Do wzięcia Rynek Instalacyjny 7-8/2015

POBIERZ BEZPŁATNIE - po prostu ZALOGUJ SIĘ na swoim koncie

Pompa do ścieków - sztuka kompromisu

Marcin Janczak  |  Rynek Instalacyjny 10/2015  |  09.11.2015
Pompa FZC z silnikiem z wewnętrznym układem chłodzenia
Pompa FZC z silnikiem z wewnętrznym układem chłodzenia
Hydro-Vacuum

O wyborze pompy powinny decydować przede wszystkim trzy czynniki – niezawodność, sprawność i cena urządzenia.

Niezawodność

System odprowadzenia ścieków komunalnych musi charakteryzować się bardzo wysoką niezawodnością. Jednym z czynników determinujących prawidłowość działania całego układu są pompownie, a w szczególności pracujące w nich pompy. O niezawodności pracy pomp decyduje odporność wirnika na blokowanie się elementami stałymi i długowłóknistymi wleczonymi przez ścieki oraz możliwość pracy w każdych warunkach otoczenia. Awaria pojedynczej przepompowni sieciowej nie stanowi znacznego zagrożenia dla bezpieczeństwa funkcjonowania całego układu – o wiele groźniejsze jest zatrzymanie pracy pomp w pompowniach zbiorczych, tłoczących ścieki z wielu zlewni np. do oczyszczalni ścieków.

Wyposażenie pompowni zbiorczej w kraty czyszczące ogranicza prawdopodobieństwo dopływu do pomp elementów niepożądanych, jednak nie eliminuje go całkowicie. Dotyczy to głównie elementów włóknistych, które w postaci rozdrobnionej przepływają przez kraty, gromadzą się w miejscach stagnacji, łączą w większe skupiska i okresowo zasysane są do pomp.

O możliwości nagłego przetłoczenia dużej liczby elementów włóknistych decyduje kształt wlotu wirnika pompy. Obniżenie liczby łopat wirnika w naturalny sposób zmniejsza współczynnik przesłonięcia wlotu i ogranicza możliwość zawieszania elementów włóknistych na wlotach łopatek, przy czym decydujący wpływ na niezawodność działania ma kształt krawędzi wlotowej.

Wklęsłość krawędzi wlotowej łopatek w dwóch płaszczyznach zapewnia maksymalny prześwit nad łopatką oraz powoduje zsuwanie się ciał włóknistych do środka kanału międzyłopatkowego, skąd w łatwy sposób zabierane są przez strumień pompowanej cieczy.
Pompownie zbiorcze ze względu na swoje rozmiary w większości dzielone są na część mokrą oraz suchą, w której zamontowane są pompy i armatura. Ryzyko zalania części suchej związane jest głównie z możliwością rozszczelnienia konstrukcji przegrody lub armatury oraz ryzykiem wystąpienia powodzi lub nawalnego deszczu.

Pompa FZC z silnikiem z wewnętrznym układem chłodzenia Rys. Hydro-Vacuum

Starsze konstrukcje pomp do ścieków budowane były jako pompy wałowe, w których wentylatorowy silnik napędowy znajdował się na najwyższym poziomie pompowni, a moment obrotowy przekazywany był przez wał do pompy znajdującej się na poziomie najniższym. Rozwiązanie to umożliwia pracę nawet w przypadku zalania części suchej, przy czym sama eksploatacja jest utrudniona z powodu konieczności utrzymania podpór łożyskowych długiego wału w odpowiednim stanie technicznym.

Nowoczesne rozwiązania pomp do ścieków dla pompowni zbiorczych są konstrukcjami monoblokowymi i mogą pracować zarówno w otoczeniu suchym, jak i w zatopieniu. Pierwotnie stosowano standardowe pompy zatapialne o stopniu ochrony IP68, gdzie silnik zabudowywany był w dodatkowym płaszczu, przez który przetłaczano pompowane ścieki, zapewniając tym samym chłodzenie silnika. Rozwiązanie to niesie jednak ryzyko zarastania płaszcza i z czasem pogorszenia warunków wymiany ciepła.

Najbardziej niezawodnym rozwiązaniem jest wyposażenie silnika pompy w autonomiczny układ chłodzenia niemający kontaktu z pompowanymi ściekami. Ruch cieczy w obiegu chłodzenia wymusza osadzony na wale dodatkowy wirnik obiegowy, który przetłacza podgrzaną w silniku ciecz przez wymiennik ciepła zlokalizowany w ścianie oddzielającej silnik od pompy. W wymienniku ciepło odbierane jest od czynnika chłodzącego i przez użebrowaną ścianę przekazywane do pompowanych ścieków, zapewniając równomierne chłodzenie silnika w każdych warunkach pracy.

Czytaj też: Projektowanie pompowni ścieków – wybrane zagadnienia >>>

Sprawność

Symulacja przepływu CFD przez pompę FZC z wirnikiem dwułopatowym; Rys. Hydro-Vacuum

Osiągnięcie wysokiej sprawności pompy do ścieków przy utrzymaniu bardzo dobrej odporności na blokowanie elementami stałymi i długowłóknistymi jest sztuką kompromisu pomiędzy zachowaniem dużego swobodnego przelotu przez wirnik oraz uzyskaniem kształtu kanału międzyłopatkowego, który będzie efektywnie konwertował energię mechaniczną w hydrauliczną. Te dwa warunki zdają się wykluczać wzajemnie. Uzyskanie wysokiej sprawności wirnika odśrodkowego wymaga, żeby kanały miedzyłopatkowe tworzyły równomierne dyfuzory o zadanej długości i odpowiednim kącie. Ułatwia to zastosowanie wirnika wielokanałowego wyposażonego w 5–7 łopatek, co jednak całkowicie uniemożliwia zachowanie wymaganego swobodnego przelotu, powodując nieprzydatność w transporcie ścieków.

