KSB加拿大公司完成休伦湖高扬程泵更换项目

然而，在2017年，休伦湖一次供水系统(LHPWSS)宣布了一项能源审计和泵优化研究，该研究确定了泵站节能和优化泵操作的重要机会。

这项研究的结果是对泵站原有的5个泵配置进行了修改，并将其替换为6个泵配置。这包括拆除3台原有50年的3000马力(2237千瓦)泵，并用KSB的4台高扬程泵取代它们。随着新泵在其运行曲线上运行，可以节省大量能源。作为电力传输连接实体，LHPWSS有资格根据独立电力系统运营商(IESO)工业加速器计划(IEP)获得符合条件的能效项目的财政奖励。

四家国际泵制造商提交了投标，但KSB加拿大公司的投标脱颖而出。尽管是最高的资本支出成本，但KSB的提交实际上提供了超过25年的最低总体预期生命周期成本。这是可能的，因为KSB令人印象深刻的能源效率和创造性的解决方案，为所有四个泵(大泵和小泵)提供单一类型。这减少了对备件的需求，从而降低了生命周期成本，并提供了灵活性，可以在未来随着需求的不断增加而轻松增加泵的容量。该合同被授予加拿大KSB公司，该公司于2019年开始设计和咨询工作。泵的制造始于2020年，更新后的泵站于2022年8月全面投入使用。

休伦湖初级供水系统
伦敦位于安大略省西南部，沿着魁北克-温莎走廊，是一个有趣的城市，因为它的水源来自休伦湖和伊利湖。伦敦市的区域供水部门(RWS)被借调到区域水务局，负责两个主要的供水系统，即LHPWSS和埃尔金地区初级供水系统(EAPWSS)。LHPWSS从位于南休伦大本德村北部的水处理厂为伦敦、兰姆顿海岸、北米德尔塞克斯、南休伦、蓝水、米德尔塞克斯中心、卢坎-比道夫和斯特拉斯罗伊-卡拉多克等城市提供服务。该工厂目前的处理能力为3.4亿升/天(7500万英制加仑/天)，为伦敦8个自治市的约42万人口提供服务，其中包括伦敦金融城80%的人口。

泵站最初设计为单管道，但后来在1996年和2014年，RWS将47公里长的主输送管道部分连接到终端水库，导致泵不再在其曲线上运行。“经过近50年的发展，现有的泵变得越来越低效，叶轮出现了点蚀的迹象。LH&EAPWSS的资本项目经理Billy Haklander说:“为了保持它们的运行，需要进行大量的持续维护，因为它们正在偏离曲线。”

泵的选择
为了使LHPWSS在选择泵方面具有最大的灵活性，LH&EAPWSS邀请了四家泵供应商分别提交小型和大型泵的投标，并确定如果LH&EAPWSS决定从同一供应商处采购小型和大型泵时的信用额度。KSB的投标提供了一个创造性的解决方案，使用单一类型的所有四个泵，只有叶轮和电机根据泵的尺寸不同。每台泵的底板尺寸相同。KSB提供的灵活性使其投标的资本成本可以调整，以考虑更少的备件，从而为客户节省成本。

KSB提出的方案的一个显著优点是，小型泵与两个大型泵使用相同尺寸的套管和底板，他们设计了一个机会，通过在未来安装更大的叶轮和电机来增加泵的尺寸。这可以在现场完成，不需要进行任何土建工程。因此，如果对供水的需求增加，可以以最小的成本和对工厂的破坏来适应。

经过25年的生命周期成本分析，考虑到资金成本、能源消耗和维护成本，LH&EAPWSS的顾问AECOM Canada将合同授予了KSB。鉴于KSB提出的泵符合技术要求，并且在25年内提供了最低的总体预期生命周期成本，AECOM和RWS建议接受KSB的建议。

安装的挑战
KSB全国运营经理Marcus Henderson解释说:“在评估投标人的项目时，我们必须考虑的一个限制因素是是否能够符合现有泵大厅的可用空间。“由于这是一个现有的装置，所以只有这么多的空间可以使用，一个关键的限制是现有的泵是底部吸入配置。通常，卧式分体式泵的安装配置与吸、排方向一致。这意味着我们必须找到一个解决方案来结合底部吸力。我们必须进行一些模式工作，以结合现有的管道，这使我们能够解决问题。”

Marcus Henderson表示:“项目的最终范围包括提供4台底部吸式水平分体式泵、振动监测系统和用于饮用水分配(供水)的流量矫正器(吸式调节线轴)。”“此外，合同的一部分是提供两台TECO 1494kW/2000hp @ 1200rpm, 4160V / 3Ph/60Hz和两台TECO 2611Kw/3500hp @ 1200rpm, 4160V / 3Ph/60Hz的电动机。我们还负责泵组的扭转和横向分析、现场启动和调试现场服务。”

该厂泵的额定流量为1158升/秒，每台泵的排放管道配备一个直径500mm的倾斜圆盘止回阀，以及一个直径500mm的金属阀座球阀，配有电动执行器。WTP有两个液压气动储罐，每个容量为580立方米，用于47km部分双管1200毫米直径水主分配系统的瞬态保护。

