Οριζόντια υποβρύχια αντλία μεγάλου άξονα 560 kW για ένα έργο πρόσληψης και παροχής νερού μεγάλης δεξαμενής στη Νοτιοανατολική Ασία

Αυτό το έργο βρίσκεται σε μια μεγάλη δεξαμενή εξοικονόμησης νερού σε μια τροπική χώρα της Νοτιοανατολικής Ασίας, εξυπηρετώντας τρεις κρίσιμες λειτουργίες: παροχή δημοτικού πόσιμου νερού, κεντρική άρδευση για δεκάδες χιλιάδες εκτάρια γεωργικής γης και βιομηχανική παροχή νερού για ένα κοντινό βιομηχανικό πάρκο.

Επηρεαζόμενη από εποχιακά μοτίβα βροχοπτώσεων, η δεξαμενή παρουσιάζει διακυμάνσεις της στάθμης του νερού έως και 18 μέτρα ετησίως. Το νερό περιέχει εποχιακά ιζήματα και υδρόβια βλάστηση. Τα παραδοσιακά κάθετα αντλιοστάσια έχουν περιοριστεί από τους κινδύνους πλημμύρας κατά την περίοδο των πλημμυρών, το υψηλό κόστος κατασκευής πολιτικών έργων και τις δύσκολες διαδικασίες συντήρησης. Ο αρχικός σχεδιασμός του ιδιοκτήτη βασισμένος σε κάθετες αντλίες μεγάλου άξονα απαιτούσε μεγάλο αποτύπωμα εγκατάστασης και μακροχρόνιες εργασίες πολιτικού έργου, καθιστώντας αδύνατη την τήρηση του συμπιεσμένου χρονοδιαγράμματος παράδοσης του έργου.

Το έργο απαιτούσε ένα αξιόπιστο σύστημα πρόσληψης νερού ικανό να παρέχει μεγάλο και συνεχή ρυθμό ροής σε μεγάλες αποστάσεις σε μια μονάδα επεξεργασίας νερού. Ο εξοπλισμός που απαιτείται για να φιλοξενήσει μεγάλες διακυμάνσεις της στάθμης του νερού, να αντέχει σε τροπικά ζεστά και υγρά εξωτερικά περιβάλλοντα, να λειτουργεί συνεχώς 24 ώρες την ημέρα, να απλοποιεί τη συντήρηση και να μειώνει σημαντικά τις επενδύσεις πολιτικού μηχανικού.

Αντλούμενο μέσο:Δεξαμενή επιφανειακών υδάτων που περιέχουν μικρές ποσότητες ιζήματος

Θερμοκρασία νερού:22–38°C

Ονομαστική ταχύτητα ροής:370 m³/h

Σύνολο κεφαλής:310 m (συμπεριλαμβανομένης της στατικής ανύψωσης, των απωλειών τριβής του αγωγού και του περιθωρίου ασφαλείας)

Ισχύς κινητήρα:Υποβρύχιος κινητήρας υψηλής τάσης 560 kW

Τύπος εγκατάστασης:Οριζόντια διάταξη υποβρύχιου μακρύ άξονα τοποθετημένη σε πλωτή πλατφόρμα εισαγωγής

Τρόπος λειτουργίας:Συνεχής λειτουργία όλο το χρόνο με ρύθμιση ταχύτητας VFD για προσαρμογή στις εποχιακές αλλαγές της στάθμης του νερού

Συνθήκες περιβάλλοντος:Τροπικό κλίμα με υγρασία πάνω από 85%, συχνές βροχοπτώσεις και έντονη έκθεση στο ηλιακό φως

Ακραίες διακυμάνσεις της στάθμης του νερού

Τα χαμηλά επίπεδα νερού κατά τις περιόδους ξηρασίας μειώνουν το βάθος βύθισης, ενώ η άνοδος της στάθμης του νερού κατά τις περιόδους βροχών μπορεί να πλημμυρίσει τα συμβατικά αντλιοστάσια.

Μεταφορά νερού μεγάλων αποστάσεων και απαιτήσεις υψηλών κεφαλών

Οι συμβατικές υποβρύχιες αντλίες πολλαπλών σταδίων στερούνται σταθερότητας σε συνθήκες υπερυψηλής κεφαλής, ενώ οι παραδοσιακές κάθετες αντλίες μεγάλου άξονα υποφέρουν από προβλήματα υπερβολικού μήκους άξονα και κραδασμών.

Περιορισμένες συνθήκες κατασκευής στο εργοτάξιο

Η μεγάλης κλίμακας υποβρύχια αστική κατασκευή δεν ήταν εφικτή και οι τοπικοί πόροι συντήρησης ήταν περιορισμένοι, απαιτώντας μια εύκολη στη συντήρηση λύση άντλησης.

