Потопяеми помпи за ПСОВ

Оборудването на пречиствателни станции за отпадъчни води е истинско предизвикателство. Използваните помпи трябва да се справят с канални води с променлива плътност, съдържание на твърди частици, киселинност, като в същото време да са енергоефективни и изискват минимално сервизно време. Решението на тези проблеми е в лицето на потопяемите циркулационни помпи. Лидерите на пазара предлагат голямо разнообразие от продукти, отговарящи на различните нужди на клиентите. Модерните продукти включват интелигентни контролни системи, вътрешни датчици, оптимизирани работни колела и високоефективни електрически мотори. Изработват се отчасти или изцяло от издръжливи на корозия и износване материали, а за най-суровите условия на работа се нанасят допълнителни защитни покрития. В тази статия ще обърнем внимание на конкретни технологии и модели, предлагани от големите производители.

Потопяемите помпи представляват циркулационни помпи с херметически запечатан мотор, работещи вертикално. Въпреки името си, тези машини могат и да бъдат монтирани на сухо, с идеята работата им да не се прекъсва в случай на наводнение. В „мокрите” приложения тялото на машината се потапя в изпомпваната течност, като по този начин може да се регулира лесно дълбочината и да се извършват ремонти при нужда. Принципът на операция на този тип помпи предопределя предимствата им за използване в пречиствателни станции за отпадъчни води (ПСОВ).

За разлика от инжекторните помпи, които „дърпат” чрез зона на ниско налягане и ефектът на Вентури, циркулационните такива не предизвикват драстична промяна в локалното налягане на флуида. По този начин те са предпазени от кавитация – основната причина за износването на помпените уредби. Отсъствието на стеснение в тръбата, отвеждаща течностите, характерно за инжекторните помпи, осигурява свободното преминаване на твърди частици с по-голям диаметър и позволява работа с течности с по-голям вискозитет.

Циркулационните помпи превръщат ротационната кинетична енергия на перката в хидродинамична енергия на изпомпвания флуид. Основните фактори, които определят продуктивността на циркулационните помпи са мощността електрическия мотор, хидравличният КПД на работното колело(роторът) и големината на свободно преминаване през помпената камера. За потопяемите помпи, използвани в ПСОВ, са нужни подсилени ротори за справяне с повишената концентрация на твърди частици. Роторите биват проектирани срещу запушване, което намалява времето за поддръжката им.

Помпите за канални отпадъчни води се нуждаят от мощни, енергийно-ефективни електрически мотори, изискващи минимална поддръжка. Помпата и моторът са монтирани директно към един вал, като двете често са слепени. Някои двигатели, често с мощност под 1,5kW, за специализирани приложения или сух монтаж, са с маслена баня.

Изборът на материали и антикорозионните мерки до голяма степен определят нуждата от ремонти на машините. Стоманата е основният материал в направата на повечето помпи, като частите им се галванизират, предпазват се от контакт с каналните води или се използва неръждаема стомана. Така, материалите са в състояние да издържат десетилетия при нормални условия в ПСОВ. Проблем може да представлява повишената концентрация на пясък и подобни абразивни частици в отпадъчните води. Обикновено пясъкът в каналния отток се приема за 0,002-0,003% от общия обем. Периодично, особено в съоръжения, в които навлиза и дъждовна вода, или такива, които третират индустриални отпадъчни води, това количество драстично се увеличава. По ерозионен път, абразивните частици премахват защитното покритие на материалите и ги оставят уязвими към корозия. Това зависи и от мощността на помпата – колкото по-мощна е тя, толкова по-къс би бил животът й. В такива случаи се търси решение в използването на специални материали или покрития.

Същото важи и за захранващия кабел на помпата. Кожухът му трябва да бъде в състояние да издържа на разяждащите свойства на каналните води, като в същото време да бъде гъвкав и еластичен. Връзката му с помпата е критична за издръжливостта на машината и за направата й обикновено се използва неръждаема стомана.

Системи с интелигентно управление от Grundfos
Датската компания е един от лидерите на пазара в производството на помпи. Сериите SE и SL са предложенията за изпомпване на отпадъчни води. Интегрираните сензори и дигиталният прекъсвач в случай на влага, отчитат състоянието на помпата в реално време. Това, заедно с интелигентната, адаптивна система за управление AUTOAdapt и IE3 мотора, понижават енергийната консумация на машината. Системите за статично и динамично балансиране на ротора и скъсеният му вал намаляват вибрациите, като по този начин удължават живота на електромотора и щадят уплътненията на машинния кожух.

