560kW Horizontale untertauchbare Langschachtpumpe für ein großes Reservoir-Wasseraufnahme- und -versorgungsprojekt in Südostasien

Dieses Projekt befindet sich an einem großen Wasserschutzreservoir in einem tropischen südostasiatischen Land und erfüllt drei wichtige Funktionen: kommunale Trinkwasserversorgung, zentrale Bewässerung für Zehntausende Hektar Ackerland und industrielle Zusatzwasserversorgung für einen nahegelegenen Industriepark.

Abhängig von saisonalen Niederschlagsmustern unterliegt der Stausee jährlichen Wasserstandsschwankungen von bis zu 18 Metern. Das Wasser enthält saisonale Sedimente und Wasservegetation. Herkömmliche vertikale Pumpstationen waren durch Überschwemmungsrisiken, hohe Baukosten und schwierige Wartungsverfahren eingeschränkt. Der ursprüngliche Entwurf des Eigentümers, der auf vertikalen Pumpen mit langer Welle basierte, erforderte eine große Installationsfläche und langwierige Bauarbeiten, sodass es unmöglich war, den komprimierten Lieferplan des Projekts einzuhalten.

Das Projekt erforderte ein zuverlässiges Wassereinlasssystem, das in der Lage ist, eine große und kontinuierliche Durchflussrate über große Entfernungen zu einer Wasseraufbereitungsanlage zu liefern. Die benötigte Ausrüstung muss großen Wasserstandsschwankungen standhalten, tropisch heißen und feuchten Außenumgebungen standhalten, rund um die Uhr im Dauerbetrieb arbeiten, die Wartung vereinfachen und die Investitionen in den Tiefbau erheblich reduzieren.

Gepumptes Medium:Oberflächenwasser des Stausees, das geringe Mengen Sediment enthält

Wassertemperatur:22–38°C

Nenndurchfluss:370 m³/h

Gesamtkopf:310 m (einschließlich statischem Auftrieb, Reibungsverlusten der Rohrleitung und Sicherheitsmarge)

Motorleistung:560 kW Hochspannungs-Tauchmotor

Installationstyp:Horizontale versenkbare Langwellenanordnung, montiert auf einer schwimmenden Einlaufplattform

Betriebsmodus:Kontinuierlicher ganzjähriger Betrieb mit VFD-Geschwindigkeitsregelung zur Anpassung an saisonale Wasserstandsänderungen

Umgebungsbedingungen:Tropisches Klima mit einer Luftfeuchtigkeit von über 85 %, häufigen Regenfällen und intensiver Sonneneinstrahlung

Extreme Wasserstandsschwankungen

Niedrige Wasserstände während der Trockenzeit verringern die Eintauchtiefe, während steigende Wasserstände während der Regenzeit herkömmliche Pumpenhäuser überfluten können.

Wassertransport über große Entfernungen und Anforderungen an hohe Fallhöhen

Herkömmlichen mehrstufigen Tauchpumpen mangelt es unter extrem hohen Förderhöhen an Stabilität, während herkömmliche vertikale Pumpen mit langer Welle unter übermäßiger Wellenlänge und Vibrationsproblemen leiden.

Begrenzte Baubedingungen vor Ort

Ein groß angelegter Tiefbau unter Wasser war nicht durchführbar und die Wartungsressourcen vor Ort waren begrenzt, sodass eine einfach zu wartende Pumplösung erforderlich war.

Um diese Herausforderungen zu meistern, wurde eine maßgeschneiderte horizontale Langwellenversion der QJ-Tauchpumpenserie ausgewählt.

Die gesamte Pumpenbaugruppe arbeitet vollständig eingetaucht in horizontaler Anordnung. Das segmentierte, modulare Schachtdesign ermöglicht es der schwimmenden Pontonplattform, sich mit wechselnden Füllständen des Reservoirs zu heben und zu senken, wodurch jederzeit ein ausreichendes Eintauchen der Pumpe gewährleistet ist.

Durch diese Konstruktion werden Ansaugprobleme während der Trockenzeit vollständig beseitigt und eine Überschwemmung des Pumpenhauses während der Regenzeit verhindert. Im Vergleich zu herkömmlichen Einlassbauwerken konnten die Baukosten im Tiefbau um etwa 40 % gesenkt und die Installationszeit um fast 60 % verkürzt werden.

Der 550QJ-Hydraulikabschnitt mit großem Durchmesser verfügt über präzise abgestimmte mehrstufige Laufräder, um die Nenndurchflussrate von 370 m³/h bei einer Gesamtförderhöhe von 310 Metern zu erreichen.

Das optimierte hydraulische Design gewährleistet durch den Betrieb mit variabler Frequenz einen hohen Wirkungsgrad sowohl bei Niedrigwasser als auch bei Hochwasser und vermeidet so effektiv Überlastungs- und Kavitationsrisiken.

Verschleißfeste, benetzte Komponenten aus Sphäroguss in Kombination mit doppelten Gleitringdichtungen aus Siliziumkarbid sorgen für eine hervorragende Beständigkeit gegen Sedimentabrieb, wodurch sich das System besonders für Reservoirs mit hohem Sedimentgehalt eignet.

