560kW horizontale onderzeese lange schachtpomp voor een groot wateropvang- en watervoorzieningsproject in Zuidoost-Azië

Dit project bevindt zich in een groot waterreservoir in een tropisch Zuidoost-Aziatisch land en vervult drie cruciale functies: gemeentelijke drinkwatervoorziening, gecentraliseerde irrigatie voor tienduizenden hectare landbouwgrond en industriële suppletiewatervoorziening voor een nabijgelegen industriepark.

Het reservoir wordt beïnvloed door seizoensgebonden neerslagpatronen en ervaart jaarlijks schommelingen in het waterpeil van maximaal 18 meter. Het water bevat seizoensgebonden sediment en waterplanten. Traditionele verticale pompstations worden beperkt door overstromingsrisico's tijdens het overstromingsseizoen, hoge civiele bouwkosten en moeilijke onderhoudsprocedures. Het oorspronkelijke ontwerp van de eigenaar, gebaseerd op verticale pompen met lange as, vereiste een grote installatievoetafdruk en langdurige civiele werkzaamheden, waardoor het onmogelijk werd om aan het gecomprimeerde leveringsschema van het project te voldoen.

Het project vereiste een betrouwbaar waterinlaatsysteem dat een grote en continue stroomsnelheid over lange afstanden naar een waterzuiveringsinstallatie kon leveren. De apparatuur die nodig is om grote variaties in het waterpeil op te vangen, bestand te zijn tegen tropisch warme en vochtige buitenomgevingen, 24 uur per dag continu te werken, het onderhoud te vereenvoudigen en de investeringen in civiele techniek aanzienlijk te verminderen.

Verpompt medium:Oppervlaktewater van het reservoir dat kleine hoeveelheden sediment bevat

Watertemperatuur:22–38°C

Geschat stroomtarief:370 m³/u

Totaal hoofd:310 m (inclusief statische lift, wrijvingsverliezen in pijpleidingen en veiligheidsmarge)

Motorvermogen:560 kW hoogspannings-dompelmotor

Installatietype:Horizontale onderdompelbare lange schachtopstelling gemonteerd op een drijvend inlaatplatform

Bedrijfsmodus:Continu bedrijf het hele jaar door met VFD-snelheidsregeling om zich aan te passen aan seizoensgebonden veranderingen in het waterpeil

Omgevingsomstandigheden:Tropisch klimaat met een luchtvochtigheid van meer dan 85%, frequente regenval en intense blootstelling aan zonlicht

Extreme schommelingen van het waterpeil

Lage waterstanden tijdens droge seizoenen verminderen de onderdompelingsdiepte, terwijl stijgende waterstanden tijdens regenseizoenen conventionele pomphuizen kunnen overstromen.

Watertransport over lange afstanden en hoge eisen

Conventionele meertraps dompelpompen missen stabiliteit onder omstandigheden met ultrahoge opvoerhoogte, terwijl traditionele verticale pompen met lange as last hebben van overmatige aslengte en trillingsproblemen.

Beperkte bouwomstandigheden ter plaatse

Grootschalige civiele constructies onder water waren niet haalbaar en de lokale onderhoudsbronnen waren beperkt, waardoor een eenvoudig te onderhouden pompoplossing nodig was.

Om deze uitdagingen het hoofd te bieden, werd gekozen voor een op maat gemaakte horizontale versie met lange as van de QJ dompelpompserie.

Het gehele pompsamenstel werkt volledig ondergedompeld in een horizontale opstelling. Dankzij het gesegmenteerde modulaire schachtontwerp kan het drijvende pontonplatform stijgen en dalen met veranderende reservoirniveaus, waardoor te allen tijde voldoende onderdompeling van de pomp wordt gegarandeerd.

Dit ontwerp elimineert zuigproblemen tijdens droge seizoenen volledig en voorkomt overstromingen van het pomphuis tijdens regenachtige periodes. Vergeleken met traditionele inlaatconstructies werden de civiele bouwkosten met ongeveer 40% verlaagd, terwijl de installatietijd met bijna 60% werd verkort.

Het hydraulische gedeelte van de 550QJ met grote diameter is voorzien van nauwkeurig op elkaar afgestemde meertrapswaaiers om het nominale debiet van 370 m³/u te bereiken onder een totale opvoerhoogte van 310 meter.

Het geoptimaliseerde hydraulische ontwerp handhaaft een hoog rendement onder zowel laag- als hoogwateromstandigheden door middel van een variabele frequentiewerking, waardoor overbelasting en cavitatierisico's effectief worden vermeden.

Slijtvaste, met nodulair gietijzer bevochtigde componenten gecombineerd met dubbele mechanische afdichtingen van siliciumcarbide bieden uitstekende weerstand tegen sedimentslijtage, waardoor het systeem bijzonder geschikt is voor reservoirs met een hoog sedimentgehalte.

