创新的设计,工程和高性能测试突出了KSB抽水系统,在深隧道泵项目中沿河泰晤士河安装85米,推动了大型泵到边缘的测试和性能。

由Michelle Segrest,导航内容,Inc。 - 报告业内

KSB.. ..... .... Super Pumps keep London’s Lee Tunnel from flooding

此页面包含会员链接。如果您点击产品链接并购买,它允许我为您提供一个小型佣金,而不是额外的费用!感谢您的支持,我希望您在此内容中找到价值!

哈勒,德国(2013年8月22日) - 问题很大。

每年平均每年3900万吨污水流量,从伦敦的35个最污染的联合下水道溢出(CSO) - 目前,一部分150岁的维多利亚式网络的一部分,不能再容纳过多的污水和雨水。

解决问题的挑战甚至更大 - 泵站埋在直径32米的轴下方的表面下方85米。

在解决方案的核心是由KSB专门创建的大型泵-54吨超级泵 在复杂的精心设计的泵送系统内运行。

“这是KSB的最大污水泵 曾经建造过,“KSB废水能力中心负责人Maik Ulmschneider说。 “整个项目是最高级的 - 项目本身的大小,隧道的尺寸,泵的尺寸,电机尺寸和试验台的尺寸。大小使其成为挑战。除此之外,一切正常。这是关键的,创新的污水泵工程,这是KSB does best.”

7.6公里(km)李隧道是第一位旨在捕获和重定向大约1600万吨雨水和污水的隧道中的第一个,作为拟议的25公里泰晤士河局计划的一部分。它将在伦敦市中心沿着泰晤士河奔跑。

轴的深度等于大本钟的高度。泵站将在Beckton污水处理工程下方运行,英国最大的废水和污水处理厂。

“这是欧洲这十年的最大的水/废水基础设施项目,”乌尔姆斯查姆斯·德尼德说。 “成为这个项目的一部分对我们来说是一个很大的参考。我们走到以上,以便找到正确的定制解决方案,使我们的客户快乐。“

对泰晤士河的投资也很大。整个泰晤士潮汐计划的20亿英镑的价格标签使得这是在U.K的最昂贵的水项目。

KSB.. ..... .... 提供六个单级的前四个,终端吸入超级泵需要完成工作。它还将供应两个较小但强大的排水泵。

每个KSB. SVP-84超级泵(GA展示的GIW行业铸造和制造)将在每秒3,050升(L / S)/87.1米的工作范围内运行(每小时290万加仑(GPH)/ 48,343每分钟加仑(GPM)和1,950 L / S / 16.89米的头部(185万GPH / 30,908 GPM)。

泵的叶轮具有直径为2.2米的叶轮。每个耐磨的白色铸铁泵由西门子A-Modyn垂直电机供电,其在3.4兆瓦(MW),6,600伏/ 50赫兹,最高可达333 rpm(请参阅下面的“供电泵”) 。

保持电机很酷, KSB 设计的热交换器专为该地下应用而设计。与等同的风冷系统相比,这些热交换器将急剧减小散热载荷所需的能量。

“深隧道设施中最大的挑战是尽可能地从外面的独立,”Ulmschneider说。 “一旦任何设备都挂在起重机上,就需要20分钟即可到达隧道的底部。当您需要安装几件时,它可能需要一周才能在那里获取设备,并且不计算安装它所需的时间。轴上的整个安装过程本身是一个故事。泵必须安装在车站内。这是一个非常紧凑的空间。当然,你不能打电话给一个人和说,“我需要帮助移动这款54吨泵。”它涉及大,昂贵的设备,很多人和很多时间。“

经验解决了泵应用的挑战

KSB.. ..... .... 在俄罗斯,美国和墨西哥的类似规模项目中提供设备的成功应用程序。这一经验在公司的合同奖项中至关重要。

“深度安装具有许多明显的挑战和设计阶段的细节中的其他挑战,”乌尔姆斯·克纳德说。

“我们看到了一个趋势,现在更多的大城市正在使用深隧道。一个原因提高了对环境的认识,因此他们考虑了CSO解决方案。这些解决方案涉及深隧道,因为地面上的所有其他空间都被地铁,天然气,普通污水系统 - 各种现有基础设施占据。“

