Versorger First Utility District of Knox County führt Drucküberwachung ein und steigert damit Betriebssicherheit und Effizienz

Starkes Wachstum, komplexe Hydraulik und steigende Kundenerwartungen prägen seit mehr als einem Jahrzehnt die betrieblichen Prioritäten von First Utility District. Unter der Leitung von Geschäftsführer Bruce Giles konzentriert sich der Versorger auf diszipliniertes Finanzmanagement, Mitarbeiterengagement und den praktischen Einsatz von Technologie, um die Effizienz und Resilienz zu steigern. Dabei spielt die langjährige Partnerschaft mit Badger Meter eine zentrale Rolle.

Eine Grundlage aus Vertrauen und Messgenauigkeit

Als Giles vor 15 Jahren zu FUD kam, bestand bereits eine etablierte Beziehung zwischen dem Versorger und Badger Meter. Und diese Kontinuität hat sich ausgezahlt.

„Ich habe ein wirklich gutes System übernommen“, so Giles. „Badger Meter hat uns bei Wasserverlusten, Forderungsausfällen und anderen betrieblichen Problemen geholfen, die wir inzwischen geklärt haben.“

Alle privaten und großen gewerblichen Wasserzähler im System stammen heute von Badger Meter, wobei die automatische Zählerablesung (AMR) es FUD ermöglicht, äußerst effizient zu arbeiten. Tatsächlich benötigt das Unternehmen seit einigen Jahren nur noch einen einzigen Ableser für rund 38.000 Zähler, sodass sich die Mitarbeiter auf wertschöpfendere Aufgaben konzentrieren können.

Diese betriebliche Effizienz hat sich unmittelbar in messbaren Ergebnissen niedergeschlagen. So liegen die Wasserverluste (Non-Revenue Water, NRW) von FUD durchweg unter 11 %.

„Bei 45.000 Anschlüssen gibt es praktisch keine Sperrungen wegen Zahlungsverzugs“, stellt Giles fest und fügt an, dass die Mitarbeiter dank der Technologie weniger Zeit für die Verwaltung aufwenden müssen und nun wieder mehr Zeit für den Kundenservice und die Optimierung der Systemleistung haben.

Ein schwerwiegender Wasserrohrbruch war für das FUD-Team der Auslöser, sich mit Tools für die Drucküberwachung zu befassen.

Drucktransienten: einem Phantom auf der Spur

Trotz aussagekräftiger Messdaten und ausgereifter Verfahren im Anlagenmanagement waren Drucktransienten für FUD nur schwer zu fassen. Wie viele andere Versorger auch, verließ man sich auf SCADA-basierte Druckdaten, denen jedoch die erforderliche Auflösung fehlte, um auch kurzzeitige Druckstöße zu erkennen.

Dieses Datendefizit ließ sich nach einem katastrophalen Wasserrohrbruch kurz vor Weihnachten nicht mehr ignorieren. „Wenn mein Telefon morgens um vier Uhr klingelt, haben wir ein echtes Problem, und so war es auch“, erinnert sich Giles. Der Bruch betraf eine Hauptleitung mit 50,8 cm Durchmesser und erforderte letztlich eine Notfallreparatur, die FUD 2 Millionen Dollar kostete. Zwar konnte der Versorger einen Druckabfall im System verhindern, der eine Abkochanweisung für Trinkwasser erforderlich gemacht hätte, doch unterstrich das Ereignis die Notwendigkeit besserer Prognosetools.

Als Reaktion darauf begann FUD, gemeinsam mit Badger Meter eine hochauflösende Drucküberwachung zu implementieren. Dabei kamen PIPEMINDER-ONE Drucksensoren sowie Telog^® Hydranten-Druckaufzeichnungsgeräte für die mobile Erfassung zum Einsatz. Das Ziel bestand nicht darin, bestehende Systeme zu ersetzen, sondern sie durch detailliertere Daten zu ergänzen, um Einblicke in den Zustand und die Leistung der Anlagen zu gewinnen. Die Vorteile gingen dabei aber über die Trinkwasserinfrastruktur hinaus. So half die Überwachung von Abwasser-Druckleitungen dem Versorger, die Pumpenleistung zu bewerten, Probleme mit Rückschlagventilen zu identifizieren und Zustände zu erkennen, die den Verschleiß der Rohre beschleunigen könnten. FUD arbeitete außerdem mit den Hydraulik-Experten von Badger Meter zusammen, um die Daten zu interpretieren und Prognosemodelle zu erstellen.

Die in Zähler- und Druckschächten installierten PIPEMINDER Sensoren erweitern die Überwachungsreichweite im gesamten System von FUD, während die Hydranten-Druckaufzeichnungsgeräte und Impulsmonitore von Telog Datenlücken zwischen den SCADA-Stationen schließen.

