Trzy możliwości, jedno rozwiązanie. Rozmowa z Jarosławem Garstką, dyrektorem Zakładu Wodno-Ściekowego Polskiego Koncernu Naftowego ORLEN S.A.
Jaki był drugi sposób?
Modernizacja istniejących pomp poprzez zwiększenie ich wydajności – zastosowanie pompy dwustopniowej. Celem określenia potencjalnych możliwości zwiększenia wydajności pomp, z jednoczesnym określeniem możliwego do osiągnięcia poziomu sprawności, wykonana została analiza numeryczna hydrauliki pompy u jej producenta. Stworzyliśmy model dwustopniowy o wydajności 3900 m3/godzinę i wysokości podnoszenia 28 metrów. Zastosowanie tej metody umożliwiło określenie technicznie możliwych do uzyskwyania sprawności pomp, z wykorzystaniem istniejących elementów mechanicznych (korpusy, wał, łożyskowanie itd.), w zakresie dopuszczalnych obciążeń zainstalowanych obecnie wysokosprawnych silników.
I co się okazało?
Analiza otrzymanych rozkładów ciśnień i prędkości prowadzi do wniosków o dobrym modelu konstrukcyjnym nowej hydrauliki. Rozkład ciśnień jest równomierny, a przebieg prędkości merydionalnych – typowy dla konstrukcji diagonalnych. Otrzymana w wyniku obliczeń charakterystyka pokazuje, że maksymalna sprawność, którą można uzyskać w analizowanym przypadku, wynosi 80%. Nie do końca jest to dobre rozwiązanie, ponieważ ta sprawność może być jeszcze większa, niż tutaj uzyskiwałem z agregatów dwustopniowych.
Modernizacja istniejącego stopnia pompy nie daje więc satysfakcjonującego przyrostu sprawności. Obecnie pompy w wykonaniu fabrycznym osiągają 78%, stąd jak najbardziej celowa była zmiana koncepcji i zastosowanie pompy o innych parametrach uzyskiwanych z jednego stopnia.
Pozostała zatem trzecia opcja…
Analizując pierwsze dwa warianty, doszliśmy do wniosku, że podwyższenie sprawności jest możliwe przez zastosowanie innej pompy hydraulicznej, w wykonaniu jednostopniowym. W naszym przypadku to najlepsze rozwiązanie.
Musimy wyrównać charakterystyki pomp – powinny być jednakowo obciążane. Maksymalne obciążanie istniejących napędów, zmniejszenie ilości pomp w ruchu i likwidacja martwych pól regulacyjnych – to nasze założenie. Czyli podeszliśmy już kompleksowo do rozwiązania problemu całego układu pompowego. Stwierdziliśmy, że jest możliwość takiego zmodernizowania pompy, aby uzyskać sprawność przy punkcie nominalnym na poziomie 97%. To więcej, niż przy dwustopniowej pompie o wydajności 4,5 tys., a nie 3900, i wysokości podnoszenia 55-56 metrów.