Der Motor verfügt über die Schutzart IP68 und ein internes Umlaufwasserkühlsystem, das bei Reservoirwassertemperaturen von bis zu 38 °C zuverlässig arbeitet.

Hochtemperatur- und feuchtigkeitsbeständige Isolationsmaterialien schützen die Statorwicklungen vor tropischer Luftfeuchtigkeit und salzhaltiger Atmosphäre.

Integrierte Temperatur-, Leckage- und Vibrationssensoren ermöglichen eine Fernüberwachung des Zustands in Echtzeit, wodurch sich das System hervorragend für unbeaufsichtigte Pumpstationen in Übersee eignet.

Die segmentierte Welle verfügt über flanschartige Schnellkupplungsanschlüsse, sodass keine große Unterwasserhebeausrüstung erforderlich ist.

Für den Austausch von Laufrädern und Dichtungskomponenten sind nur zwei Techniker erforderlich. Das modulare Design vereinfacht auch den Containertransport und die schnelle Montage vor Ort und beseitigt so die häufigen Ausrüstungseinschränkungen, die auf Baustellen in Südostasien auftreten.

Um dem lokalen 60-Hz-Stromversorgungsstandard zu entsprechen, wurden die Motorwicklungen und der Schaltschrank mit variabler Frequenz speziell angepasst.

• Horizontale Pumpenanordnung
• Segmentierter langer Schaft
• Hochspannungs-Tauchkabel
• Integriertes VFD-Steuerungssystem
• Montagehalterungen für schwimmende Plattformen
• Zubehör zum Schutz der Wasserqualität

Alle Geräte wurden vor dem Versand hydraulischen Leistungstests, Drucktests und Isolationstests unterzogen.

Das Pumpsystem wurde in standardisierte Exportcontainer verpackt und direkt zum Projekthafen geliefert. Darüber hinaus wurden umfassende englische Installationshandbücher und technische Supportleistungen im Ausland bereitgestellt.

Unser Ingenieurteam im Ausland unterstützte bei der Installation der schwimmenden Plattform, der Positionierung der Unterwasserpumpe, der Wellenausrichtung, der wasserdichten Kabelverlegung und der VFD-Inbetriebnahme.

Die Pumpstation wurde in das SPS-Steuerungssystem des Reservoirs integriert, was eine automatische, wasserstandsbasierte Geschwindigkeitsanpassung ermöglicht. Die Pumpengeschwindigkeit erhöht sich automatisch bei niedrigem Wasserstand, um die Förderhöhe aufrechtzuerhalten, und verringert sich bei hohem Wasserstand, um den Energieverbrauch zu optimieren und einen vollautomatischen, unbeaufsichtigten Betrieb zu erreichen.

Nach zwölf Monaten Dauerbetrieb sowohl in der Regen- als auch in der Trockenzeit hat das Pumpsystem eine hervorragende Zuverlässigkeit bewiesen.

Das System hält die Nenndurchflussrate von 370 m³/h bei einer Gesamthöhe von 310 Metern konstant aufrecht und gewährleistet so eine unterbrechungsfreie kommunale Wasserversorgung, landwirtschaftliche Bewässerung und industrielle Wasserversorgung.

Im Vergleich zur ursprünglich vorgeschlagenen vertikalen Pumpstation reduzierte die horizontale Tauchlösung in Kombination mit der variablen Frequenzsteuerung den Gesamtenergieverbrauch um etwa 18 %.

Der Wartungsaufwand konnte durch das Fehlen von Überwasser-Schachtkorrosion und den Einsatz verschleißfester Hydraulikkomponenten deutlich gesenkt werden. Die jährliche Wartungshäufigkeit ist um fast 70 % gesunken.

Durch den Wegfall einer großen Unterwasserpumpstation konnte das Projekt etwa drei Monate früher als geplant abgeschlossen werden, was die Arbeits- und Baumaterialkosten erheblich senkte.

Der erfolgreiche Einsatz der horizontalen Langwellen-Tauchpumpe 550QJ370-310-560kW zeigt eine innovative und zuverlässige Lösung zur Bewältigung großer Herausforderungen im Zusammenhang mit tropischen Stauseen, darunter große Wasserstandsschwankungen, Wasserförderung über große Entfernungen mit hoher Förderhöhe und begrenzte Wartungsmöglichkeiten im Ausland.

Dieses Pumpsystem eignet sich hervorragend für Wasseraufnahmeprojekte mit schwimmenden Plattformen in ganz Südostasien, groß angelegte Flussumleitungssysteme, Seewasserversorgungssysteme, Hochwassertransferprojekte in Gebirgen und industrielle Rohwasseraufnahmeanwendungen. Es bietet eine ausgereifte und bewährte Lösung für Wassereinlasssysteme mit hoher Fallhöhe und großem Fassungsvermögen, bei denen die zivilen Baubedingungen eingeschränkt sind, was es zu einer hervorragenden Referenz für zukünftige internationale Wasserschutzprojekte macht.