Aggiornamento di un’installazione di pompe di 100 anni a New Orleans
Le nuove pompe da 18 tonnellate rappresentavano una notevole sfida di installazione. (Fonte immagine: Sulzer)
Trovare la pompa giusta per un'applicazione può essere una vera sfida, soprattutto quando l'edificio presenta diversi vincoli e c'è un'alimentazione elettrica insolita. Sulzer ha accettato questa sfida a New Orleans e ha aggiornato un'installazione quasi antica con le ultime novità in termini di efficienza e affidabilità di pompaggio.
Gestita dal Sewerage and Water Board di New Orleans (SWBNO), la Oak Street Intake Pump Station è un collegamento fondamentale nella rete di approvvigionamento idrico della città. La stazione è una delle due strutture che attingono l'acqua dal fiume Mississippi e la trasferiscono per il trattamento e la distribuzione successiva alle case e alle aziende in tutta la città. Costruite negli anni '20, le tre pompe principali della stazione possono erogare ciascuna fino a 80 milioni di galloni (363'000 m³) di acqua al giorno.
Sfide uniche
Dopo quasi un secolo di servizio, le pompe originali della stazione stavano diventando inaffidabili e l'approvvigionamento di pezzi di ricambio era sempre più difficile. Nell'ambito di un programma pluriennale per migliorare le prestazioni e la resilienza del sistema idrico della città sulla scia dell'uragano Katrina, SWBNO ha lanciato un progetto per aggiornare la struttura di Oak Street e sostituire le sue pompe.
Il lavoro è stato insolitamente impegnativo perché la stazione di pompaggio di Oak Street è iscritta al registro storico nazionale e tutti i lavori dovevano essere completati senza modifiche al tessuto dell'edificio. Dopo una lunga ricerca di pompe sostitutive, SWBNO ha scoperto che solo Sulzer era in grado di fornire un progetto con capacità sufficiente che si adattasse all'ingombro delle unità originali.
Gli specialisti di ingegneria di Sulzer hanno collaborato con l'appaltatore principale del progetto per completare la progettazione dettagliata dell'installazione. Il software di fluidodinamica computazionale è stato utilizzato per creare una configurazione di tubazioni che assicurasse condizioni di flusso ottimali sia a monte che a valle delle nuove pompe.
Design su misura
Sebbene le pompe SMDV 1000-1030A siano un prodotto standard, le unità destinate a New Orleans dovevano essere personalizzate per soddisfare i requisiti del progetto. Quando è iniziata la ristrutturazione del sito di Oak Street, gli esperti di pompe Sulzer negli Stati Uniti, in Svizzera e in Cina hanno iniziato a progettare e costruire le pompe a singolo stadio, doppia aspirazione, a divisione assiale e le loro apparecchiature ausiliarie.
Le tre pompe sono state prodotte nello stabilimento di Sulzer a Dalian, in Cina, insieme ai grandi alberi cardanici necessari per portare l'alimentazione dai motori a livello del suolo alle pompe, che sarebbero installate nel seminterrato dell'edificio. Sono stati quindi spediti allo stabilimento di Sulzer di Portland negli Stati Uniti, dove ogni unità è stata assemblata e testata per 96 ore prima dell'installazione.
Una delle principali sfide in questo processo è stata la necessità di fornire grandi motori da 1.000 HP (750 kW) che funzionassero correttamente utilizzando l'insolito alimentatore in loco a 25 Hz della struttura di Oak Street. Poiché la maggior parte dei motori negli Stati Uniti è progettata intorno a un'alimentazione a 60 Hz, nessuna unità standard fornirebbe la giusta combinazione di potenza e velocità.
Alla fine, gli ingegneri Sulzer hanno risolto il problema con un piccolo pensiero laterale. Hanno trovato un design del motore che poteva essere avvolto per funzionare a 500 rpm da un'alimentazione a 25 Hz, circa il 25% più veloce della velocità di progetto delle pompe. Quindi hanno modificato la girante su ciascuna pompa per consentirle di erogare la portata e la prevalenza richieste alla velocità più elevata.
Sfide di installazione
L'installazione della nuova attrezzatura ha richiesto ulteriore creatività. Ogni Sulzer SMD 1000-1030 pesa 18 tonnellate (16,3 tonnellate) e le pompe, i motori e gli stand dovevano entrare nell'edificio di Oak Street attraverso una porta quadrata di 10,5 piedi (3,2 m). All'interno, le travi strutturali in calcestruzzo hanno reso impossibile l'utilizzo di un design convenzionale del supporto del motore.
Gli ingegneri Sulzer in Svizzera hanno creato un supporto motore speciale per il progetto, che doveva adattarsi all'impronta originale, resistere alle sollecitazioni imposte dal motore ed essere smontato e rimontato all'interno dell'edificio. Il team di installazione si è anche preparato alla possibilità di smantellare le pompe per l'installazione, ma alla fine è stato in grado di manovrare le macchine attraverso la porta utilizzando due gru, con solo mezzo pollice di spazio libero.
Con i lavori sulla stazione di pompaggio di Oak Street ora in gran parte completati, le nuove pompe Sulzer sono state testate in loco e sono pronte per l'inizio ufficiale del funzionamento. Le nuove unità dovrebbero fornire miglioramenti dell'affidabilità tanto necessari per una parte vitale dell'infrastruttura idrica di New Orleans e, grazie alla moderna tecnologia VFD, forniranno allo SWBNO anche utili risparmi energetici.
Fonte: Sulzer Ltd.
