KSB rüstet neue Wasserpumpstation für Calgary aus

Die Anforderungen für Shaganappi umfassten die Lieferung von drei großen RDLO 600-600-Pumpen mit einer Nennleistung von 80 ml/Tag und drei kleineren Omega 300-560-Pumpen mit einer Nennleistung von 30 ml/Tag. (Bildquelle: KSB SE & Co. KGaA)

Die Stadt ist international vielleicht vor allem für ihr jährliches Rodeo und die Outdoor-Show Calgary Stampede bekannt. Calgary wurde ursprünglich rund um die Landwirtschaft gegründet und ist heute das Herzstück des kanadischen Energiesektors, wobei ein Großteil der aktuellen Wirtschaft von der Öl- und Gasförderung angetrieben wird.

Mit einer wachsenden Bevölkerung von über drei Millionen und einer anhaltenden Diversifizierung von Industrie und Handel muss die ständig wachsende Nachfrage der Einwohner Calgars nach Trinkwasser gedeckt werden. Um den aktuellen und zukünftigen Anforderungen an sicheres und zuverlässiges Trinkwasser gerecht zu werden, hat die Stadt Calgary kürzlich ein 35-Millionen-CAD-Projekt gestartet, um die kritischste Wasserpumpstation der Stadt zu ersetzen. Die bestehende Pumpstation Shaganappi, ursprünglich 1978 erbaut, versorgt über 200.000 Einwohner von Calgary und den umliegenden Gemeinden mit Trinkwasser. Die Pumpstation Shaganappi ist Calgarys größte Pumpstation und ein wichtiger Bestandteil des Wasserübertragungsnetzes der Stadt, das aus 41 Pumpstationen und 23 Speicherreservoirs besteht, die durch über 4.500 km unterirdische Rohrleitungen verbunden sind. Diese große Anzahl an Pumpstationen und Stauseen ist aufgrund der unterschiedlichen und oft rauen Topographie von Calgary erforderlich, die die Stadt je nach Höhe in viele kleinere Wasserdruckzonen unterteilt.

Das Projekt Die Stadt Calgary besitzt und betreibt zwei Wasseraufbereitungsanlagen: die Bearspaw Water Treatment Plant und die Glenmore Water Treatment Plant. Diese hochmodernen Aufbereitungsanlagen beziehen ihr Quellwasser jeweils aus dem Bow River und dem Elbow River. Beide Aufbereitungsanlagen zusammen können insgesamt 950 ml sauberes Trinkwasser pro Tag produzieren. Aufbereitetes Wasser wird vor Ort in den Aufbereitungsanlagen gespeichert, bevor es zur Verteilung in der ganzen Stadt in das Übertragungsnetz gepumpt wird. Das Bearspaw-Werk im Nordwesten der Stadt pumpt Wasser in drei separate unterirdische Zufuhrleitungen. Eine dieser Zuleitungsleitungen ist die South Feeder mit einem Durchmesser von 1950 mm, Calgarys größter und kritischster Zuleitungsleitung. Die Pumpstation Shaganappi bezieht Wasser direkt aus der Südzuleitung und teilt dann den Fluss effektiv auf, fügt durch Pumpen hydraulische Energie hinzu und leitet das Wasser sowohl nach Norden als auch nach Süden von Calgary um.

Die bestehende Pumpstation Shaganappi ist über 40 Jahre alt und hat ihre Nutzungsdauer überschritten. Viele der mechanischen und elektrischen Komponenten der bestehenden Pumpstation sind inzwischen veraltet, was zu Herausforderungen bei Betrieb und Wartung führt. Angesichts der kritischen Natur dieser Pumpstation und der umfangreichen Modernisierungen, die zur Gewährleistung von Effizienz und Zuverlässigkeit erforderlich wären, wurde die Entscheidung getroffen, die bestehende Pumpstation durch eine neue Pumpstation zu ersetzen.

Die neue Pumpstation Shaganappi, die sich derzeit im Bau befindet, wird etwa 200 m westlich der bestehenden Anlage liegen. Dadurch kann die Stadt einen Großteil der vorhandenen unterirdischen Infrastruktur wiederverwenden, einschließlich der ursprünglichen Rohrverbindung zum Südzubringer mit einem Durchmesser von 1950 mm. Dieser Standort wurde ausgewählt, um die Baukosten zu senken, Störungen des Wassersystems und der umliegenden Gemeinden zu minimieren und einen reibungslosen Übergang zwischen den bestehenden und neuen Anlagen zu ermöglichen.

Die Wasserpumpstationen in Calgary gelten als kritische Infrastruktur und sind redundant ausgelegt, damit sie in einer Notfallsituation weiter betrieben werden können. Die bestehende Pumpstation Shaganappi nutzt Erdgasmotoren, um im Falle eines Stromausfalls Reservepumpen anzutreiben. Die neue Pumpstation wird einen 944-kW-Erdgasgenerator nutzen, der im Falle eines Stromausfalls eine oder mehrere Pumpen starten und betreiben kann. Der Einsatz von Erdgasgeneratoren in neuen Pumpstationsinstallationen bietet eine effiziente, flexible und sichere Lösung, die den kritischen Infrastrukturanforderungen der Stadt gerecht wird.

Die Herausforderung für KSB Der Aufbau einer starken Arbeitsbeziehung zwischen KSB Kanada und der Stadt Calgary war für beide Seiten von Vorteil. Die Stadt veröffentlichte Ende 2017 eine Angebotsanfrage (RFP) auf der Suche nach einem Anbieter für die Lieferung von Pumpen und Treibern für bestehende und neue Wasserpumpstationen. KSB Kanada war der erfolgreiche Befürworter dieses strengen RFP-Prozesses, für den im Mai 2018 der Auftrag vergeben wurde. Der Auftrag umfasste die Lieferung von Pumpen und Treibern für das neue Shaganappi Pump Station-Projekt sowie für andere Projekte wie die Nachrüstung der Palliser Drive Pump Station .