对于俄罗斯圣彼得堡的URS-422项目, KSB Ulmschneider表示,使用较小的干式安装的潜水泵,深度为92米。这个特定项目的最佳解决方案是更多的泵-2 - 但每个泵的流量较低。 “由于这种深入的隧道趋势,我们开发了一种为纯干燥安装或干式安装潜艇的全系列泵,”Ulmschneider表示。 “我们扩展了我们现有的范围以满足趋势的要求。”

每个深隧道项目都需要完全定制的解决方案。

“在早期阶段期间,客户经常需要帮助定义其特定项目的解决方案,”Ulmschneider表示。 “我们可以自定义项目以满足特定需求。 KSB 是唯一拥有这种品种的公司,这对我们来说是一个优势。每个拥有者,每个实用程序和每个位置都有不同的要求和挑战,因此此范围至关重要。一家公司将数十亿美元投入这样的项目,泵必须工作。“

建造李隧道超级泵

2011年,GIW产业从KSB,其母公司收到了订单,为Lee Tunnel项目建立四个大型泵。因为这个项目的范围迫使泵大,它扮演了GIW的强度,根据Bob VISINTARARER,GIW的工程副总裁。

GIW为采矿业建造巨大的泵,制造大铸件。由于1987年的Giw建造的LSA-84挖泥船泵已经到位了一些现有的液压。这被用作超级泵的旗舰设计。

“我们挑战这些液压系统进入垂直配置,”Visintainer说。 “GIW设计了机械端和垂直配置。湿端部件类似于我们之前建造的泵,因此没有惊喜。“

Visintainer表示,设计过程大约需要16个月的工程师和CAD运营商团队。对于这个项目,在机械侧有两个工程团队 - 一个在泵送侧。

“这个项目的原因很重要,”Visintainer说。 “单独的泵是一个多百万美元的订单。一个重要欧洲国家的资本城市政府支持该项目,这使其成为高知名度。很多人都在看着它。雨水储存问题是许多城市的一个重要。“

机械密封是复杂的,并通过Eagleburgmann设计工程师Hans Steigenberger和Peter Haselbacher专门为该泵制作。 Lee River HGH 300S1 / 400-E1密封件具有拆开密封面,可以更换,而不会拆除泵。密封件重量300公斤,轴下垂,直径279毫米(11英寸)(参见“机械密封技术”)。

“一旦这些泵进入坑里,就会对他们所做的任何东西都会变得非常复杂,”Visintainer说。

“我们的重点是可靠性。我们必须考虑可能出错的是什么。我们与Eagleburgmann的设计师合作,通过各种可能的场景,以便我们将拥有完美无瑕的操作的最佳机会。“

其中一个

其中一个"抹布怪物"由历史悠久的为期四个月的抹布测试生成。照片由GIW Industries提供。

泵测试,零件一抹布怪物

在废水泵送中,泵的最简单的东西是水。 Ulmschneider说,泵最难的是浪花。

“废水抽水是不可预测的,”他解释说。 “你永远不知道你要得到什么。谈到破坏时,没有人知道它们是如何表现的,因为没有记录数据,用于用这种尺寸的泵测试抹布。“ RAG测试是在李隧道超级泵上进行的最突破性的测试。这些测试建立了所有未来废水泵的基础。

“泰晤士水希望肯定会尽量减少阻塞潜力,”Visintainer说。 “这整个系统取决于这四个泵正常运行,因此该测试成为整个过程中最关键的步骤之一。”

对于RAG测试,通过要求具体:2公斤的每立方米的抹布的干重,最大长度为1米,必须在三个不同的占空比下泵出六个小时而不堵塞泵。

RAG测试在Giw的Grovetown设施进行,持续了四个月(2012年11月 - 2013年2月)。

“我们在测试实验室中迅速发现,液体每15至30秒每15秒以350 rpm循环一次。在一个小时内,每一个抹布都经历了100到200次,“Visintainer说。 “抹布的纤维开始缠结并形成我们所谓的”抹布怪物“。这些是比两名成年男子(近5米)更大的团体,在30分钟内创造了堵塞(见图3)。”

