加拿大KSB公司完成休伦湖高扬程泵更换项目

然而，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，发现了一个重要的机会来节约能源和优化泵站的泵操作。

这项研究的结果是对泵站原有的五泵配置进行了修改，并将其替换为六泵配置。其中包括拆除3台已有50年历史的3000hp (2237kW)泵，并用KSB的4台高扬程泵取而代之。随着新泵在其运行曲线上运行，可以节省大量的能源。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)的工业加速计划(IEP)，为符合条件的能源效率项目提供财政奖励。

四家国际泵制造商提交了投标，但加拿大KSB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25年以来最低的总体预期生命周期成本。这是由于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(大的和小的)提供单一类型。这降低了备件需求，进而降低了生命周期成本，并在未来需求持续增加的情况下，提供了轻松增加泵容量的灵活性。该合同授予了加拿大KSB公司，该公司于2019年开始了设计和咨询工作。泵的制造于2020年开始，更新后的泵站于2022年8月全面运行。

休伦湖一次供水系统
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。伦敦市地区供水司(RWS)被借调到地区供水委员会，负责两个主要的供水系统，它们是LHPWSS和埃尔金地区主要供水系统(EAPWSS)。LHPWSS为伦敦、蓝伯顿海岸、北米德尔塞克斯、南休伦、布鲁沃特、米德尔塞克斯中心、卢坎-比杜尔夫和斯特拉斯托里-卡拉多克等城市提供服务，供水工厂位于南休伦大本德村北部。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个自治市约42万人口提供服务，其中包括80%的伦敦城。

该泵站最初设计为单一管道，但在1996年和2014年晚些时候，RWS将47公里长的主输送管道部分连接到一个终端水库，导致泵不再按曲线运行。“经过近50年的使用，现有的泵变得效率低下，叶轮出现了凹陷的迹象。LH&EAPWSS的资本项目经理Billy Haklander说:“保持它们的运行需要大量的持续维护，因为它们正在偏离曲线。”

泵的选择
为了使LHPWSS在选择泵时具有最大的灵活性，邀请了四家泵供应商为小型和大型泵提交单独的投标，并确定信用，如果LH&EAPWSS决定从同一供应商采购小型和大型泵。KSB的投标提供了一种创造性的解决方案，只使用一种类型的所有四个泵，只有叶轮和电机根据泵的大小不同。每个泵的底座尺寸相同。KSB提供的灵活性使其投标的资本成本可以调整，以考虑较少的备件，从而为客户创造节省。

KSB提出的建议的一个显著好处是，小型泵使用了与两个大型泵相同尺寸的外壳和底座，他们设计了一个机会，在未来通过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，如果需要增加供水的需求增长，它可以以最低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，考虑到资本成本、能源消耗和维护成本，该合同由加拿大AECOM公司(LH&EAPWSS的顾问公司)授予KSB。鉴于KSB提出的泵满足技术要求，并提供了25年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国家运营经理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房的可用空间。”“由于这是一个现有的装置，只有这么多的土地可以使用，一个关键的限制是，现有的泵是底部吸入配置。通常情况下，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种结合底部吸力的解决方案。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报道说:“该项目的最终范围包括为饮用水分配(供水)提供四个底部吸入水平分离式泵、振动监测系统和流量矫直器(吸入调节线轴)。”此外，合同的一部分是提供两台TECO制造的1494kW/2000hp @ 1200rpm, 4160V / 3Ph/60Hz电机和两台TECO制造的2611Kw/3500hp @ 1200rpm, 4160V / 3Ph/60Hz电机。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。”

该厂泵的额定排量为1158升/秒，每个泵的排放管道都配有一个直径为500mm的倾斜盘式止回阀，以及一个直径为500mm的金属阀座球阀，该球阀配有电动执行器。WTP有两个容量为580立方米的油气储罐，用于47公里长、直径1200毫米的部分双联供水主配系统的瞬态保护。

指定的泵有:

