KSB Canada завершает проект по замене высоконапорного насоса Lake Huron

Однако в 2017 году система первичного водоснабжения озера Гурон (LHPWSS) объявила об исследовании энергетического аудита и оптимизации насосов, которое выявило значительные возможности для экономии энергии и оптимизации работы насосов для насосной станции.

Результатом этого исследования стала модификация первоначальной конфигурации с пятью насосами на насосной станции и замена ее конфигурацией с шестью насосами. Это включало в себя удаление трех из первоначальных 50-летних насосов мощностью 3000 л.с. (2237 кВт) и замену их четырьмя насосами большой высоты от KSB. С новыми насосами, работающими по своей рабочей характеристике, можно добиться значительной экономии энергии. Как субъект, подключенный к передаче электроэнергии, LHPWSS имел право в рамках Программы промышленного ускорения (IEP) Независимого оператора электроэнергетических систем (IESO) на финансовые стимулы для соответствующих проектов энергоэффективности.

Заявки подали четыре международных производителя насосов, но заявка KSB Canada выделялась среди прочих. Несмотря на то, что это были самые высокие капитальные затраты на значительную сумму, представление KSB фактически предлагало самую низкую общую ожидаемую стоимость жизненного цикла за 25 лет. Это стало возможным благодаря впечатляющей энергоэффективности и творческому решению KSB, предложившему один тип для всех четырех насосов (больших и малых). Это уменьшило потребность в запасных частях, что, в свою очередь, снизило стоимость жизненного цикла и обеспечило гибкость для легкого увеличения производительности насоса в будущем. поскольку спрос продолжает расти. Контракт был присужден компании KSB Canada, которая приступила к проектным и консультационным работам в 2019 году. Производство насосов началось в 2020 году, а обновленная насосная станция полностью введена в эксплуатацию в августе 2022 года.

Система первичного водоснабжения озера Гурон
Расположенный на юго-западе Онтарио, вдоль коридора Квебек-Сити-Винзор, Лондон представляет собой интересный город, так как он получает воду из озер Гурон и Эри. Региональный отдел водоснабжения лондонского Сити (RWS) прикомандирован к региональным советам по водным ресурсам и отвечает за две основные системы водоснабжения, а именно LHPWSS и систему первичного водоснабжения района Элгин (EAPWSS). LHPWSS обслуживает муниципалитеты Лондона, Лэмбтон-Шорс, Северный Миддлсекс, Южный Гурон, Блууотер, Миддлсекс-центр, Лукан-Биддульф и Стратрой-Карадок с водоочистной станции, расположенной к северу от деревни Гранд-Бенд в Южном Гуроне. Завод имеет текущую мощность очистки 340 миллионов литров в день (75 миллионов имперских галлонов в день) и обслуживает население города с населением около 420 000 человек в восьми муниципалитетах, включая 80% лондонского Сити.

Насосная станция изначально была спроектирована для одного трубопровода, но позже, в 1996 и 2014 годах, RWS частично объединила 47-километровый магистральный трубопровод с конечным резервуаром, в результате чего насосы больше не работали по своей кривой. «По прошествии почти 50 лет существующие насосы стали неэффективными, а на рабочих колесах появились признаки точечной коррозии. Чтобы поддерживать их в рабочем состоянии, требовалось постоянное техническое обслуживание, потому что они работали не по графику», — сообщает Билли Хакландер, менеджер программы капиталовложений, LH&EAPWSS.

Выбор насоса
Чтобы предоставить LHPWSS максимальную гибкость при выборе насосов, четырем поставщикам насосов было предложено подать отдельные заявки на малые и большие насосы и определить кредит, если LH&EAPWSS решит поставить как малые, так и большие насосы у тот же поставщик. В заявке KSB было предложено творческое решение с использованием только одного типа для всех четырех насосов, при этом различались только рабочие колеса и двигатели в соответствии с размером насоса. Опорные плиты для каждого насоса были одинакового размера. Гибкость, предлагаемая KSB, позволила скорректировать капитальные затраты в его предложении с учетом меньшего количества запасных частей и, таким образом, сэкономить для клиента.

Существенным преимуществом предложения, сделанного KSB, было то, что в меньших насосах использовались корпуса и опорные плиты того же размера, что и в двух больших насосах, они разработали возможность увеличить размер насоса за счет установки более крупных импеллеров и двигателей в будущем. Это можно сделать на месте без проведения каких-либо строительных работ. Таким образом, если потребность в увеличении подачи воды возрастает, ее можно удовлетворить с минимальными затратами и нарушением работы завода.