KSB.. ..... .... 而且GIW满足了客户的要求,但他们没有停止那里。有机会进一步内部科学测试,了解泵可以真正处理的内容。

“我们想了解旧版在封闭系统中的表现如何,”Ulmschneider说。 “他们什么时候堵塞了系统?泵什么时候开始失败?这项测试是突破性的,不仅适用于KSB,而是整个废水行业。这是这个幅度的第一个全面的剪断测试。我们达到了客户的合同要求,然后真正将泵推到边缘。我们发现它可以做些什么。我们现在知道泵将开始挣扎的点以及关闭时的点。“

泵测试,部分两性测试

在KSB的四个超级泵和四个电动机中的每一个上进行完整的液压性能测试 Halle的Q循环测试领域,这个位置的六个最先进的测试领域之一。性能测试包括泵连续运行的四个不同的占用点两小时,解释了Thomas Hennig博士, KSB的测试现场工程师。最大速度(临界点)是3,000升/秒的流速,总部为87米。此时,泵应吸收3,000千瓦(3 MW)的功率。

Hennig说,在哈勒设施在哈勒设施进行了最高的吸收力量是3.4兆瓦。该测试领域的能力最多可测试10兆瓦。

尽可能接近泵站的现实情况是一个目标。 Lee隧道试验台的总高度为10.4米,包括1.2米的原始碳轴。

另一个挑战是,由于起重机的最大高度,该测试领域的清晰高度仅限于10.6米。机动只有203毫米(8英寸),在移动这种重型设备时,这不是很多空间(见图4)。

每个测试持续约5小时,需要额外的冷却系统,ksb 准备处理。

“在KSB中,我们在世界各地都有几个测试领域,”Ulmschneider说。 “Halle中的此测试字段是唯一的KSB 可以允许可以符合此项目的所有测试要求的电源,尺寸和功能的测试字段。但即使是这种测试领域也需要连续两小时测试额外的冷却。“

KSB.. ..... .... 2009年投入了1800万欧元,建立一个可容纳这一规模泵的测试设施。这包括测试领域,测试场馆和XXL加工中心。那时建造了两个冷却塔,但是空间是为了容纳六个。

专门为该项目加入更多的冷却塔。 “我们将冷却能力翻了一番,以适应这个项目的长期为期两小时的永久性测试。” Ulmschneider说。 “当我们建立此测试领域时,我们造成了冷却尺寸和电源输入尺寸的规定 - 这可能需要有一天测试更大的泵。今天,我们不建立许多需要10兆瓦的电力的泵,但我们准备好我们的工作。“

性能测试的第一部分涉及在指定的3,000 L / s中连续运行两小时。 KSB 以10分钟的间隔测量时间间隙。对于成功的测试,平均流速/总头应保持恒定两个小时。测量泵的电机和轴承温度的绕组和轴承温度。在两小时内,温度上升。温度时间测试确定在长期恒定运行后的温度值的估计。测量最大限制,不会过载。

性能测试的第二部分通过改变流速来测量一个完整的性能曲线。这四次以四种不同的速度测量了四次:326rpm,315rpm,166rpm和150rpm。确定了四条性能曲线。这些测试还测量了振动,轴承温度和噪声。

测试的最后部分涉及以326rpm的速度测量净正吸头。

“性能测试通常是每个泵的标准测试,我们与客户合同保证积分,”Hennig说。 “我们为客户提供有关泵在这些条件下运行的信息。这些测试表明是否可以实现指定的公差。“

客户出现在过程的每个阶段都能见证所有测试。

四个泵中的每一个都可以不同地运行。 “我们跑了它,直到我们对此进行,”Hennig说。 “有时,必须调整或重新加工泵以满足客户的要求。”

该测试字段包括完整的闭环系统。水旅行通过大型管来到达泵而不是使用开放盆地的其他测试领域。

此Q循环测试场每年运行大约100个测试,并且可以测试容量高达5,043升/秒的泵,最大600米。

测试协调

Andrea Gros是一名工业工程师,是KSB的大型泵的生产头。她负责协调绩效测试的时间表,这是一个花费一年的进程和五个工程师团队实现的过程。 GRO协调所有专家,设计了测试的设置,预定了六周的测试过程,验证了所有技术规范,是主要问题解算器。

