水中リフト ステーション ポンプ: 設計および選択ガイド
水中リフトステーションポンプは、低い集水地点から高い下水道、処理プロセス、または排出場所へ廃水または排水を移動させます。ポンプはウェットウェル内で作動するため、ステーションはコンパクトにでき、長い吸込み配管を必要としません。この配置は、自治体の下水、商業開発、産業廃水、高速道路排水、および建物のサービスに広く使用されています。
信頼性の高いパフォーマンスは、ステーション全体に依存します。ポンプの油圧、ウェットウェルの形状、流入量、レベル制御、圧送管の状態、固形物、アクセス、換気、および電気保護はすべて相互作用します。
設計流入量を確立する
平均、ピーク、および最小の流入量を決定します。自治体および商業廃水は時間帯や季節によって変動しますが、雨水は突然増加する可能性があります。産業流入量は、生産シフトやバッチ排出に従う場合があります。
ポンプは、ウェットウェルが溢れないようにピーク流量を処理する必要があります。低流入量では、システムは臭気、腐敗、堆積物を促進する長い滞留時間を避ける必要があります。2つ以上のポンプを備えたステーションは、容量を段階的に調整し、幅広い流入量範囲で冗長性を提供できます。
システムカーブを開発する
動作点は、ポンプカーブとシステムカーブが交差する点です。全揚程には、静的な標高、排出点での圧力、および圧送管、バルブ、エルボ、継手を通る摩擦が含まれます。
静揚程は、ウェットウェルのレベルまたは受信システムの圧力によって変化する可能性があります。流量が増加すると、摩擦は急速に上昇します。2つのポンプが並列で稼働しても、必ずしも流量が2倍になるわけではないため、単一ポンプと複数ポンプの動作を確認してください。それらは、共有システムカーブに沿って動作点を移動させます。
低および高圧送管の状態、将来の拡張、および配管内の可能性のある堆積物をレビューしてください。最大揚程または最大流量の値のみから選択することは避けてください。
適切な固形物処理油圧を選択する
廃水には、ぼろきれ、ワイプ、繊維、砂利、その他の破片が含まれる場合があります。一般的な油圧の選択肢には、シングルチャンネル、マルチチャンネル、ボルテックス、カッター設計が含まれます。チャンネルインペラは、明確な自由通路で効率的なパフォーマンスを提供できます。ボルテックス設計は固形物との直接接触を減らすことができますが、効率が低い場合があります。カッターは、排出前に特定の固形物を減らすことができますが、すべての廃水流に適しているわけではありません。
最大固形物サイズ、自由通路、予想される繊維状成分、および砂利濃度を指定します。産業廃水の場合は、温度、pH、化学薬品、油分、比重、および研磨材を提供してください。
ウェットウェルを正しくサイジングする
ウェットウェルは、ポンプサイクルの間に貯蔵を提供し、ポンプへの安定した流入をサポートする必要があります。小さすぎると、ポンプが過剰に始動します。大きすぎると、廃水が長すぎると滞留し、固形物が沈殿する可能性があります。
レベル設定には、停止、リードポンプ開始、ラグポンプ開始、および高レベルアラームを含める必要があります。必要なポンプの潜水状態を維持し、渦を防止します。ステーション設計者は、設計上のピーク時だけでなく、さまざまな流入量でのサイクルタイムを確認する必要があります。
ベンチングと傾斜面は、固形物をポンプの吸込口に誘導するのに役立ちます。破片が集まるデッドゾーンや棚を避けてください。吸込管は、レベルセンサーに直接排出したり、ポンプ吸込口の近くで過度の乱流を発生させたりしないでください。
冗長性と運用ロジックを計画する
多くの重要なステーションでは、デューティ/スタンバイまたはデューティ/アシスト/スタンバイの構成が使用されます。自動切り替えは、稼働時間を均等化します。リードポンプが追いつけない場合、ラグポンプが始動します。高レベルアラームは、適切な場合は通常の開始ロジックとは独立して動作します。
制御ロジックは、ポンプの故障、センサーの故障、電源損失、過負荷、シール漏れ、高温、および通信損失に対処する必要があります。リモート監視は、レベル、実行ステータス、開始回数、稼働時間、電流、アラーム、および異常な傾向を報告できます。
重要なサービスの場合、緊急貯蔵、発電機接続、予備電源、またはバイパスポンプ接続を検討してください。必要な回復力は、溢水による環境的および運用上の結果に依存します。
レベル測定を選択する
フロートスイッチはシンプルで広く使用されています。複数のフロートで、停止、開始、ラグ、およびアラーム機能を実行できます。それらは自由に動くための十分なスペースを必要とし、グリースや破片の影響を受ける可能性があります。
静水圧レベル送信機は、連続測定と柔軟な設定点を提供します。超音波またはレーダー機器は液体との直接接触を避けますが、明確な測定経路と適切な取り付けが必要です。堅牢なステーションでは、プライマリ送信機に加えて独立したバックアップフロートを使用する場合があります。
安全なポンプ取り外し用に設計する
ガイドレールと自動排出カップリングにより、ウェットウェルに入ったり、水中ボルトを外したりせずにポンプを持ち上げることができます。レール材、リフティングチェーンの定格、ポンプ重量、アクセスハッチのサイズ、および overhead lifting equipment を確認してください。
隔離バルブと逆止弁は、バルブチャンバーまたは安全な作業エリアからアクセスできる必要があります。逆止弁はシャットダウン後の逆流を防ぎ、隔離バルブはサービスを許可します。それらのヘッドロスは、システム計算に含める必要があります。