За системи с продължителни операционни цикли и канални води с наличие на сухо вещество до 3% компанията предлага S-tube роторът, който осигурява свободно преминаване на частици до 160mm и се отличава с много висок хидравличен КПД. При по-къси операционни цикли и пропорция на сухото вещество над 5% се препоръчват SuperVortex роторите. Те са специално проектирани да пропускат частици до 100mm, като същевременно предизвикват завихряне в тялото на помпата, позволяващо справянето с канални води с по-висока плътност, фибри и газове.

Помпите от серията SL1/SLV се предлагат с мощности от 0.9-30kW, като моторите биват 2,4 и 6 полюсни. Проектирани са да оптимизират продуктивността и понижат цената на експлоатацията на системата с моторите, отговарящи на IE3. За работа в по-тежки условия, машината може да бъде оборудвана с ротор от неръждаема стомана.

SE1/SEV е серията на Grundfos с акцент върху издръжливостта и продължителната работа. Машините с мощност 1.1-30kW и 2,4,6 полюсни мотори дават възможност за работа потопени или на сухо, без нужда от допълнително охлаждане. За изключителната надеждност и рядка поддръжка компанията предлага варианти с ротор или изцяло направени от неръждаема стомана. Частите, отговарящи на EN 1.4408, EN 1.4517/1.4539 гарантират устойчивост на най-неблагоприятните условия.

Grundfos Blueflux® е гаранция за качество от най-висок клас при моторите, използвани от компанията и свидетелство, че техническите показатели на продукта отговарят на или превъзхождат текущите пазарни и правни норми за производителност на електрически мотори.

Продукти на Wilo за различни приложения
Гамата продукти Wilo-EMU са решенията на немската компания за приложения в ПСОВ с различни размери. Стандартната серия Wilo-EMU FA е с възможност за стационарен или мобилен мокър монтаж, за приложения с температура на работната течност до 40°C. В зависимост от конкретния модел максималният поток достига 380m3/h, а максималната напорна височина 51m. Според избрания вид на мокрия ротор и размера на свободния проход (6mm-100mm), са допустими съдържания на сухо вещество до 8%. Изпълнението на корпуса е от масивен сив чугун, механичните уплътнения от силициев карбид, а валът от неръждаема стомана 1.4021. При желание на клиентът компанията предлага високотемпературни версии, както и различни покрития в зависимост от специфичното приложение.

За ПСОВ, нуждаещи се от помпи с по-голям капацитет са сериите FA 05… – FA 60…. Максималният дебит им варира между 690 и 7950m3/h, а максималните напорни височини 69 – 87m. Характеристиките на индустриалните приложения са според ISO 9906:2012. Продуктите се предлагат с възможност за различно охлаждане на мотора за суха и мокра инсталация, възможности за различно защитно покритие и различни видове многоканален ротор. Свободният проход достига до 170mm, а допустимото количество сухо вещество е до 8%. Максималната дълбочина на потапяне е 12,5m.,а монтажът е стационарен посредством устройство за окачване или опорна плоча. Всички продукти на компанията са със степен на защита IP68 и се предлагат във версии с противовзривна защита (Ex).

“SOLID” роторите на Wilo са разработени с цел постигане на баланс между енергийна ефективност и нуждата от поддръжка. Помпите, оборудвани с тези ротори достигат до 81% хидравличен КПД. Постижими са течения 2400m3/h и напорни височини до 80m, а перките се предлагат с избор между няколко покрития в зависимост от приложението.

Керамичното покритие “Wilo Ceram” осигурява на продуктите на немската компания изключителна устойчивост на абразивни и химически процеси. 2-компонентното, полимерно покритие съдържа алуминиев оксид и се нанася чрез напръскване. Според дебелината на слоя и особеностите на нанасянето има 4 класа -

C0 (до 0.4mm),C1 (до 0.8mm), C2 (1.5mm) и C3 (до 3mm). Дори най-тънкото покритие осигурява продължителна устойчивост на канални води с основен характер и киселинност до pH 6, както и краткотрайна защита от силно киселинни вещества с pH 1. Използването на Ceram оскъпява машината с около 11%, но, според проведени тестове, е в състояние да удължи живота на компоненти като ротора четирикратно.