После 25-летнего анализа стоимости жизненного цикла с учетом капитальных затрат, энергопотребления и затрат на техническое обслуживание, проведенного AECOM Canada, консультантом LH&EAPWSS, контракт был заключен с KSB. Учитывая, что насосы, предложенные KSB, соответствовали техническим требованиям и предлагали самую низкую общую предполагаемую стоимость жизненного цикла в течение 25 лет, AECOM и RWS рекомендовали принять предложение KSB.

Проблемы установки
«Одним из ограничений, которые мы должны были принять во внимание при оценке проекта участников торгов, была способность соответствовать доступному пространству в существующем насосном зале», — объясняет Маркус Хендерсон, национальный операционный менеджер KSB. «Поскольку это была существующая установка, было очень мало места для работы, и ключевым ограничением было то, что существующие насосы имели конфигурацию с нижним всасыванием. Обычно конфигурация установки горизонтальных насосов с разъемным корпусом является линейной, при этом всасывание и нагнетание проходят в одном направлении. Это означало, что нам нужно было найти решение для включения нижнего всасывания. Нам пришлось выполнить некоторую работу по шаблону, чтобы включить существующую систему трубопроводов, что позволило нам решить проблему».

«Конечный объем проекта включал поставку четырех насосов с горизонтальным разъемным корпусом с нижним всасыванием, системы контроля вибрации и выпрямителей потока (золотников для кондиционирования всасывания) для распределения питьевой воды (водоснабжение)», — сообщает Маркус Хендерсон. «Кроме того, частью контракта была поставка двух электродвигателей TECO мощностью 1494 кВт/2000 л.с. при 1200 об/мин, 4160 В/3 фазы/60 Гц и двух электродвигателей TECO мощностью 2611 кВт/3500 л.с. при 1200 об/мин, 4160 В/3 фазы/60 Гц. Мы также отвечали за торсионный и поперечный анализ насосных агрегатов, запуск на месте и услуги по вводу в эксплуатацию».

Насосы завода рассчитаны на производительность 1158 л/с, и каждый из нагнетательных трубопроводов насосов оснащен обратным клапаном с наклонным диском диаметром 500 мм, а также шаровым клапаном с металлическим седлом диаметром 500 мм, оснащенным электроприводом с электроприводом. ВОС имеет два гидропневматических резервуара, каждый вместимостью 580 м³, для переходной защиты 47-километровой частично сдвоенной системы распределения воды диаметром 1200 мм.

Указаны насосы:

2 x RDLO 500-835 B SC G O BS
<ул>

2 x RDLO 500-835 A SC G O BS
<ул>

Насосы RDLO
Насосы RDLO, проверенные во многих системах водоснабжения по всему миру, были признаны более чем способными удовлетворить конкретные требования заказчика. Одноступенчатые спиральные насосы KSB RDLO с осевым разъемом были разработаны специально для перекачки сырой воды, чистой воды, технической воды и транспортных жидкостей с минимальным сопротивлением потоку. В результате они снижают затраты на энергию и жизненный цикл систем, в которых они установлены. Они также отвечают двойным требованиям надежности и высокой доступности. Надежность достигается за счет того, что половинки корпуса уплотнены сплошными разъемными фланцами корпуса в верхней и нижней частях корпуса, а высокая эксплуатационная готовность достигается за счет использования подшипников большого размера и высококачественных уплотнений вала. Плавность хода всегда обеспечивается благодаря оптимизированному по потоку, безвихревому впускному колену и жесткому валу с коротким пролетом подшипника. Поскольку вал полностью герметичен и не имеет ступеней/резьбы в смачиваемой зоне, RDLO обеспечивает надежную передачу мощности.

Сочетание массивных подшипниковых опор, короткого и жесткого вала и предварительно нагруженных подшипников гарантирует низкий уровень вибрации и увеличенный срок службы подшипников, уплотнений и муфты. Насосы с осевым разъемом корпуса упрощают процедуры технического обслуживания, обеспечивая свободный доступ ко всем частям для тщательного осмотра. Привод может быть расположен как слева, так и справа от насоса без необходимости в дополнительных деталях или модификации корпуса. «Два насоса подключены к двигателям мощностью до 3500 л.с., а два других – к двигателям мощностью 2500 л.с. Это основные насосы, снабжающие питьевой водой всю КСВС, многие потребители которой находятся на расстоянии более 50 км, поэтому они потребляют большое количество энергии. Такие незначительные усовершенствования могут повысить эффективность на один или два процента, но они приносят большие деньги, если учесть общий размер завода», — комментирует Маркус Хендерсон.