她说,最具挑战性的方面是泵的重量,泵的尺寸,所需的电力和垂直安装的废水应用。测试的每个工具和附件必须特别设计。

GRO创建了一个详细的计划,其中包括设置模拟,以确定泵和试验台的装配和拆卸有多长。泵送入零件,设置有阶段。将泵组装在测试场上,然后在泵周围构建试验台支撑框架(塔架)。在此之后,安装了叶轮。然后添加轴承支架,然后是塔架的其余部分和电动机。

“来自KSB的工程师 在制造泵期间,在GIW设施在GIW设施中花费了准确地了解泵所需的泵,并识别它需要多长时间,“GROS解释说。

为每个泵构建试验台,需要每天工作16小时的五个人。 “测试领域的环境条件是最具挑战性的,”格罗斯说。 “地板站在泉水上。这是吸收可能影响其他设备的振动的特殊基础。此外,在应用科学大学曼堡的帮助下进行了计算,这有助于确定测试如何影响管道系统和其他系统。这需要两周时间来工作。这是一个流动的过程。我们必须一次解决一个问题,然后开始讨论下一个问题。“

李隧道泵站特殊功能

泵站分为两部分,每侧为三个泵(见图5)。除了四个超级泵和两个排水泵外, KSB 根据UWE Hilpmann,还设计了设计,制造,并将安装多个辅助功能, KSB为Lee Tunnel项目的项目经理。

KSB.. ..... .... 在可移动设备上设计的抽吸弯曲,其滑动大约9.7米并提供两种用途:

图像5.李隧道泵站的插图

  • 它们提供从吸入弯曲到隧道的连接,并用于访问隧道以调查问题并解决问题。

  • 它们提供叶轮下的通道。

Hilpmann表示,通过KSB专门为该项目设计为该项目设计的系统,润滑了水库的轴承。将油直接喷在闭环内的轴承上。

超级泵安装在盖子(28.78米)上的混凝土水平上,电机安装在泵上方的电机楼层(35米)上。两ksb. 缝制K 250-900排水泵将安装在泵站的每一侧。 “如果李隧道充满水,水平将是大约85米,”希尔普曼解释说。 “操作主泵将水位降低33米,然后停止,排水泵接管。”

排水泵的实际流速为160 L / s(最小)至260,000升(最大值),实际发达的头部86.60米至83.80米。泵效率为59.23至71.28%,229.65千瓦至299.93千瓦泵浦电力吸收。这些泵在817至827rpm下运行。

KSB.. ..... .... Super Pumps Ready for Heavy Duty

世界上三个领先的土木工程承包商-Morgan Sindall,Vinci建筑盛大工程和Bachy Soletanche(MVB) - 使用泰晤士河,建造李隧道。

建设于2010年1月开始于2010年1月开始。李隧道的运作预计将于2016年开始。整个泰晤士河潮汐计划的目前的目标完成日期为2023。

前四个泵预计将于2015年第三季度安装。一年后, KSB 将拆卸并完全检查其中一个泵。泵将由英国基于英国KSB的专家维护和服务 Limited.

“这些超级泵在这个项目期间受到了很大的挑战,我们所以拥有,”Ulmschneider说。 “看到这些泵被推到了边缘,而不是失败,让我们对所有挑战都有很多信心。我们准备好了。”

由Siemens为KSB Super Pumps建造的大型电机

由Siemens为KSB Super Pumps建造的大型电机

西门子汽车为超级泵提供动力

这种幅度的泵送功率需要定制的电动机以处理极高的温度和电压。每个KSB. Super Pump由Siemens A-Modyn垂直电机提供动力,该电动机在6,600伏/ 50赫兹的3.4兆瓦运行,速度高达333 rpm。

“我们的挑战是设计一个可能将动力因数增加到400安培的电机,”西门子的中电动电机销售经理Torsten Fiedler表示。 “我们将铁添加到设计中以改善电机的功率因数和电子行为。该电机具有特殊的电子包装。电机的定子由铁叠层组成。设计中的叠片越多,功率因数越好,电流越低。“

每个电机重30.13吨,长2.85米,高2.75米,宽3.83米。电机采用罗克韦尔自动化变频驱动器。

Fiedler表示,创建右泵为超级泵产生右电机的最大挑战之一是电机的重量。 “我们的竞争对手提供了一款权重50吨的电机,但它被客户拒绝。西门子能够创造一个具有相同功率但重量较低的电机。“