De motor heeft een IP68-beschermingsgraad en een intern circulerend waterkoelsysteem dat betrouwbaar kan werken bij reservoirwatertemperaturen tot 38°C.

Hoge temperatuur- en vochtbestendige isolatiematerialen beschermen de statorwikkelingen tegen tropische vochtigheid en zoute atmosferische omstandigheden.

Geïntegreerde temperatuur-, lekkage- en trillingssensoren maken realtime monitoring van de toestand op afstand mogelijk, waardoor het systeem zeer geschikt is voor onbewaakte overzeese pompstations.

De gesegmenteerde as is voorzien van snelkoppelingen van het flenstype, waardoor er geen grote onderwaterhijsapparatuur nodig is.

Er zijn slechts twee technici nodig om de waaiers en afdichtingscomponenten te vervangen. Het modulaire ontwerp vereenvoudigt ook het vervoer in containers en de snelle montage ter plaatse, waardoor veel voorkomende apparatuurbeperkingen worden aangepakt die men tegenkomt op bouwplaatsen in Zuidoost-Azië.

Om te voldoen aan de lokale 60Hz-voedingsnorm zijn de motorwikkelingen en de schakelkast met variabele frequentie speciaal op maat gemaakt.

• Horizontale pompmontage
• Gesegmenteerde lange schacht
• Onderdompelbare hoogspanningskabels
• Geïntegreerd VFD-besturingssysteem
• Montagebeugels voor zwevend platform
• Accessoires voor bescherming van de waterkwaliteit

Alle apparatuur onderging vóór verzending hydraulische prestatietests, druktests en isolatietests.

Het pompsysteem werd verpakt in gestandaardiseerde exportcontainers en rechtstreeks in de projecthaven afgeleverd. Er werden ook uitgebreide Engelse installatiehandleidingen en buitenlandse technische ondersteuningsdiensten aangeboden.

Ons overzeese technische team assisteerde bij de installatie van drijvende platforms, de positionering van de onderwaterpomp, het uitlijnen van de as, het leggen van waterdichte kabels en de inbedrijfstelling van de VFD.

Het pompstation werd geïntegreerd met het PLC-besturingssysteem van het reservoir, waardoor automatische snelheidsaanpassing op basis van het waterniveau mogelijk was. De pompsnelheid neemt automatisch toe tijdens lage wateromstandigheden om de afvoerhoogte te behouden en neemt af tijdens perioden met hoog water om het energieverbruik te optimaliseren, waardoor een volledig geautomatiseerde, onbeheerde werking wordt bereikt.

Na twaalf maanden ononderbroken werking tijdens zowel regenachtige als droge seizoenen heeft het pompsysteem uitstekende betrouwbaarheid bewezen.

Het systeem handhaaft consequent het nominale debiet van 370 m³/u onder een totale opvoerhoogte van 310 meter, waardoor een ononderbroken gemeentelijke watervoorziening, landbouwirrigatie en industriële watervoorziening wordt gegarandeerd.

Vergeleken met het oorspronkelijk voorgestelde verticale pompstation verminderde de horizontale onderwateroplossing, gecombineerd met variabele frequentieregeling, het totale energieverbruik met ongeveer 18%.

De onderhoudsvereisten zijn aanzienlijk verlaagd dankzij de afwezigheid van ascorrosie boven water en het gebruik van slijtvaste hydraulische componenten. De jaarlijkse onderhoudsfrequentie is met bijna 70% afgenomen.

Door de noodzaak voor een groot onderwaterpompstation te elimineren, werd het project ongeveer drie maanden eerder dan gepland voltooid, waardoor de arbeids- en bouwmateriaalkosten aanzienlijk werden verlaagd.

De succesvolle toepassing van de 550QJ370-310-560kW horizontale dompelpomp met lange as demonstreert een innovatieve en betrouwbare oplossing voor het overwinnen van grote uitdagingen die verband houden met tropische reservoirs, waaronder grote schommelingen in het waterpeil, watertransport over grote afstanden en beperkte onderhoudsmogelijkheden overzee.

Dit pompsysteem is zeer geschikt voor waterinlaatprojecten op drijvende platforms in heel Zuidoost-Azië, grootschalige rivieromleidingssystemen, watervoorzieningssystemen voor meren, bergachtige wateroverdrachtsprojecten met hoog waterpeil en industriële toepassingen voor de inname van ruw water. Het biedt een volwassen en beproefde oplossing voor waterinlaatsystemen met hoge wateropvoerhoogte en grote capaciteit waar de civiele bouwomstandigheden beperkt zijn, waardoor het een uitstekende referentie is voor toekomstige internationale waterbeschermingsprojecten.