„Das Palliser Drive-Projekt ermöglichte es uns, der Stadt Calgary die Leistungsfähigkeit und Vorteile unserer Omega-Pumpen zu demonstrieren“, berichtet Pasha Barazandeh, Regional Sales Manager, KSB Kanada. „Für dieses Projekt haben wir zwei elektrisch angetriebene Pumpen und eine erdgasmotorbetriebene Pumpe geliefert, um einen Pumpbedarf von bis zu 60 ml/Tag zu decken. Die Stadt war mit dieser Installation zufrieden und sie läuft auch nach 12 Monaten weiterhin gut.“

Während das Palliser Drive Pump Station-Projekt lief, wurden die Details für die neue Shaganappi Pump Station finalisiert und die Pumpenversorgung in Angriff genommen. Die Anforderungen für Shaganappi umfassten die Lieferung von drei großen RDLO 600-600-Pumpen mit einer Nennleistung von 80 ml/Tag und drei kleineren Omega 300-560-Pumpen mit einer Nennleistung von 30 ml/Tag, um eine Stationskapazität von 220 ml/Tag zu erreichen. Dies ermöglicht eine Gesamtkapazität von über 300 ml/Tag, wenn alle sechs Pumpen in Betrieb sind. Es ist jedoch nicht damit zu rechnen, dass eine solche Situation eintreten wird. „In 80 % der Fälle arbeitet möglicherweise nur eine von beiden Pumpentypen gleichzeitig und bedient zwei unterschiedliche Druckzonen für das Wasserversorgungssystem“, erklärt Pasha Barazandeh.

Eine der größten Herausforderungen für KSB Kanada war die Größe des Erdgasgenerators in der Pumpstation Shaganappi. „Die Konfiguration der Pumpen und ihr Leistungsbedarf mussten geändert werden, um die Betriebsbedingungen zu erfüllen und zu übertreffen. Um diese Bedingungen zu erfüllen, mussten wir die Pumpenhydraulik modifizieren, um die Effizienz für die häufigsten Betriebsbedingungen zu maximieren“, erklärt Barazandeh . „Dies führte zu niedrigsten Lebenszykluskosten und optimaler Betriebssicherheit.“

In den Spezifikationen der Stadt Calgary war vorgesehen, dass zwischen den Lagern axial geteilte Kreiselpumpen erforderlich waren. Zu den weiteren spezifischen Anforderungen gehörten Saug- und Druckdüsen mit angegossenen Flanschen gemäß ANSI/ASME B16.1, ein Laufrad-Trimmdurchmesser von höchstens 98 % der Gesamtgröße und abnehmbare Verschleißringe am Laufrad und Gehäuse. Darüber hinaus gab es eine Reihe spezifischer Materialanforderungen, um nationale und internationale Standards für den Umgang mit Trinkwasser zu erfüllen.

Die Lösung Die RDLO- und Omega-Pumpen haben sich in vielen Wasseranwendungen auf der ganzen Welt bewährt und erwiesen sich als mehr als geeignet, die spezifischen Anforderungen des Kunden zu erfüllen. Die axial geteilten RDLO- und Omega-Pumpen mit einfachem Spiralgehäuse von KSB verfügen über ein doppelflutiges Radiallaufrad und sind ideal auf die Anforderungen der Wasserpumpstationen abgestimmt. Sie transportieren Flüssigkeiten mit minimalem Strömungswiderstand und senken so die Energie- und Lebenszykluskosten der Systeme, in denen sie eingebaut sind. CFD-optimierte Hydrauliksysteme liefern sowohl den besten Betriebspunkt als auch einen Betriebswirkungsgrad von über 86 %. Das doppelflutige Laufrad gleicht die Axialkräfte aus, so dass die Belastung der wartungsfreien Lager minimal ist. Die Kombination aus soliden Lagerträgern, einer kurzen und steifen Welle und vorgespannten Lagern garantiert geringe Vibrationen und eine längere Lebensdauer der Lager, Dichtungen und Kupplungen. Das axial geteilte Pumpengehäuse vereinfacht die Wartungsverfahren und ermöglicht einen einfachen Zugang zu allen Teilen für eine gründliche Inspektion. Der Antrieb kann sowohl links als auch rechts an der Pumpe angebracht werden, ohne dass zusätzliche Teile oder Änderungen am Gehäuse erforderlich sind.

Zusammenfassung Vom ursprünglichen RFP-Prozess bis zum Bau der neuen Anlage hat KSB Canada eng mit der Stadt Calgary, dem beratenden Ingenieur (Associated Engineering) und dem Auftragnehmer (Graham Infrastructure LLP) zusammengearbeitet. Schnelle Reaktion, technische Unterstützung und Projektmanagement waren wichtige Beiträge von KSB Kanada. „Wir wurden mit einer sehr anspruchsvollen Ausschreibung der Stadt Calgary konfrontiert“, erklärt Barazandeh. „Wir haben die am besten geeigneten und bewährten Pumpentypen identifiziert und sie an die Spezifikationen der Stadt angepasst. Die Bereitstellung einer optimalen Hydraulik, um diese Anforderungen zu erfüllen oder zu übertreffen, sowie die Konfiguration der Pumpen entsprechend den Betriebsbedingungen waren wichtige Faktoren für die Umsetzung eines erfolgreichen Projekts.“

Quelle: KSB SE & Co. KGaA