指定的泵有:

2 × RDLO 500- 835b SC G O BS

• 设计流量:900 L/s (78 ML/D)
• 设计流量泵扬程:125m TDH
• 低转速
• 泵启动:软启动

2个RDLO 500- 835a SC G O BS

• 设计流量:1300 L/s (112 ML/D)
• 设计流量泵扬程:150m TDH
• 低转速
• 泵启动:软启动

RDLO泵
RDLO泵在世界各地的许多水应用中得到了验证，被认为能够满足客户的特定需求。KSB的RDLO轴向分离式单级蜗壳泵专为处理原水、清洁水、服务水和输送流体而开发，具有最小的流动阻力。因此，它们降低了安装它们的系统的能源和生命周期成本。它们还满足可靠性和高可用性的双重需求。可靠性源于上下套管部分采用实心套管分体式法兰密封，高可用性源于大尺寸轴承和高质量轴封的使用。由于流量优化，无涡流进气弯头和短轴承跨度的刚性轴，始终确保平稳运行。由于轴是完全密封的，在湿区没有台阶/螺纹，因此RDLO提供可靠的动力传输。

坚固的轴承支架，短而刚性的轴和预加载轴承的组合保证了轴承，密封件和联轴器的低振动和延长使用寿命。轴向分体式泵简化了维护程序，可以随时进入所有部件进行彻底检查。驱动器可以安装在泵的左右两侧，而不需要额外的部件或对套管进行修改。”其中两个泵连接到3500马力的电机，另外两个连接到2500马力的电机。这些水泵是为整个LHPWSS供应饮用水的主要水泵，而LHPWSS的许多客户都在50公里之外，因此它们消耗了大量的能源。像这样的边际改进可以提高一到两个百分点的效率，但是当你考虑到工厂的整体规模时，它们就会产生很大的成本。”

安装
Billy Haklander解释说:“因为泵是在原来的场地上进行改造的，所以在安装过程中，有必要在一个传动侧以一半的产能运行工厂。”“由于工厂中已经有一个备用舱，因此可以利用它来安装第一台泵。安装过程包括运行泵1、2和3，同时安装泵5和6。一旦对这些泵进行了测试，我们对它们的性能感到满意，就可以在安装泵1、2和3的同时，切换到运行泵4、5和6。”

新泵的引入为改造隔离阀提供了机会。从历史上看，现有泵上缺乏隔离阀，需要完全隔离一半的排放集板(三台泵)，以便于维修一台泵，有效地将工厂的泵容量限制在其额定容量的一半。选择一个组合控制/止回阀来取代每个泵排出处的两个阀，意味着每个泵将为每个泵排出处配备一个专用隔离阀。每个泵出口上的隔离阀将使组合阀和高扬程泵完全隔离，以便进行维护和维修。

泵的效率
该项目的一个重要组成部分是泵的节能问题，这涉及到KSB在德国哈雷工厂的工厂验收测试。Henderson解释说:“工厂测试包括将每种尺寸的一个电机运送到我们的工厂，并将它们连接到泵上进行管柱测试，并记录泵的整体性能。电机还根据IEEE标准进行了满载型式测试，以便确定电机效率。”他继续说道:“我们利用工厂的总功率和电机工厂的数据来确定泵的效率。该项目对性能保证有严格的处罚，因此，如果我们未能达到所给出的效率保证，KSB将被要求向LHPWSS支付交付的能源成本与在性能寿命期内保证的能源成本之间的差额。”

“值得注意的是，当进行泵测试时，它们必须在裸露的内部进行。涂层仅在测试后应用，因此这是对泵的原始效率的真正测试。考虑到涂层可以将效率提高1%到2%，我们面临着一些艰难的条件。”

结论
“在休伦湖水处理厂更换已有50年历史的高扬程泵将大大节省能源并优化泵的运行。这个大型基础设施项目的复杂性包括安装两台2000马力/1494千瓦和两台3500马力/2611千瓦的泵，以及相关的组合控制和隔离阀，以及一个中压电机控制中心，同时保持对公用事业公司区域客户的供应，”Billy Haklander说。

“在全球大流行期间，与KSB和其他供应商的合作带来了不可预见的挑战，但我对项目的进展感到惊讶。加拿大KSB的人能够建立和容纳虚拟现场验收测试程序，他们在德国哈雷工厂的工程师在需要时提供了很好的信息。KSB在使项目成功的过程中处于领先地位，他们与主要参与者的合作，特别是Kenaidan Contracting，负责安装泵和项目机械方面的总承包商，并监督其电气分包商Selectra的电气部件安装，非常感谢，”Billy Haklander评论道。

Marcus Henderson解释说:“这个项目的一个积极因素是，我们能够继续计划一个永久调试团队的角色。随着项目变得越来越复杂，持续时间也越来越长，我们需要更大的一致性，有了这一新的发展，我们能够为客户提供持续可用的综合资源。”