W wielu gałęziach przemysłu do transportu różnych mediów wykorzystywane są pompy. Z uwagi na liczne zalety oraz możliwości zastosowań pompy należą do najbardziej rozpowszechnionych maszyn roboczych. Ich działanie opiera się na pompowaniu cieczy (mieszaniny cieczy) z poziomu niższego na poziom wyższy bądź cieczy z obszaru o ciśnieniu niższym do obszaru o ciśnieniu wyższym[i]. W gospodarce oraz w energetyce pełnią one ważne funkcje i zadania. W ciepłownictwie obsługują zazwyczaj obiegi technologiczne nośnika ciepła, wodne układy biorące udział w procesie produkcji ciepła oraz instalacje pomocnicze towarzyszące temu procesowi. Zadaniem pomp niezależnie od wielkości ciepłowni jest przetłaczanie wody o zmiennych temperaturach, na różne wysokości podnoszenia, zależnie od systemu dołączonej do źródła ciepła instalacji ciepłowniczej oraz rodzaju zainstalowanych kotłów.

W ciepłowni MPEC we Włocławku, poza głównymi strategicznymi układami pompowymi, znajdują się również pomocnicze układy pompowe, o specjalnym przeznaczeniu. Wśród tych układów wyróżnia się instalacje pompowe:

• zaopatrzenia ciepłowni w wodę przemysłową,
• transportu wody przemysłowej do stacji uzdatniania wody i wanien w hali odżużlania,
• transportu solanki do wymienników jonowymiennych w stacji uzdatniana wody,
• dozowania środków chemicznych do wody krążącej w systemie ciepłowniczym,
• odgazowania wody.

Pompa głębinowa w instalacji zaopatrzenia ciepłowni w wodę przemysłową

Woda w działalności gospodarczej bardzo często uczestniczy w procesach produkcyjnych jako surowiec wchodzący w skład wytwarzanych produktów, do chłodzenia urządzeń mechanicznych lub produktów w procesie ich wytwarzania bądź w procesach technologicznych jako rozpuszczalnik, substrat lub katalizator reakcji chemicznych do rozdzielania (np. flotacja) i oczyszczania substancji (np. krystalizacja)[ii]. W ciepłownictwie woda, oprócz paliwa, to jeden z ważniejszych surowców, który uczestniczy w procesie wytwarzania energii w przedsiębiorstwach sektora energetycznego[iii]. W działalności MPEC we Włocławku woda pełni również strategiczną rolę w obiegach kotłowych oraz w systemie dystrybucji ciepła. Pobór wody dla potrzeb przedsiębiorstwa realizowany jest ze studni głębinowej zlokalizowanej na terenie ciepłowni[iv]. Własne ujęcie wody stanowi jedno ze źródeł zaopatrzenia spółki w wodę przemysłową wykorzystywaną do realizacji procesów technologicznych związanych z produkcją i dystrybucją ciepła oraz zabezpieczenia potrzeb własnych ciepłowni przedsiębiorstwa[v]. Dwa niezależne źródła dostawy wody do przedsiębiorstwa zdecydowanie podnoszą bezpieczeństwo funkcjonowania urządzeń ciepłowni, co daje wysoką wiarygodność dla wywiązania się ze zobowiązań umownych spółki w stosunku do odbiorców ciepła z terenu miasta. Na rys. 1 ukazano trasę przepływu wody od miejsc jej poboru do podziemnych zbiorników retencyjnych.

RYS.1 Trasa przepływu wody od źródeł jej poboru do podziemnych zbiorników retencyjnych

Źródło: MPEC-Włocławek

W jednym z układów technologicznych zaopatrzenia ciepłowni przedsiębiorstwa w wodę przemysłową, funkcjonuje pompa głębinowa typu GCA 2.05.2.2110 produkcji HYDRO-VACUUM[i]. Jest ona zainstalowana na terenie ciepłowni, w studni podziemnej na głębokości 21 metrów. Funkcjonująca w instalacji wodnej pompa głębinowa charakteryzuje się następującymi parametrami:

• wydajność                          - Q = 5-38 m3/h
• wysokość podnoszenia      - H = 116-63 m/h
• moc silnika                         - P = 13 kW.

Wydajność studni głębinowej w pełni zaspakaja bieżące potrzeby spółki MPEC-Włocławek w tym zakresie.

Woda w stanie naturalnym (surowa) nie nadaje się do celów energetycznych bez uprzedniego jej oczyszczenia i odpowiedniego przygotowania[ii]. Uzdatnianie wody technologicznej do procesu produkcji i dystrybucji ciepła w przedsiębiorstwie rozpoczyna się w stacji uzdatniania wody. W jej urządzeniach przechodzi ona szereg przeobrażeń fizykochemicznych zanim zostanie przekształcona w wysokiej jakości nośnik energii cieplnej.

W układzie zaopatrzenia ciepłowni w wodę przemysłową pompa głębinowa tłoczy wodę bezpośrednio z ujęcia podziemnego do stacji uzdatniania wody, gdzie przechodzi ona procesy:

• oczyszczania z osadów i zanieczyszczeń stałych,
• napowietrzania oraz utleniania nierozpuszczalnych jonów Fe2+ i Mn2+ do Fe3+ i Mn3+,
• odżelaziania i odmanganiania

po czym dalej jest pompowana do trzech podziemnych zbiorników retencyjnych, gdzie jest magazynowana i systematycznie na bieżąco uzupełniana.

FOT. 1 Pompa głębinową typu GCA 2.05.2.2110 produkcji Hydro-Vacuum

Źródło: Pompy głębinowe, HYDRO-VACUUM S.A, 1/2016

Zespół głębinowy na ujęciu wody jest napędzany silnikiem elektrycznym poprzez przetwornicę częstotliwości z układem wewnętrznego regulatora PID (regulator proporcjonalno-całkująco-różniczkujący), pracującego w pętli sprzężenia zwrotnego z sygnałem od przetwornika ciśnienia[i]. Przetwornica częstotliwości w układzie pompowym umożliwia płynny rozruch pompy głębinowej oraz regulację w pełnym zakresie jej wydajności. Daje również większą elastyczność systemu pompowego przy zmiennym zapotrzebowaniu na wodę. Eksploatowany przez przedsiębiorstwo zespół pompowy na ujęciu wody głębinowej pracuje bezawaryjnie. Przetwornica częstotliwości zapewnia wydłużoną jego żywotność oraz mniejsze zużycie elementów poprzez zminimalizowanie wartości prądu w momencie rozruchu[ii].

 

Cały artykuł został opublikowany w nr 1/2017 półrocznika Pompy Pompownie.

Fot.: 123rf.com