Partner serwisu

Jaką pompę wybrać?

Kategoria: Oczyszczalnie ścieków

Modernizacje to dla oczyszczalni ścieków „gorący okres”. Takie zmiany są dobrą okazją do wymiany urządzeń, jak na przykład pomp ściekowych. Aby pomóc w wyborze, redakcja magazynu „Ochrona Środowiska” przygotowała zestawienie pomp stosowanych w oczyszczalniach. Firmy, będące ich producentami lub dystrybutorami, przedstawiły krótką charakterystykę urządzeń, podstawowe parametry oraz ich zastosowanie (red.).

Jaką pompę wybrać?

     Pompy ściekowe stanowią odrębną grupę pomp różniących się od innych konstrukcją i sposobami instalowania. W ogromnej większości są to pompy wirowe (odśrodkowe, diagonalne, śmigłowe i o swobodnym przepływie – vortex), aczkolwiek coraz częściej można spotkać pompy wyporowe, zwłaszcza w kanalizacji ciśnieniowej. Przeważają klasyczne pompy zatapialne, choć stosowane są również ich suche wersje. Ze względu na wygodę i koszty użytkowania, w tym zwłaszcza – niezawodność pracy, najważniejsze jest właściwe zaprojektowanie poszczególnych instalacji, którego istotnymi elementami są:
• wybór rodzaju pompowni/przepompowni i sposobu
zainstalowania pomp,
• wybór typu pompy i wersji jej wykonania materiałowego,
• dobór liczby i znamionowych parametrów pracy
pomp,
• wybór konkretnych pomp spośród wielu oferowanych.

Rys. 1. Porównanie rozwiązania pompowni:
a) z silnikiem pompy ponad zbiornikiem,
b) z pompą zatapialną.

    Poprawnie zaprojektowana instalacja i dobrze dobrane pompy sprawiają, iż użytkownik wręcz zapomina, że ma pompownię i pracujące w niej zespoły. W przeciwnych przypadkach użytkowników może nękać pasmo kłopotów i znaczne koszty usuwania częstych awarii. Wiele takich przypadków omówiono w [1]…[5].

Rozwiązania pompowni
    W klasycznej przepompowni typowy silnik suchy umieszczony jest na stropie zbiornika ścieków, w którym – całkowicie lub częściowo – zanurzony jest korpus pompy tzw. wałowej (rys. 1a). W większości instalacji znajdują się jednak pompy zatapialne (rys. 1b), zarówno w instalacjach mokrych, gdzie są całkowicie lub częściowo zanurzone w cieczy (rys. 2a,b), jak i suchych, odpornych na zalanie lub zatopienie (rys. 2c,d). Na rysunkach pokazano także sposoby montowania tych pomp.

Typy pomp ściekowych
Ze względu na konkretne zastosowanie (rodzaj ścieków i rodzaj instalacji) spotykane są różne rozwiązania części hydraulicznej pompy (wirnik + kanały zbiorcze), determinujące konkretny typ pompy (rys. 3). Od rodzaju i takich właściwości przetłaczanego czynnika, jak:
• skład chemiczny oraz wartość pH,
• rodzaj i koncentracja części stałych,
• temperatura czynnika oraz warunki pracy instalacji
(ciągła/przerywana),
zależy wybór właściwego wykonania materiałowego elementów stykających się z przetłaczaną cieczą. Elementy te mogą być wykonane z żeliwa szarego, sferoidalnego lub wysokochromowego, stali i staliwa kwasoodpornego lub nierdzewnego, aluminium, brązu oraz tworzyw sztucznych (poliamidy, elastomery itp.).
    Ważnym elementem każdej pompy ściekowej są uszczelnienia chroniące pompę przed dostaniem się wody do silnika i do łożysk. Są to uszczelnienia zewnętrzne – kabla zasilającego, jak i wewnętrzne, między wirnikiem pompy i łożyskami. W tym ostatnim przypadku standardem są podwójne uszczelnienia mechaniczne (czołowe) i znajdująca się między nimi komora olejowa. Jakość uszczelnień decyduje o bezawaryjnej pracy i długowieczności pomp.
    Jak już wspomniano, pompy zatapialne wykonywane są jako „mokre” i „suche”. Należy podkreślić, że pompy zatapialne konstruowano z zamiarem całkowitego ich zatopienia w cieczy wraz z silnikiem. W takim wykonaniu dobre pompy pracują niezawodnie przez dziesiątki lat. Pompy w wersji suchej mają silnik osłonięty płaszczem, wewnątrz którego przepływa pompowana ciecz chłodząca silnik. Kanały chłodzące wymagają stałego lub okresowego czyszczenia/przepłukiwania; w przeciwnym przypadku występują bardzo poważne problemy eksploatacyjne (awarie). Pompy takie należy więc stosować tylko w naprawdę uzasadnionych przypadkach.

Rys. 2. Typowe schematy instalacyjne
pomp zatapialnych: a), b) w instalacjach
mokrych; c), d) w instalacjach suchych.

Dobór pomp
    Podstawowe czynniki wpływające na wybór typu pompy omówiono powyżej. Dodatkowe czynniki to:
• przeznaczenie pompy (do nowej instalacji czy na wymianę w instalacji istniejącej),
• wielkość i rodzaj pompowni/instalacji (z obsługą czy bezobsługowa),
• wymiary gabarytowe i masa oferowanych zespołów pompowych,
• doświadczenie wytwórcy oraz dostępność serwisu.