西门子设计具有水冷电机。电动机具有恒定的空气流冷却回路。热交换器用作水冷却器。淡水在电机外壳和冷却夹套之间运行。水循环并冷却内部部件。它由连接到闭合电路中的热交换器的上升管冷却。 “这是一种特殊的设计,”Fiedler说。 “通常,水来自一个开源。”

这些汽车制造在捷克共和国西门子德拉斯夫,设施 - 是一种为泵应用制造的特殊设计。

EAGLEBGMANN机械密封件专为KSB超级泵而设计

EAGLEBGMANN机械密封件专为KSB超级泵而设计

EAGLEBURGMANN机械密封技术为KSB超级泵制作特殊

机械密封是复杂的,并通过Eagleburgmann设计工程师Hans Steigenberger和Peter Haselbacher专门为该泵制作。

Lee River HGH 300S1 / 400-E1密封件具有分开的密封面,可以在不撕开泵的情况下更换(见图6)。轴下源直径为279毫米(11英寸)。密封重量为300公斤。

EAGLEBURGMANN和GIW在该项目的早期工作,仔细设计机械密封,以满足泵的需求,并考虑深隧道项目的特殊挑战。

“该项目的密封专为目的而设计,”Haselbacher解释说。 “一方面,它是一个简单的半拆分案例设计 - 只有它更大。但是,垂直系统存在特殊问题。它必须简单,尽可能安全,但要设计为目的。“

在HGH半拆分密封设计中,可以使用分割部件进行维修。 Haselbacher说,这对于这种特定应用至关重要。如果存在足够的轴向间隙以拔下密封壳体和座椅壳体,则使用半分割机械密封件,直到可接近滑动部件。也就是说,只有佩戴件 - 如密封面和O形圈 - 是分裂的,“Haselbacher解释说。

“在GIW密封壳体的情况下,对于修复的情况,将部分4分开,因为空间受到限制。可以在没有完全拆卸的情况下更换密封面,O形圈和弹簧。在GIW泵的情况下,必须激活充气密封。“

Haselbacher解释说,该项目的机械密封设计有充气密封件,可充气密封件吹入“像轮胎”2至3巴上方的产品压力以防止泄漏。这是安全预防措施。泵不能用膨胀密封件运行。 “回流装置是最先进的,”Haselbacher说。 “这有助于保持密封室没有粒子。”

密封件通常具有齐平的水,净水,每分钟约15至20升。 Haselbacher说,这使得尽可能保持密封件周围的区域尽可能清洁,因为钟形密封室不能使用。

“如果通过打开”冲洗“清洁(钻孔2)的必要修复,因此服务人员可以在开口前清理密封室。我们用清水冲洗密封室。“

堵塞的孔用于通风。

“在泵的启动前,将始终发生通风,以确保房间没有空气和天然气,”Haselbacher说。 “泵是垂直的,因此SiC / SiC面的干燥运行通常是密封失效的原因。用这样的密封件,必须始终保证面部处的液体。密封寿命的期望是直到总泵修订。在面部内侧的压力淬火(见图1中的绿色区域)提供了额外的备份。“

两个密封面具有静止设计,可以使用弹簧从顶部移动以闭合间隙。 Haselbacher说,如果有轴的移动,这提供了泄漏保护。

两个密封面都设计在两个O形环之间的浮动。 Haselbacher说,这是为了允许在服务的情况下轻松更换,并使脸部偏离脸部。密封件通过轴承支架提供服务,不需要拆卸来进行维修。

密封的最大操作限制(取决于尺寸,速度和压力)是:

  • 轴直径:50 ... 750毫米

  • 压力:25巴

  • 温度:150℃

  • 滑动速度:每秒20米

本文是由 米歇尔·斯蒂格斯特 , 导航内容,Inc。Segrest一直是三十多年来的专业记者,自2008年以来已涵盖了加工行业。

如果您喜欢本文关于伦敦的Lee隧道的深隧道超级泵,请钉住!

KSB超级泵代表了欧洲历史上最大的深隧道项目
伦敦的Lee隧道需要大量的超级泵埋在表面深处

此页面包含会员链接。如果您点击产品链接并购买,它允许我为您提供一个小型佣金,而不是额外的费用!感谢您的支持,我希望您在此内容中找到价值!

 (本文最初发布了超级泵 泵 & Systems, 2013年九月)