Επιλέχθηκε μια προσαρμοσμένη οριζόντια έκδοση με μακρύ άξονα της σειράς υποβρύχιων αντλιών QJ για να ξεπεραστούν αυτές οι προκλήσεις.

Ολόκληρο το συγκρότημα αντλίας λειτουργεί πλήρως βυθισμένο σε οριζόντια διάταξη. Η τμηματοποιημένη σχεδίαση αρθρωτού άξονα επιτρέπει στην πλωτή πλατφόρμα πλωτής να ανεβαίνει και να πέφτει με την αλλαγή της στάθμης της δεξαμενής, διασφαλίζοντας επαρκή βύθιση της αντλίας ανά πάσα στιγμή.

Αυτός ο σχεδιασμός εξαλείφει πλήρως τα προβλήματα αναρρόφησης κατά τις ξηρές περιόδους και αποτρέπει την πλημμύρα του αντλιοστασίου κατά τις περιόδους βροχών. Σε σύγκριση με τις παραδοσιακές κατασκευές εισαγωγής, το κόστος της αστικής κατασκευής μειώθηκε κατά περίπου 40%, ενώ ο χρόνος εγκατάστασης μειώθηκε κατά σχεδόν 60%.

Το υδραυλικό τμήμα μεγάλης διαμέτρου 550QJ ενσωματώνει επακριβώς ταιριασμένες πτερωτές πολλαπλών σταδίων για την επίτευξη της ονομαστικής παροχής 370 m³/h κάτω από συνολική κεφαλή 310 μέτρων.

Ο βελτιστοποιημένος υδραυλικός σχεδιασμός διατηρεί υψηλή απόδοση τόσο σε συνθήκες χαμηλής όσο και σε υψηλό νερό μέσω της λειτουργίας μεταβλητής συχνότητας, αποφεύγοντας αποτελεσματικά τους κινδύνους υπερφόρτωσης και σπηλαίωσης.

Ανθεκτικά στη φθορά όλκιμα εξαρτήματα βρεγμένα από σίδηρο σε συνδυασμό με διπλές μηχανικές σφραγίδες καρβιδίου του πυριτίου παρέχουν εξαιρετική αντοχή στην τριβή των ιζημάτων, καθιστώντας το σύστημα ιδιαίτερα κατάλληλο για δεξαμενές με υψηλή περιεκτικότητα σε ιζήματα.

Ο κινητήρας διαθέτει βαθμολογία προστασίας IP68 και σύστημα ψύξης νερού με εσωτερική κυκλοφορία, ικανό να λειτουργεί αξιόπιστα σε θερμοκρασίες νερού δεξαμενής έως 38°C.

Υψηλής θερμοκρασίας και ανθεκτικά στην υγρασία μονωτικά υλικά προστατεύουν τις περιελίξεις του στάτη από την τροπική υγρασία και τις αλατούχες ατμοσφαιρικές συνθήκες.

Οι ενσωματωμένοι αισθητήρες θερμοκρασίας, διαρροής και κραδασμών επιτρέπουν την απομακρυσμένη παρακολούθηση της κατάστασης σε πραγματικό χρόνο, καθιστώντας το σύστημα εξαιρετικά κατάλληλο για αφύλακτα αντλιοστάσια στο εξωτερικό.

Ο τμηματικός άξονας ενσωματώνει συνδέσεις γρήγορης ζεύξης τύπου φλάντζας, εξαλείφοντας την ανάγκη για μεγάλο υποβρύχιο εξοπλισμό ανύψωσης.

Απαιτούνται μόνο δύο τεχνικοί για την αντικατάσταση των πτερωτών και των εξαρτημάτων στεγανοποίησης. Ο αρθρωτός σχεδιασμός απλοποιεί επίσης τη μεταφορά με εμπορευματοκιβώτια και την ταχεία επιτόπια συναρμολόγηση, αντιμετωπίζοντας κοινούς περιορισμούς εξοπλισμού που συναντώνται στα εργοτάξια της Νοτιοανατολικής Ασίας.

Για τη συμμόρφωση με το τοπικό πρότυπο τροφοδοσίας 60 Hz, οι περιελίξεις του κινητήρα και ο πίνακας ελέγχου μεταβλητής συχνότητας προσαρμόστηκαν ειδικά.

• Οριζόντια διάταξη αντλίας
• Τμηματοποιημένος μακρύς άξονας
• Υποβρύχια καλώδια υψηλής τάσης
• Ενσωματωμένο σύστημα ελέγχου VFD
• Βάσεις στήριξης πλωτής πλατφόρμας
• Αξεσουάρ προστασίας της ποιότητας του νερού

Όλος ο εξοπλισμός υποβλήθηκε σε δοκιμή υδραυλικής απόδοσης, δοκιμή πίεσης και δοκιμή μόνωσης πριν από την αποστολή.