2 x RDLO 500-835 B SC G O BS

• 设计流量:900升/秒(78毫升/天)
• 设计流量泵扬程:125m TDH
• 低转速
• 泵启动:软启动器

2 x RDLO 500-835 A SC G O BS

• 设计流量:1300升/秒(112毫升/天)
• 设计流量泵扬程:150m TDH
• 低转速
• 泵启动:软启动器

RDLO泵
在世界各地的许多水应用中，RDLO泵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门用于处理原水、清洁水、服务水和输送流体，具有最小的流动阻力。因此，它们降低了所安装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。可靠性来自于套管的上部和下部由坚固的套管分离法兰密封，而高可用性是由于使用了尺寸宽大的轴承和高质量的轴密封。由于流量优化，无涡流进气弯头和短轴承跨度的刚性轴，确保平稳运行在任何时候。由于轴是完全密封的，在潮湿区域没有台阶/螺纹RDLO提供可靠的动力传输。

坚固的轴承支架、短而硬的轴和预加载轴承的组合保证了低振动和延长轴承、密封和联轴器的使用寿命。轴向分离的泵简化了维护程序，可以随时访问所有部件进行彻底检查。驱动器可以安装在泵的左侧和右侧，不需要额外的部件或对壳体进行修改。”其中两个泵连接到3500马力电机，其他两个到2500马力电机。这些是为整个LHPWSS提供饮用水的主要水泵，有许多客户在50公里以外，因此消耗大量能源。像这样的微小改进可以提高1%或2%的效率，但当你考虑到工厂的整体规模时，它们就会产生巨大的成本。”马库斯·亨德森评论道。

安装
比利·哈兰德解释说:“因为泵是翻新到原来的厂房里的，所以在安装过程中，有必要在一个传输侧以一半的容量运行工厂。”“由于工厂中已经有一个备用舱室，因此可以利用它来安装第一个泵。在安装泵5和6的同时运行泵1、2和3。一旦这些泵进行了测试，我们对它们的性能感到满意，就会切换到运行泵4、5和6，同时安装泵1、2和3。”

新泵的引入为改进隔离阀提供了机会。历史上，现有泵上缺乏隔离阀，需要完全隔离一半的排放集管板(三台泵)，以便于修复一台泵，有效地限制了工厂的泵容量为其额定容量的一半。选择一个组合控制/止回阀来取代每个泵排放的两个阀门意味着每个泵将有一个专用的隔离阀用于每个泵排放。每个泵排出液上的隔离阀将使组合阀和高扬程泵完全隔离，用于维护和维修。

泵的效率
该项目的一个重要因素是泵的节能问题，这涉及到KSB在德国Halle工厂的工厂验收测试。Henderson解释道:“工厂测试包括将每种尺寸的一台电机运到我们的工厂，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标准进行了满负荷类型测试，以确定电机的效率。”他继续说道:“我们根据工厂的整体功率和来自电机工厂的数据来确定泵的效率。对于该项目的性能保证有严格的惩罚措施，因此，如果我们未能达到所提供的效率保证，KSB将被要求向LHPWSS支付交付的能源成本和在性能寿命期内保证的能源成本的差额。”

“值得注意的是，当进行泵测试时，他们必须在裸露的内部。涂层是在测试后才使用的，所以这是对泵的原始效率的真正测试。考虑到涂层可以提高1%到2%的效率，我们面临着一些艰难的条件。”

结论
“更换休伦湖水处理厂已有50年历史的高扬程泵将显著节约能源，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/2611千瓦泵和相关的组合控制和隔离阀，以及一个中压电机控制中心，同时保持对该公用事业公司地区客户的供应，”Billy Haklander说。

“在全球大流行期间与KSB和其他供应商合作提供了无法预见的挑战，但我对项目的顺利进行感到惊讶。加拿大KSB的人员能够建立和适应虚拟站点验收测试程序，他们在德国Halle工厂的工程师在需要时提供信息方面做得很好。KSB在使该项目取得成功方面处于领先地位，他们与关键参与者的合作，特别是负责安装泵和项目机械方面的总承包商Kenaidan Contracting，并监督其电气分包商Selectra的电气组件安装，得到了极大的赞赏，”Billy Haklander评论道。

马库斯·亨德森解释说:“这个项目的一个积极因素是，我们能够按计划为一个永久性的调试团队工作。随着项目变得越来越复杂、周期越来越长，我们需要更大的一致性，通过这种新的开发，我们能够为客户提供持续可用的集成资源。”