Analyse av lekkasjereduksjon ved trykkstyring : en casestudie av en trykksone i Oslo kommune

Abstract

Leakage of drinking water is a common problem in water supply networks, so the international water environment has seen pressure management as an important contribution in leakage reduction. In the 1990s people have started to use the relationship between pressure and take into account for designing further networks. Today, pressure management is considered to be one of the most important strategies in the fight against leakage problems. This paper is a casebased study and has been done on behalf of the Oslo Water and Sweverage Agency. In this case, the objective is to analyze the reduction potential in leakage using a dynamic flow-modulated control valve for a pressure zone in Oslo. The case also focuses on opportunities for adjusting fixed setting for the existing pressure reducing valve. In order to optimize the control rules in the valves, the case has mapped critical points in the zone. The valves have been set to provide the minimum pressure at the critical point of 20 mVS at maximum consumption. The modeling tool, EPANET, has been used to simulate the pressure leakage ratio in the water supply network. This case has also taken into account three models with with associated leakage exponents. The pressure zone has been observed to have high pressure and there’s potential for pressure reduction. By lowering the fixed setting on the existing valve, the reduction potential in leakage is at least 18 %, which is equivalent to NOK 71 250 in savings. With flow-modulated control valve, the leakage reduction is 25% and a saving of just under NOK 100,000. The financial gain is higher for the increasing leakage exponent, as we highlight in the paper.

Lekkasje av drikkevann er et vanlig problem i vannledningsnettverk, slik at VA-miljøet har sett på trykkforvaltning som et viktig bidrag i lekkasjereduksjon. Siden 1990 har det blitt vanlig å dimensjonere ledningsnett som tar høyde for forholdet mellom trykk og lekkasje. I dag regnes trykkforvaltning som en av de viktigste strategiene i kampen mot lekkasjeproblematikk. Denne oppgaven er casebasert og er gjort på vegne av Oslo Vann- og avløpsetaten. I dette caset er målsettingen å analysere reduksjonspotensialet i lekkasje ved bruk av en dynamisk mengderegulert ventil for en trykksone i Oslo. Caset framlegger har også fokusert på muligheter med permanentstyring for eksisterende ventil. For å kunne optimalisere styringsreglene i ventilen har caset kartlagt kritiske punkter i sonen. Ventilene har blitt innstilt for levere minstetrykket i det kritiske punktet på 20 mVS ved maksforbruk. Modelleringsverktøyet, EPANET, har blitt benyttet for å simulere trykk-lekkasjeforholdet i ledningsnettet. Caset har tatt hensyn til tre modeller med tilhørende lekkasjeeksponenter. For den aktuelle trykksonen har det blitt observert et behov for trykkreduksjon. Permanentstyring har et reduksjonspotensial i lekkasje på minst 18 % som tilsvarer 71 250 kroner i besparelse. Med mengderegulert ventil foreligger det en lekkasjereduksjon med 25 % og en besparelse i underkant av 100 000 kr. Den økonomiske vinningen er høyere for økende lekkasjeeksponent som vi bli belyst i oppgaven.