Το σύστημα άντλησης συσκευάστηκε σε τυποποιημένα δοχεία εξαγωγής και παραδόθηκε απευθείας στο λιμάνι του έργου. Παρέχονταν επίσης ολοκληρωμένα αγγλικά εγχειρίδια εγκατάστασης και υπηρεσίες τεχνικής υποστήριξης στο εξωτερικό.

Η ομάδα μηχανικών μας στο εξωτερικό βοήθησε με την εγκατάσταση πλωτής πλατφόρμας, την τοποθέτηση της υποβρύχιας αντλίας, την ευθυγράμμιση του άξονα, την τοποθέτηση αδιάβροχων καλωδίων και τη θέση σε λειτουργία VFD.

Το αντλιοστάσιο ενσωματώθηκε με το σύστημα ελέγχου PLC του ρεζερβουάρ, επιτρέποντας την αυτόματη ρύθμιση ταχύτητας βάσει της στάθμης του νερού. Η ταχύτητα της αντλίας αυξάνεται αυτόματα σε συνθήκες χαμηλού νερού για τη διατήρηση της κεφαλής εκφόρτισης και μειώνεται σε περιόδους υψηλής κατανάλωσης νερού για βελτιστοποίηση της κατανάλωσης ενέργειας, επιτυγχάνοντας πλήρως αυτοματοποιημένη λειτουργία χωρίς επίβλεψη.

Μετά από δώδεκα μήνες συνεχούς λειτουργίας τόσο σε περιόδους βροχών όσο και σε ξηρές περιόδους, το σύστημα άντλησης έχει επιδείξει εξαιρετική αξιοπιστία.

Το σύστημα διατηρεί σταθερά την ονομαστική παροχή 370 m³/h κάτω από συνολική κεφαλή 310 μέτρων, εξασφαλίζοντας αδιάλειπτη παροχή δημοτικού νερού, γεωργική άρδευση και παροχή βιομηχανικού νερού.

Σε σύγκριση με τον αρχικά προτεινόμενο κάθετο αντλιοστάσιο, η οριζόντια υποβρύχια λύση σε συνδυασμό με τον έλεγχο μεταβλητής συχνότητας μείωσε τη συνολική κατανάλωση ενέργειας κατά περίπου 18%.

Οι απαιτήσεις συντήρησης έχουν μειωθεί σημαντικά λόγω της απουσίας διάβρωσης του άξονα πάνω από το νερό και της χρήσης ανθεκτικών στη φθορά υδραυλικών εξαρτημάτων. Η ετήσια συχνότητα συντήρησης έχει μειωθεί κατά σχεδόν 70%.

Εξαλείφοντας την ανάγκη για ένα μεγάλο υποβρύχιο αντλιοστάσιο, το έργο ολοκληρώθηκε περίπου τρεις μήνες νωρίτερα από το χρονοδιάγραμμα, μειώνοντας σημαντικά το κόστος εργασίας και οικοδομικών υλικών.

Η επιτυχής εφαρμογή της Οριζόντιας Υποβρύχιας Αντλίας Μεγάλου Άξονα 550QJ370-310-560kW επιδεικνύει μια καινοτόμο και αξιόπιστη λύση για την αντιμετώπιση μεγάλων προκλήσεων που σχετίζονται με τις τροπικές δεξαμενές, συμπεριλαμβανομένων των μεγάλων διακυμάνσεων της στάθμης του νερού, της μεταφοράς νερού σε μεγάλες αποστάσεις και των περιορισμένων δυνατοτήτων συντήρησης στο εξωτερικό.

Αυτό το σύστημα άντλησης είναι εξαιρετικά κατάλληλο για έργα πρόσληψης νερού πλωτής πλατφόρμας σε όλη τη Νοτιοανατολική Ασία, προγράμματα εκτροπής ποταμών μεγάλης κλίμακας, συστήματα ύδρευσης λιμνών, έργα μεταφοράς νερού σε ορεινές υψηλές κεφαλές και εφαρμογές βιομηχανικής πρόσληψης ακατέργαστου νερού. Προσφέρει μια ώριμη και δοκιμασμένη λύση για συστήματα πρόσληψης νερού υψηλής κεφαλής, μεγάλης χωρητικότητας, όπου οι συνθήκες πολιτικής κατασκευής είναι περιορισμένες, καθιστώντας το εξαιρετική αναφορά για μελλοντικά διεθνή έργα εξοικονόμησης νερού.