Mehr Trinkwasser für Montreal
Die kanadische Stadt Montreal entnimmt das Wasser für ihre beiden großen Trinkwasser-Aufbereitungsanlagen aus dem St.-Lawrence-Fluss. Um dem Bevölkerungswachstum gerecht zu werden, benötigten die Wasserbetriebe der Stadt eine neue, große Pumpe für die größere der beiden Anlagen. Diese musste den Spezifikationen der bereits vorhandenen KSB-Pumpen entsprechen sowie effizient und ruhig laufen.
Die kanadische Stadt Montreal entnimmt das Wasser für ihre beiden großen Trinkwasser-Aufbereitungsanlagen aus dem St.-Lawrence-Fluss. Um dem Bevölkerungswachstum gerecht zu werden, benötigten die Wasserbetriebe der Stadt eine neue, große Pumpe für die größere der beiden Anlagen. Diese musste den Spezifikationen der bereits vorhandenen KSB-Pumpen entsprechen sowie effizient und ruhig laufen.
Das Projekt
Die Erhöhung der Charles-J.-Des Baillets Anlagenkapazität in Montreal
Charles-J.-Des Baillets (Abb. 1), mit einer Kapazität von 1,136 Millionen Kubikmetern Wasser pro Tag, ist die zweitgrößte Anlage in Montreal und gehört zu den größten Kanadas. Damit erbringt die Anlage 38 % der Gesamtwasserversorgung der Stadt Montreal. Zusammen mit der Aufbereitungsanlage Atwater versorgt Charles-J.-Des Baillets sieben unterirdische Speicher und die zugehörigen Pumpstationen der Île de Montréal sowie die umliegenden Bezirke mit Trinkwasser.
Die Anlage bezieht das Wasser aus einem angrenzenden unterirdischen Speicher und produziert über eine Million Kubikmeter Trinkwasser pro Tag. Das aus dem St.-Lawrence-Fluss stammende Wasser wird vor Eintritt in den Speicher durch eine Kombination aus Filterung, Ozonisierung, UV-Wasseraufbereitung und schließlich Chlorierung gereinigt. Drei Pumpenaggregate (Abb. 2) fördern Trinkwasser in eine Rohrleitung des Atwater-Rohrleitungssystems. Die anderen Aggregate dienen der Versorgung eines großen Speichers in den Stadtbezirken.
Die 1978 in Betrieb genommene Anlage Charles-J.-Des Baillets war ursprünglich für den Einsatz von neun Hochleistungspumpen geplant. Anfangs wurden jedoch nur fünf Pumpen installiert, die ME-Pumpen von KSB. Im Jahr 1990 wurde die Förderkapazität der Anlage durch eine Pumpe eines anderen Herstellers erweitert. Mit den fünf ursprünglichen KSB-Pumpen, die nun seit 36 Jahren im Betrieb sind, hatten die Wasserbetriebe der Stadt nie nennenswerte Probleme.
„Damals, als die Pumpen installiert wurden, war ihre Leistung zu hoch, wodurch die Motoren stark beansprucht wurden“, berichtet ein Ingenieur der Stadt. „Dies konnte jedoch durch Abdrehen der Laufräder rasch behoben werden. Seitdem laufen die Pumpen zu unserer vollsten Zufriedenheit und erbringen die erwartete Leistung. Außerdem sind sie sehr servicefreundlich. Die Tatsache, dass wir auf regelmäßige Wartung geachtet haben, hat zu den langen Standzeiten beigetragen”, fügt er hinzu. „Da wir bereits im Voraus wissen, wann bestimmte Ersatz- oder Reserveteile benötigt werden, müssen wir keine größeren Bauteile auf Lager haben. Mit seiner vorausschauenden Planung unterstützt uns KSB sehr.“
Auf ihrer positiven Erfahrung mit diesen Pumpen beruhend, wollten die Wasserbetriebe gerne an KSB festhalten, als die Anlagenkapazität erhöht werden sollte. Daher wurde KSB um die Teilnahme an der Ausschreibung für eine weitere, baugleiche Pumpe desselben Wirkungsgrads gebeten, um die Wasserversorgung der zunehmenden Bevölkerung weiterhin sichern zu können.
Abb. 2 Eine der ursprünglich beim Anlagenbau installierten MEF-Pumpen von KSB
Der Kunde
Die Stadt Montreal
Die Stadt Montreal betreibt insgesamt sechs Wasseraufbereitungsanlagen. Die beiden größten dieser Anlagen, Charles-J.-Des Baillets und Atwater, versorgen sieben unterirdische Speicher und die zugehörigen Pumpstationen der Île de Montréal sowie die umliegenden Bezirke mit Trinkwasser. Die Bevölkerung der Stadt ist über die Jahre stark gewachsen. Heute versorgen die zuständigen Wasserbetriebe um die zwei Millionen Einwohner mit Wasser aus diesen beiden Anlagen. Um dem Bevölkerungswachstum gerecht zu werden, wurde 2013 entschieden, die Kapazität der Pumpstation Charles-J.-Des Baillets zu erhöhen. Der Auftrag für dieses Wasserversorgungsprojekt wurde an KSB vergeben.