Zastosowanie wirnika jednołopatowego maksymalizuje prześwit, ale utrudnia uzyskanie odpowiedniego kształtu kanału. Dodatkowym problemem jest nierównomierne zużywanie wirnika, który w trakcie eksploatacji łatwo może stracić wyważenie, powodując zwiększenie obciążenia łożysk i ich przedwczesne zużycie.

Zdrowym kompromisem jest wyposażenie wirnika w dwie łopatki o przestrzennej krzywiźnie ze specjalnie ukształtowaną wklęsłą krawędzią wlotową. Pozwala to uzyskać równomierny przepływ przez wirnik pompy przy zachowaniu bardzo dużego swobodnego przelotu, co umożliwia uzyskanie sprawności przekraczającej nawet 80%.

Koszt

Czynnikami decydującymi o całkowitym koszcie transportu ścieków są koszty energii, obsługi oraz zakupu pomp i części zamiennych. Pompownie zbiorcze ze względu na znaczną wydajność wyposażone są w pompy o mocy kilkudziesięciu i więcej kilowatów, co powoduje, że nie bez znaczenia jest ich sprawność. Nowoczesne rozwiązania układów przepływowych dają możliwość pompowania ze sprawnością powyżej 80%, co przekłada się na znaczne korzyści finansowe dla użytkowników.

Producenci pomp zazwyczaj stosują dwie strategie odnośnie do ceny swoich produktów. Pierwsza to strategia „zdrowej” ceny pompy i części zamiennych, ustalanych na podstawie kosztu wytworzenia powiększonego o marże. Druga strategia to niska cena pompy, ale wysoka cena części zamiennych i usług serwisowych, która ma przynieść zysk przedsiębiorcy w trakcie eksploatacji urządzenia.

Dodatkowo o koszcie eksploatacji może decydować również rodzaj stosowanych elementów składowych, takich jak łożyska i uszczelnienia. Koszt specjalnych uszczelnień, dostępnych wyłącznie u producenta pompy, może być kilkukrotnie wyższy niż uszczelnień standardowych, które oferuje wielu dostawców.

Kompromis pomiędzy ceną zakupu i kosztem eksploatacji musi znaleźć przyszły użytkownik pompy. Dla pomp zużywających znaczne ilości mocy należy wybierać rozwiązania o najwyższej sprawności, zwracają uwagę nie tylko na koszt urządzenia, ale również rodzaj i koszt części zamiennych wymaganych w trakcie całego okresu eksploatacji. 

 

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie

Rozwiązujemy problem zanieczyszczonej, twardej wody »

  (...) rozwiązuje problemy z pięcioma najczęściej spotykanymi zanieczyszczeniami występującymi w wodzie (...) »  

 


Chcesz dobrać odpowiedni system do uzdatniana wody? Zapytaj na forum »

 


Projektujesz systemy przeciwpożarowe? Skorzystaj z porady »
Poznaj 3 sposoby na miękką wodę »

(...) wsparcie techniczne w zakresie przygotowania projektów koncepcyjnych systemów (...) czytaj dalej »

Dzięki niezwykle łatwej konfiguracji urządzenia potencjalny użytkownik jest w stanie zaoszczędzić pieniądze (...)  czytaj dalej »

 


 

Na czym polega unikalność przenośnych kotłownie kontenerowych »

Wyobraź sobie możliwość wyboru ogrzewania, które jest ekonomiczne (generuje do 30% oszczędności w (...) czytaj dalej »

 


Energooszczędne systemy wentylacyjne! Gdzie je znajdziesz »
Dopasuj wymiennik basenowy do potrzeb »

(...) kompletne urządzenia wentylacyjne zapewniające filtrację i dopływ świeżego powietrza do (...) czytaj dalej »

(...) wysoka wydajność cieplna oraz długotrwałe stabilne parametry pracy (...)  czytaj dalej »

Co Szperacz wyszperał ;-)

źle wykonana instalacja

Sztywniactwo i niechlujstwo - zobacz i skomentuj »

Dla tych, którzy szukają bardziej elektryzujących wrażeń Szperacz ma dziś coś specjalnego - rozdzielnia w toalecie.

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »
Zapisz się na bezpłatny newsletter!
Najnowsze informacje na Twoją skrzynkę:

Bez wysiłku, prosto na Twoją skrzynkę:
- nowości techniczne i wydarzenia branżowe
- praktyczne porady ekspertów.
Najlepsza profesja w branży HVAC

Przeglądarka produktów: Oczyszczanie ścieków

Zapraszamy na III Bieg Instalatora

Bieg Instalatora, organizowany przez redakcję portalu HVACR.pl już po raz trzeci, to zawody na przełajowej trasie 10 km po ścieżkach miejskiego parku położnego na północnym skraju...

Nowe pompy ciepła firmy Bosch

Nowe pompy ciepła Bosch Compress 4000 DW i 5000 DW zapewnią ciepłą wodę użytkową w całym domu o każdej porze roku. Dzięki powietrznej pompie Bosch oszczędności na podgrzewaniu wody w...
3/2017

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 3/2017
W miesięczniku m.in.:
  • - Wentylacja pożarowa garaży
  • - Trigeneracja i produkcja chłodu
Zobacz szczegóły
Tubes International Sp. z o.o. Tubes International Sp. z o.o.
Tubes International istnieje na rynku od 1993 roku. Wieloletnie doświadczenie pozwoliło zdobyć pozycje lidera wśród dostawców węży i...
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright © 2011 - 2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl