Реконструкция канализационной насосной станции для очистки сточных вод
Два крупных насосных станций сточных вод с высокой производительностью насосов двигателя снять наводнения во время сезона дождей, чтобы защитить от повреждений тысяч. Они являются частью проекта тысячелетия инфраструктуры в долине Мехико. Государственные из самых современных гидравлических инструментов инженерного были использованы для обеспечения надежной и эффективной работы.
Увеличение спроса
Долина Мехико переживает рост населения и стремительная урбанизация, и спрос на воду и санитарию поднимается постоянно. Это требование было встречено растущей системой скважин, пробуренных в водоносный слой мягкий, лежащие в основе этого региона. Это интенсивной эксплуатации значительно снижена основного до 50 сантиметров в год в некоторых районах.
Кроме того, распространение урбанизации привел к гибели лесов в окрестных горах, что привело к снижению темпов шторм протекания воды. Это также увеличивает количество сточных вод, обработки и лечения. Оседание почвы и дождевой воды перенапряжений пригрозил свернуть существующую инфраструктуру.
Необходимые обновления
В феврале 2010 года, канализационных каналов разрыв во время проливных дождей. Окрестности Chalco был затоплен. Вода Национальной комиссией (CONAGUA) в борьбе с разрушительными последствиями с несколькими крупными меры обновление инфраструктуры. Насосная станция, La Caldera, является важной частью одного проекта тоннеля "Рио-де-ла-Compania», которые помогут избежать затопления в муниципалитетах Chalco (Валье-де-Chalco, Солидарность и Ixtapaluca) в восточной части Мехико Долина.
Открыт 8 марта 2011 года президент Фелипе Кальдерон Инохоса, насосная станция предназначена для снятия воды, поступающие через туннель примерно 30 метров на открытом дренажного канала. Оттуда она течет по древнему район Тескоко озера. Насосная станция состоит из поддона, где механические установлены экраны и два насоса отстойников, каждый вместимостью 12 насосов внутри цилиндра 20 метров в диаметре и около 35 метров.
Караколь и Ла-Кальдера станции насоса
Аналогичная концепция дизайна была применена на второй насосной станции. Караколь насосная станция строится в федеральной зоне озера Тескоко и, по прогнозам выполнять 40 кубических метров в секунду (м3 / с) комбинированного сточных вод от тоннеля Emisor Oriente на Гран Канал открытого канала канализации. Двадцать большие погружные насосы поднимет жидкости более чем на 40 метров. Насосы были поставлены насос погружной электродвигатель компании и разработаны специально для тяжелых условий эксплуатации сточных вод.
На заводе La Caldera, восемь из 24 единиц (по четыре на поддоне) указано, обработки 1 м / с муниципальными сточными водами каждый, общим 8-м ³ / с, что разработчики систем считают максимально сухой погоды потока. Шестнадцать насосы с производительностью 2 м ³ / с каждый, согласно прогнозам, вступить в действие во время шторма поток воды, в результате чего общая мощность насоса до 40 м ³ / с.
В Caracol насосной станции, каждая из 20 единиц будет качать 2 м ³ / с. Сухой поток погода будет осуществляться четырьмя насосами в отстойник. Двенадцать единиц позаботится пик потоки в сезон дождей.
Инженеры конструкции насоса столкнулась с рядом проблем. Огромный среднего напряжения двигателей должны были разработать до 1600 лошадиных сил и по-прежнему вписывается в общую концепцию дизайна серии. Кроме того, стандартная система руководства для спуска и подъема насоса и из поддона должна быть адаптирована к условиям сайте.
Инженеры-де подписали устройство, которое позволило бы автоматическое подключение или отключение цепи подъемного крана без необходимости видеть любую часть насоса до 50 метров глубоких шахт или поддерживать цепочку связанных с ним.
Самой большой проблемой было найти картера дизайн, который позволит конечному пользователю работать как растения в эффективный и надежный способ. Насос компании был заключен контракт на создание базовой конструкции, которые вписываются в заданных размеров и оптимизации в одном потоке жидкости через вычислительные динамического моделирования, а также физические тестовой модели. Цель состояла в том, чтобы уменьшить энергию набегающего потока и обеспечить насосы с благоприятной стороны всасывания условиях.
Поток должен был подойти каждый насос с ограниченной и одинаково распределенных скоростей, а также без предварительного сучки. Поверхностные и подводных вихрей не должно происходить в любой части картера. Воздух увлечение было бы избежать.
Некоторые сточных вод конкретные вопросы были быть соблюдены. Например, скорость потока не снизится ниже определенного значения, чтобы избежать осаждения твердых частей в перекачиваемой среде. Нет мертвых зон лучшего. Все это должно быть в сочетании со спросом на расстояние между сухую погоду и дождливая насосы сезона.
Вычислительная гидродинамика
Использование вычислительной гидродинамики, CFD-(численного моделирования течения) становится все более важным. Программа специально разработана для этого приложения была эффективной и позволила относительно точного предсказания потока.
На рисунке 3 показано, как оптимизированная конструкция выглядит, когда разработаны через несколько поворотов моделирования.
В обоих случаях, входящий поток потеряет большую часть своей энергии в предварительной камере, из которой поток направляется на сухой погоды насосов.
На определенном уровне воды, входящего потока полями на дождь, погода раздел картера в. Таким образом, тяжелые, загрязненный поток сточных вод будет оставаться в этой части картера и не распространяться на весь отстойник.
Защитная стена гарантии, что приближается скорости остается в допустимых пределах (по абсолютной величине, а также профили распределения близка к всасывания насоса входы), несмотря на тот факт, что 20 м ³ / с означает огромное количество кинетической энергии.
Дизайн был разработан с целью поддержания минимальных скоростях, близких к нижней картера даже при низком потоке времени, что является жизненно важным для предельной осадке встроенным в картер. Мертвые зоны могут быть полностью устранены.
Дополнительные конструктивные особенности были необходимы, чтобы предотвратить насосы влияющих себя и предотвратить образование вовлеченного воздуха на поверхности вихрей.
Масштаб модели CFD-моделирования насосного оборудования
Масштабная модель
Дизайн, который был наиболее подходящим после CFD моделирования был преобразован в геометрически соответствующих масштабных моделей из прозрачных материалов (см. Рисунок 4) и установлен в лаборатории насосов компании. С помощью наблюдений с моделью, насос инженеры могут проверить, является ли концепция они были разработаны в компьютерную модель работала эффективно.
Физический тест модель по-прежнему самый надежный способ точно определить, где могут возникнуть проблемы и как их решать. Судя вихрь развития, например, поверхности жидкости, а также стены и пол районах, не наблюдалось. Vortex интенсивность в данной области было замечено использование красителей вводят в определенных областях картера.
Поток скорости были измерены в контрольных точках по всему сечению всасывающей крест модель насоса с помощью трубки Пито. Средняя скорость течения не должна отклоняться более чем на 10 процентов из предопределенного значения. Предварительно водоворот угол, с которым всасывания поток приближается к насоса измеряется vortometer. Вариации плюс / минус пять градусов была приемлемой.
Применение безразмерных коэффициентов позволило инженерам передавать результаты в полный размер структуры. Тем не менее, случаи, которые были незначительный эффект в модели может быть значительно более значимыми в полномасштабную структуру.
Результаты насосной станции
Насосы поставляются на станцию La Caldera показал отличную производительность во время полевых испытаний и работают удовлетворительно с марта 2011 года. Обслуживающий персонал из насоса компания введет в эксплуатацию насосов в Caracol насосной станции весной 2012 года.
Также читайте интернет-интервью с д-р Рафаэль B. Кармона Паредес, директор общую координацию техники и технологии и координации в целом специальных проектов для чистой воды и сточных вод на Conagua.
Насосы и системы , март 2012
Об авторе: Йенс Мильке является дипломированный инженер. для машиностроения и насосов KSB AG, департамент приложений котировок сточных вод.