Вертикалните и хоризонтални помпени конфигурации на Vogel
Приложенията на Vogel, част от австрийската Xylem Water Solutions, за ПСОВ са продуктите от сериите KS и W. Разликата идва от типа на ротора, който при K е канален, a при W – завихрящ, който позволява изпомпване на канални води с по-голяма плътност и съдържание на твърди частици. Двете серии се състоят от по три конфигурации в зависимост от ориентацията и позицията на агрегата. Стандартната е с хоризонтално разположение, V е модификация с къс вал за вертикално сухо монтиране, а T – версия с дълъг вал (до 10m разстояние между мотора и помпата) за мокро или сухо поставяне. За улеснена поддръжка, роторът се демонтира без нужда да се откача помпата от свързаните смукателна и отточна тръба.

K – моделите са с максимален дебит 500m3/h и максимална напорна височина 45m. Каналното работно колело осигурява диаметър на свободно преминаване от 65mm и допустимо количество твърди частици 8%. W демонстрират максимален дебит от 900m3/h и максимална напорна височина от 60m. Завихрящият ротор позволява преминаване на частици до 117mm, като те могат да бъдат не повече от 10% от общия обем.

Характерно за компанията е високата допустима температура на работния флуид - 120°C. Vogel предлагат избор на клиентите си да изберат материалите, от които са направени различни части на помпите. Стандартните кодове са 5 – N, SN, NF, VL и VV. Те включват компоненти от стомана 0.6025 и 0.7040, бронз, както и няколко вида неръждаема стомана. За по-специализирани приложения е възможно използването и на други материали при желание на купувача.

Устойчивост и дълга експлоатация на продуктите на Sulzer
В основата на отводнителната техника на Sulzer са залегнали потопяемите помпи ABS. Акцент на компанията са устойчивото производство и експлоатация на продуктите. AS 1-3kW. FR, AFC – суха инсталация.

Моделите от серията XFP обхващат широка гама приложения за мокра инсталация в ПСОВ. Мощностите на помпите варират между 1.3-30kW (PE1 – PE3) и 30-400kW (PE4 - PE6), като са пригодени да работят с променлив ток с 50 или 60 Hz. Максималният дебит в серията е 734m3/h, а максималната напорна височина достига 99m. Сред характеристиките на машините са електрически мотори отговарящи на IE3, двойни механични уплътнения и гарантиран дълъг живот на лагерите (50 – 100 хил. часа). При поръчка на клиента се произвеждат помпи с температура на работния флуид до 60°C, с компоненти и уплътнения от различни материали, катодна защита, както и специализирани покрития.

Високо-дебитното предложение (до 10080m3/h) на Sulzer е в лицето на серията AFP. Оборудвани с три-фазови, 4-12 полюсни ел. мотори, с мощност 125 – 700kW, тези машини са насочени към мащабни приложения в ПСОВ. В зависимост от монтирането (мокро или сухо) има избор от отворена или затворена охладителна система. Издръжливостта на лагерите, запечатаната връзка на захранващият кабел и датчиците за температура, влага и вибрации, гарантират дълъг живот и експлоатация.

Помпи с покритие изцяло от неръждаема стомана от U-flo
Сериите VQ, SVQ и SSVQ са предложенията на американската компания U-flo. VQ са със стандартните стоманение кожуси, докато SVQ и SSVQ са изработени съответно от неръждаема стомана 304SS (1.4301) или 316SS (1.4401). Тези материали гарантират на инсталацията добра защита от корозионното действие на отпадъчните води. Моторите в сериите варират между 0.75kW и 110kW, като най-мощните дават на помпите КПД от 80%. Ниската скорост на въртене (980rpm) намалява износването на движещите се части на уредбата. Помпите са в състояние да работят с течности с температура до 40°C, а максималният дебит на модел от сериите е 2500m3/h. Продуктите на U-flo идват със стандартен водоустойчив кабел 5m, защита от прегряване, двойно механично запечатване, както и избор от различни моноблокови работни колела – затворени или завихрящи.