Die Herausforderung
Pumpenersatz finden und Wasserzutritt entgegenwirken
Bei diesem Projekt galt es, eine Reihe von Herausforderungen zu meistern:
- Die ursprünglich gelieferten KSB-Wasserpumpen wurden zu diesem Zeitpunkt nicht mehr hergestellt.
- Die Pumpe musste zwischen zwei existierenden Aggregaten in einer dreistöckigen, offenen Hochdruckpumpen-Galerie eingebaut werden. Des Weiteren mussten die Fundamente ausgehoben werden, um die Wasserzulaufleitung und das Spiralgehäuse der Pumpe aufzunehmen (Abb. 3).
- Wegen des eindringenden Wassers aus dem angrenzenden unterirdischen Versorgungsspeicher musste das Wasser während des Baus des Saugraums der neuen Pumpe kontinuierlich von den Fundamenten abgepumpt werden, um die Sicherheit der Ingenieure zu wahren.
Abb. 3 Für die Installation mussten die Fundamente ausgehoben werden, um die Wasserzulaufleitung und das Spiralgehäuse der Pumpe aufzunehmen.
Die Lösung
Optimierung der Wasserversorgung mit der MEF Pumpe von KSB
KSB reagierte sehr schnell auf den Erhalt des Zuschlags. Bereits Ende 2013 wurde die neue MEF-Pumpe vom KSB-Herstellerwerk in Brasilien geliefert.
Den Kundenspezifikationen entsprechend wurde die MEF-Pumpe von KSB als vertikale, einstufige Spiralgehäusepumpe ausgeführt. Es handelt sich um einen modernen Nachbau der 1975 von KSB gelieferten Pumpen. In Flächenbedarf und Anordnung ähnelt die Pumpe den älteren Modellen. Dabei ist sie mit modernen Dichtungen und optimierten Hydraulikkomponenten ausgestattet, die die Betriebssicherheit und den Wirkungsgrad der Wasserversorgungsanlage steigern. Durch den Nachbau der älteren Pumpenmodelle vereinfachte sich der Einbau des neuen Aggregats in der Hochdruckpumpen-Galerie von Charles-J.-Des Baillets.
Die 38 Tonnen schwere Pumpe hat einen Laufraddurchmesser von 1905 mm (Abb. 4). Die Antriebswelle ist 5 Meter lang. Bei einer Festdrehzahl von 400 min-1 liefert die Pumpe 4,2 m³ (100 %) pro Sekunde. Die Förderhöhe beträgt 67 m. Für die Installation auf engem Raum in der Pumpenhalle war es wichtig, dass die Pumpe in Flächenbedarf und Ausführung den älteren Modellen ähnelt. Wie gewünscht konnte die neue Pumpe in exakt der gleichen Anordnung wie die älteren Modelle in der Pumpenhalle installiert werden. Die Halle erstreckt sich über drei Stockwerke. Die Motoren und Bedieneinheiten sind vor Überflutung geschützt im obersten Stockwerk montiert (Abb. 5). Die Pumpen befinden sich im Erdgeschoss. Eine 5 Meter lange Antriebswelle verbindet den 4000-kW-Motor mit der darunter angeordneten Pumpe.Aufgrund ihrer Größe musste die Pumpe für den Versand demontiert und vor Ort wieder zusammengebaut werden.
Im April 2015 begannen die Montage und die Installation der Pumpe unter Aufsicht von KSB. Zwischen Mai 2015 und April 2016 wurden der 4000-kW-Synchronmotor und die Welle durch einen Dienstleister unter Aufsicht von KSB montiert. Die Konfiguration und Inbetriebnahme der Bedieneinheiten und elektrischen Hilfsvorrichtungen erfolgte von April 2016 bis September 2017.
Im Oktober 2017 war die Pumpe fertig installiert und bereit für die hydraulischen Abnahmeprüfungen. Die Prüfungen dienten dazu, den vertraglich vereinbarten garantierten Wirkungsgrad von 87 % bei 4,2 m³/s nachzuweisen. Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass die Pumpe bei einem Förderstrom von 4,2 m³/s einen Wirkungsgrad von 90,4 % erreichte und damit den garantierten Wirkungsgrad von 87 % um 3,4 % übertraf. Wie die Ergebnisse zeigen, erfüllte die Leistung der neuen Pumpe die vertraglichen Garantieerfordernisse.
Den Ingenieuren der Wasserbetriebe der Stadt Montreal zufolge hat die neue Pumpe die Redundanz in der Anlage erhöht (Abb. 6).
Mit der neu installierten und in Betrieb genommenen Pumpe kann die Anlage Charles-J.-Des Baillets nun zum ersten Mal seit 40 Jahren ihrer optimalen Kapazität entsprechend mit voller Redundanz betrieben werden.
Abb. 4 Die 38 Tonnen schwere Pumpe hat einen Laufraddurchmesser von 1905 mm.
Abb. 5 Die Motoren und Bedieneinheiten sind im obersten Stockwerk der dreistöckigen Pumpengalerie installiert.
Abb. 6 Die neue KSB-Pumpe, fertig installiert und betriebsbereit.
Zahlen I Daten I Fakten
Location: Stadt Montreal, Kanada
Kapazität: 1,136 Millionen m³/Tag
Jahr: 2017