Bardzo ważny dla wygody użytkowania i kosztów eksploatacji jest właściwy dobór parametrów znamionowych pomp, będący podstawą do rozpisania przetargu na dostawę. Czynniki wpływające na dobór tych parametrów to:
• charakterystyka instalacji/układu pompowego,
• najmniejsza i największa ilość przetłaczanych/dopływających ścieków w jednostce czasu oraz przyjęty zakres zmienności poziomu ścieków w zbiorniku,
• efektywność energetyczna pompowania; dotyczy to zwłaszcza dużych pompowni pracujących w ruchu ciągłym, w których energochłonność pompowania i jego koszty należy minimalizować.

Czynniki, które także należy wziąć pod uwagę przy doborze parametrów, a później sprawdzić przy wyborze konkretnych pomp, to:
• zakres dopuszczalnej ciągłej pracy pompy [4], w szczególności ze względu na kawitację,
• prędkość obrotowa i związana z nią średnia prędkość przepływu w obszarze wlotowym pompy.

Rys. 3. Różne rodzaje wirników i współpracujących z nimi elementów pomp ściekowych:
a) otwarty lub zamknięty wirnik wielołopatkowy, z koszem ssawnym,
b) zamknięty wirnik kanałowy w obudowie spiralnej,
c) wirnik „vortex” pompy o swobodnym przepływie,
d) wirnik otwarty z docinaczem, w obudowie
spiralnej (współpracujący z płytą z ostrzami),
e) otwarty lub zamknięty wirnik kanałowy w obudowie spiralnej do zawiesiny silnie ścierającej,
f) zamknięty wirnik kanałowy lub wirnik diagonalny w połączeniu z kierownicą osiową,
g) wirnik otwarty z urządzeniem tnącym na wlocie (do rozdrabniania szmat, papieru itp.),
h) wirnik śmigłowy współpracujący z kierownicą osiową.

    W szeregu publikacji omówiono na konkretnych przykładach problemy eksploatacyjne wynikłe bądź z niewłaściwego doboru parametrów znamionowych, bądź z wyboru pompy nieodpowiedniej do danych warunków pracy. W szczególności przeanalizowano bardzo negatywny wpływ takich czynników, jak:
• źle dobrane charakterystyki pomp, zarówno do charakterystyki instalacji, jak i ilości dopływających ścieków i związanych z nią poziomów włączania/wyłączania poszczególnych pomp [1], [5],
• zbyt duża wysokość podnoszenia wybranych pomp skutkująca pracą z niedopuszczalnie dużą wydajnością [3], [5],
• zbyt mała wysokość napływu pomp zainstalowanych w wykonaniu suchym powodująca kawitację i jej skutki,
• niewłaściwy dobór typu wirników, prędkości obrotowych i wersji materiałowych, a nawet typów pomp, np. pomp śmigłowych do ścieków, zawierających wiele drobnych włókienek, splatających się w sznurki gromadzące się w szczelinie między łopatkami wirnika i obudową, i powodujące znaczny wzrost momentu tarcia [1],
• nieuzasadniony specjalnymi warunkami wybór pomp zatapialnych w wersji suchej [5].

* * *

    Najważniejszym elementem projektu pompowni/instalacji jest dobór parametrów znamionowych, a następnie wybór konkretnego typu i wykonania pompy. Powinno to być wynikiem ścisłej współpracy projektanta i użytkownika instalacji z możliwym wsparciem specjalistów z uczelni technicznych.
    Nie należy ulegać chwilowym modom. W szczególności pompy zatapialne w wersji suchej należy stosować tylko w uzasadnionych przypadkach.
    Przy wyborze konkretnych pomp nie należy dążyć do uzyskania doraźnych oszczędności. Najczęściej opłaca się kupić droższą, lecz lepszą jakościowo pompę, oszczędzając – nieraz znacznie – na kosztach późniejszej eksploatacji.

Literatura
[1] Jędral W.: Pompy w transporcie i oczyszczaniu ścieków. V Krajowe Forum Producentów i Użytkowników Pomp. Kiekrz 1999, mat. konf., s. 63-76.
[2] Jędral W.: Instalacje pomp zatapialnych. „Rynek Instalacyjny”, 2003, nr 11, s. 56-59.
[3] Jędral W.: Przykłady niewłaściwego doboru i nieodpowiedniej regulacji pomp w gospodarce wodno-ściekowej. „Ekotechnika 2004”, nr 2, s. 37-40.
[4] Jędral W.: Czynniki wyznaczające zakres dopuszczalnej ciągłej pracy pompy. „Pompy Pompownie, 2006”, nr 3, s. 20-22.
[5] Jędral W.: Efektywność energetyczna pomp i instalacji pompowych: Warszawa 2007, Krajowa Agencja Poszanowania Energii (dostępna także w Internecie – http://www.centrum.pomp.pl/dokumenty/biblioteka).

Autor: Waldemar Jędral

Artykuł został opublikowany w magazynie "Ochrona Środowiska" nr 5/2011

 

ZAMKNIJ X
Strona używa plików cookies w celu realizacji usług i zgodnie z Polityką Plików Cookies. OK, AKCEPTUJĘ