Установка
«Поскольку насосы модернизировались в исходных помещениях, во время установки необходимо было запустить установку на половинной мощности с одной стороны трансмиссии», — объясняет Билли Хакландер. «Поскольку на заводе уже был запасной отсек, его можно было использовать для установки первого насоса. Процедура включала запуск насосов 1, 2 и 3 во время установки насосов 5 и 6. После того, как эти насосы были протестированы, и мы были довольны их работой, процедура переключилась на работающие насосы 4, 5 и 6, в то время как насосы 1, 2 и 3 устанавливались».

Внедрение новых насосов дало возможность модернизировать запорные клапаны. Исторически сложилось так, что отсутствие запорных клапанов на существующих насосах требовало полной изоляции половины щита нагнетательного коллектора (три насоса) для облегчения ремонта одного насоса, что фактически ограничивало производительность насоса до половины его номинальной производительности. . Выбор комбинированного регулирующего/обратного клапана для замены двух клапанов на каждом нагнетании насоса означал, что каждый насос будет иметь специальный запорный клапан для каждого нагнетания насоса. Запорные клапаны на нагнетании каждого насоса обеспечивают полную изоляцию комбинированного клапана и насоса высокого напора в целях технического обслуживания и ремонта.

Эффективность насоса
Важным элементом проекта была проблема энергосбережения насосов, которая включала заводские приемочные испытания на заводе KSB в Галле в Германии. Хендерсон объясняет: «Заводские испытания включали поставку одного двигателя каждого размера на наш завод и их соединение с насосами для проведения испытаний и регистрации общей производительности насоса. Двигатели также прошли типовые испытания при полной нагрузке в соответствии со стандартом IEEE, чтобы определить КПД двигателя». Он продолжает: «Мы взяли заводскую общую мощность и данные с завода по производству двигателей, чтобы определить эффективность насоса. В этом проекте были предусмотрены строгие санкции в отношении гарантий производительности, поэтому, если мы не сможем выполнить данные гарантии эффективности, KSB будет обязана выплатить LHPWSS разницу в стоимости поставленной энергии и тех, которые были гарантированы в течение срока службы».

«Стоит отметить, что когда проводились испытания насосов, они должны были быть на оголенных внутренних компонентах. Покрытия наносились только после испытаний, так что это была настоящая проверка эффективности насосов. Учитывая, что покрытие может повысить эффективность на один-два процента, мы столкнулись с трудными условиями».

Заключение
«Замена пятидесятилетних высоконапорных насосов на водоочистной станции озера Гурон приведет к значительной экономии энергии и оптимизации работы насосов. Сложности этого крупного инфраструктурного проекта включают установку двух насосов мощностью 2000 л.с./1494 кВт и двух насосов мощностью 3500 л.с./2611 кВт и связанных с ними комбинированных регулирующих и запорных клапанов, а также центра управления двигателями среднего напряжения, и все это при поддержании снабжения региональных потребителей коммунального предприятия. — говорит Билли Хакландер.

«Работа с KSB и другими поставщиками во время глобальной пандемии вызвала непредвиденные трудности, но я был поражен тем, насколько хорошо прошел проект. Сотрудники KSB в Канаде смогли настроить и внедрить программу приемочных испытаний на виртуальной площадке, а их инженеры на заводе в Галле в Германии великолепно предоставили информацию по запросу. KSB была на переднем крае, сделав этот проект успешным, и их сотрудничество с ключевыми игроками, в частности, с Кенайданом, заключило контракт с генеральным подрядчиком, ответственным за установку насосов и механические аспекты проекта, а также за надзором за установкой электрических компонентов их электрическими компонентами. -подрядчик Selectra получил высокую оценку», - комментирует Билли Хакландер.

Маркус Хендерсон объясняет: «Одним из положительных моментов этого проекта было то, что мы смогли реализовать запланированную роль постоянной группы ввода в эксплуатацию. По мере того, как проекты становятся все более сложными и растягиваются на более длительные периоды времени, возникает потребность в большей согласованности, и с помощью этой новой разработки мы можем предоставить интегрированный ресурс, постоянно доступный для наших клиентов».