Hochauflösende Daten in Erkenntnisse verwandeln

Strategisch an wichtigen Hauptleitungen, Pumpstationen und Abwasserhebestationen platziert, erfassen die PIPEMINDER Sensoren Druckdaten mit einer Frequenz von 128 Messungen pro Sekunde. Dadurch werden Druckereignisse sichtbar, die in den herkömmlichen Betriebsdaten des SCADA-Systems des Bezirks bisher nicht erkennbar waren.

In einem Fall deuteten die SCADA-Daten auf eine relativ geringe Schwankung von 1,1 bar hin. Die hochauflösende Überwachung erfasste jedoch einen kurzzeitigen Druckstoß von über 20,7 bar, der durch eine Strömungsumkehr zwischen Druckzonen ausgelöst worden war. Mit diesen Erkenntnissen konnte FUD gezielte betriebliche Änderungen vornehmen, um eine Wiederholung zu verhindern.

Dank der GIS-Kompatibilität des Telog-Geräts können Versorger auf einen Standort auf der Karte klicken und die Druckkurve für das jeweilige Gerät anzeigen.

Die Vorteile gingen aber über die Trinkwasserinfrastruktur hinaus. Die Überwachung von Abwasser-Druckleitungen half dem Versorger, die Pumpenleistung zu bewerten, Probleme mit Rückschlagventilen zu identifizieren und Zustände zu erkennen, die den Verschleiß der Rohre beschleunigen könnten. FUD arbeitete außerdem mit den Hydraulik-Experten von Badger Meter zusammen, um die Daten zu interpretieren und Prognosemodelle zu erstellen.

Schutz von Anlagen und Risikomanagement

Ein unerwartetes, aber wertvolles Ergebnis des Drucküberwachungsprogramms ist die Möglichkeit, im Zusammenhang mit Schadensersatzforderungen von Kunden relevante Systemzustände zu überprüfen. In einem viel beachteten Fall, bei dem es um einen Schaden an einer Steigleitung eines Bürogebäudes ging, konnte FUD schlüssig nachweisen, dass während des Vorfalls im Versorgungssystem kein Druckstoß aufgetreten war.

„Sie waren sich sicher, dass die Schuld [für den Wasserschaden am Gebäude] beim Versorger lag“, erklärt Giles, doch FUD konnte Daten vorlegen, die eindeutig belegten, dass das nicht der Fall war.

Allgemeiner betrachtet hat FUD im Laufe der Zeit eine messbare Verringerung der Schwankungsintensität festgestellt, was dazu beiträgt, die Lebensdauer der Anlagen zu verlängern und Investitionsvorhaben zu priorisieren. In einigen Fällen rechtfertigten hochauflösende Daten die Installation von Überdruckschutzvorrichtungen. In anderen Fällen ermöglichte es dem Versorger, Projekte aufzuschieben oder deren Umfang zu reduzieren, wie beispielsweise bei neuen Pumpstationen den Durchmesser der Druckleitungen zu verringern.

Ein Bruch in einer Verteilungsleitung führte dazu, dass sich zwei der Wassertanks des Versorgers fast sofort leerten. Die Reparatur dieses Rohrbruchs hatte zur Folge, dass die Hälfte des Versorgungsgebiets stundenlang ohne Wasser war, und kostete den Versorger im Jahr 2016 200.000 Dollar – „eine Summe, die heute kaum noch vorstellbar ist“, sagt Giles.

Rohrbrüche und deren Reparatur können zu Versorgungsunterbrechungen für die Bürger und hohen Reparaturkosten für die Versorgungsbezirke führen.

„Wenn wir unser System so weit stabilisieren können – und ich glaube, das haben wir geschafft –, dass sich [schwerwiegende] Rohrbrüche vermeiden lassen, haben sich die Geräte schon um ein Vielfaches bezahlt gemacht“, so Giles.

Was kommt als Nächstes für FUD?

Mit Blick auf die Zukunft plant First Utility District, die Drucküberwachung in seinem gesamten Abwassersystem weiter auszubauen, insbesondere in Bereichen mit alternder oder korrosionsanfälliger Infrastruktur. Der Versorger evaluiert zudem weitere Online-Überwachungstechnologien, um die

Effizienz der Kläranlagen zu verbessern und die langfristige Kapazitätsplanung zu unterstützen. Bei all diesen Bemühungen bleibt die Philosophie von FUD unverändert: Technologie muss zu Maßnahmen führen. „Technologie ist super“, so Giles abschließend „aber nur, wenn man die durch sie gewonnenen Daten und Informationen tatsächlich nutzt.“

Durch die Kombination von Mess- und Überwachungstechnologien mit einer disziplinierten, menschenzentrierten Vorgehensweise hat sich First Utility District ein System geschaffen, das nicht nur effizient, sondern auch robust und zukunftsfähig ist.