayが15分ごとにデータアップロードを開始します。
不断水挿入による設置
試験現場では、配管の深さとサイズのため地下設備室内設置を採用しました。センサーは、運転中の配管に従来の不断水穿孔装置を使って設置し、停止は不要です。
- check_circle最初に分水栓を設置
- check_circle流水中に挿入されたHalogenセンサーアセンブリ
- check_circle採水ポートにより、携帯型比色計で校正を確認できます
- check_circle一体型の取り外しアセンブリにより、本管を停止せずにセンサーを保守できます
第2世代センサーインターフェース
試験導入のフィードバックに基づき、Halogenはいくつかの改善を加えた次世代インターフェースを導入しました。
- check_circle現場での校正確認用Bluetoothモバイルアプリ
- check_circle最大100 AHの電池用IP68電池筐体
- check_circleソーラーパネル接続を標準装備
- check_circle4パラメータを確実に送信するための、Smart Gatewayの2つの独立したトリガー
データが示したこと
滞留時間とともに塩素が低下し、配管洗浄後に回復
Xylem Data Lakeのデータは、末端区間で水の滞留時間が長くなるにつれて塩素濃度が低下し、各配管洗浄の直後に回復することを明確に示しました。このパターンは一貫して明瞭であり、配管洗浄を開始すべき状態を検出するのに、センサーの分解能が十分であることを裏付けました。
特に寒い時期にpHが上昇
pHは滞留時間とともに徐々に上昇し、配管洗浄後に低下しました。この影響は寒い時期に大幅に強くなり、pH監視がトリガーロジックに不可欠であること、また必要に応じた洗浄に移行する前に2パラメータ監視を要求した判断が妥当であることを確認しました。
センサーは試験室試料に良好に追従
Halogenの報告値を、校正済み機器を使用して現場採取した試料の試験室測定値と比較しました。センサーは、設置以来初めてとなる2024年9月の校正後、良好に追従しました。それ以前の偏差は初期校正の整合の重要性を示し、その後の正確さは長期安定性を確認しています。
結論
ジョージア州Gainesville市は結果に満足し、追加のセンサー導入を計画しています。Halogen MP5-AセンサーとSensus FlexNet AMIの組み合わせは、必要に応じた配管洗浄への実用的で拡張可能な道筋を提供します。定時洗浄を状態に応じて作動する洗浄に置き換え、水使用量と現場出動を減らし、文書化された水質データを提供します。
その後、モノクロラミンを二次消毒剤として使用する自治体向けに、遊離塩素とモノクロラミンの両方を測定する新しいセンサー版が発売され、同じ手法がクロラミン処理システムにも拡張されました。