密閉空間と下水ガスは深刻な危険をもたらします。ステーションの設計、運用、およびメンテナンスは、アクセス、換気、ガス検知、リフティング、電気的隔離、および衛生に関する適用可能な安全要件に従う必要があります。
ポンプとモーターを保護する
典型的な保護には、モーター過負荷、相故障、巻線温度、シール漏れ、湿気検出、および空転防止が含まれます。より大きなユニットは、ベアリング温度と振動を監視する場合もあります。
電圧、周波数、始動電流、ケーブル長、および利用可能な変圧器容量を確認してください。可変周波数ドライブは、ウェットウェルレベルを制御したり、油圧サージを制限したりできますが、圧送管の最小速度は固形物を輸送するのに十分な高さに保つ必要があります。ポンプは、承認された速度と冷却範囲内で動作する必要があります。
空気と油圧の過渡現象を管理する
圧送管の高所は空気を閉じ込め、容量を減らし、不安定な動作を引き起こす可能性があります。空気抜き装置は、廃水サービス用に選択し、メンテナンスのために配置する必要があります。急速な始動または停止は、圧力サージを引き起こす可能性があります。長い配管と高流量システムでは、過渡解析、制御されたバルブアクション、ソフトスタート、または可変速ランプが必要になる場合があります。
効率と詰まり抵抗のバランスをとる
エネルギーコストは、毎日稼働するステーションにとって重要です。実際のデューティポイントおよび予想される動作条件全体での効率を比較してください。ただし、最も効率的なクリーンウォーター設計が、廃水で必ずしも信頼できるとは限りません。
ライフサイクル評価には、エネルギー、閉塞頻度、摩耗部品、シール寿命、労力、リフティング、スペア在庫、および溢水リスクを含める必要があります。計画外の呼び出しを減らす設計は、わずかな効率の違いよりも大きな価値を提供できます。
コミッショニングとメンテナンス
起動前に、ポンプの回転、絶縁抵抗、レベル設定、バルブ位置、ガイドレールのかみ合い、アラーム機能、電流引き込み、流量、および排出圧力を確認してください。各ポンプを個別に、および組み合わせた動作でテストしてください。実際のドローダウンが予想される容量と合理的に一致することを確認してください。
定期的なメンテナンスには、ウェットウェルの清掃とセンサーの清掃、ケーブルとチェーンのチェック、バルブの点検、シールまたは湿気アラームの確認、モーター電流と稼働時間の記録、およびインペラの摩耗または閉塞の検査が含まれます。開始回数とポンプの実行時間をトレンド化してください。変化は、浸入、配管の制限、油圧の摩耗、または制御の問題を示す可能性があります。
ポンプサプライヤー向けの情報
設計流入量、必要なデューティポイント、システムカーブ（利用可能な場合）、ウェットウェルの図面、液体と固形物の説明、圧送管データ、レベル設定、設置深度、排出接続、電源、制御哲学、材料、ポンプ数、冗長性要件、テスト要件、およびサイト標準を提供してください。
結論
水中リフトステーションポンプは、調整された廃水システムの一部として選択された場合、信頼性の高いサービスを提供します。正確な流入量と揚程の計算、適切な固形物処理油圧、よく設計されたウェットウェルの形状、冗長な制御、安全な取り外し、および規律あるメンテナンスは、長年信頼性の高い動作をするステーションの基盤です。
頻繁な設計エラー
過剰サイジングが一般的です。ウェットウェルを速すぎる速度で空にするポンプは頻繁に始動する可能性がありますが、大きな圧送管は固形物を運ぶには速度が低すぎる速度で動作する可能性があります。逆に、サイジングが小さすぎるポンプは、ピーク時にレベルが上昇する可能性があります。貯蔵、ポンプ容量、サイクルタイム、および圧送管の速度を1つの計算として評価してください。
別のエラーは、すべての制御を1つの標高に配置したり、故障を考慮せずに1つのセンシング技術に依存したりすることです。停止、開始、アシスト、およびアラームレベルの間に適切な間隔を設け、溢水の結果が深刻な場合は独立した高レベルアラームを使用してください。
よくある質問
リフトステーションで2台のポンプを使用するのはなぜですか？
2台のポンプは、運用上の柔軟性と冗長性を提供します。それらはリードポンプとして交互に稼働でき、システムが並列運用用に設計されている場合は、両方ともピーク流入時に稼働できます。
繰り返し詰まる原因は何ですか？
原因としては、不適切なインペラ通路、繊維状の廃棄物、低速、ウェットウェルの清掃不良、カッター部品の摩耗、または意図されたデューティから外れた運用が挙げられます。サービス中に除去された材料を調べて、発生源を特定してください。
ワイプには常にグラインダーが最良の解決策ですか？
いいえ。グラインダーまたはカッターポンプは特定の流量と圧送管に適していますが、摩耗部品とエネルギー需要が増加します。他のステーションでは、ソース制御、スクリーニング、チャンネル油圧、またはシステム変更が好ましい場合があります。
ウェットウェルはどのくらいの頻度で清掃する必要がありますか？
頻度は、グリース、砂利、滞留時間、形状、および流入量によって異なります。初期の点検スケジュールを設定し、観察された蓄積と運用傾向を使用して調整してください。
可変周波数ドライブはすべてのサージを防ぐことができますか？
加速と減速を制御できますが、サージの挙動は、パイプラインの長さ、プロファイル、バルブ、空気ポケット、および電源障害にも依存します。重要なシステムでは、正式な過渡解析が必要になる場合があります。
