Une nouvelle station de pompage d'eau pour Calgary

Calgary est l'une des villes métropolitaines à la croissance la plus rapide au Canada et le principal centre urbain de la moitié sud de la province de l'Alberta. Calgary est située dans les contreforts des montagnes Rocheuses canadiennes, au confluent des rivières Bow et Elbow. La ville est peut-être mieux connue à l'échelle internationale pour son rodéo annuel de juillet et son spectacle en plein air, le Stampede de Calgary. Fondée à l'origine autour de l'agriculture, Calgary est maintenant le cœur du secteur énergétique du Canada, une grande partie de l'économie actuelle étant tirée par la production de pétrole et de gaz.

Avec une population en expansion de plus de trois millions d'habitants et une diversification continue de l'industrie et du commerce, la demande sans cesse croissante des Calgariens en eau potable doit être satisfaite. Pour répondre aux demandes actuelles et futures d'eau potable sûre et fiable, la ville de Calgary a récemment lancé un projet de 35 millions de dollars canadiens pour remplacer la station de pompage d'eau la plus critique de la ville. La station de pompage existante de Shaganappi, construite à l'origine en 1978, fournit de l'eau potable à plus de 200 000 résidents de Calgary et des collectivités environnantes. La station de pompage de Shaganappi est la plus grande station de pompage de Calgary et est un élément essentiel du réseau de transport d'eau de la ville, qui se compose de 41 stations de pompage et de 23 réservoirs de stockage, reliés par plus de 4 500 km de conduites souterraines.

La ville de Calgary possède et exploite deux usines de traitement de l'eau : l'usine de traitement de l'eau de Bearspaw et l'usine de traitement de l'eau de Glenmore. Ces installations de traitement à la fine pointe tirent leur eau de source de la rivière Bow et de la rivière Elbow, respectivement. Les deux usines de traitement combinées peuvent produire un total de 950 ML d'eau potable propre par jour. L'eau traitée est stockée sur place dans les stations d'épuration avant d'être pompée dans le réseau de transport pour être distribuée dans toute la ville. L'usine Bearspaw, située dans le quadrant nord-ouest de la ville, pompe l'eau dans trois conduites d'alimentation souterraines distinctes. L'une de ces canalisations d'alimentation est la canalisation d'alimentation sud de 1 950 mm de diamètre, la canalisation d'alimentation la plus grande et la plus critique de Calgary. La station de pompage de Shaganappi tire l'eau directement du chargeur sud, puis divise efficacement le débit,

La station de pompage actuelle de Shaganappi a plus de 40 ans et a dépassé sa durée de vie utile. De nombreux composants mécaniques et électriques de la station de pompage existante sont désormais obsolètes, ce qui crée des problèmes d'exploitation et d'entretien. Compte tenu de la nature critique de cette station de pompage et des importantes mises à niveau qui seraient nécessaires pour assurer l'efficacité et la fiabilité, la décision a été prise de remplacer la station de pompage existante par une nouvelle station de pompage. 

La nouvelle station de pompage Shaganappi, qui est actuellement en construction, sera située à environ 200 m à l'ouest de l'installation existante. Cela permettra à la ville de réutiliser une grande partie de l'infrastructure souterraine existante, y compris le raccordement de la tuyauterie d'origine à l'alimentation sud de 1 950 mm de diamètre. Cet emplacement a été choisi pour réduire les coûts de construction, minimiser les perturbations du système d'approvisionnement en eau et des communautés environnantes et faciliter une transition en douceur entre les installations existantes et les nouvelles installations. 

Les stations de pompage d'eau de Calgary sont considérées comme des infrastructures essentielles et sont conçues avec une redondance pour leur permettre de continuer à fonctionner en cas d'urgence. La station de pompage existante de Shaganappi utilise des moteurs au gaz naturel pour entraîner des pompes de secours en cas de panne de courant. La nouvelle station de pompage utilisera un générateur de gaz naturel de 944 kW qui sera capable de démarrer et de faire fonctionner une ou plusieurs pompes en cas de panne de courant. L'utilisation de génératrices au gaz naturel dans les nouvelles installations de stations de pompage offre une solution efficace, flexible et sécuritaire qui répond aux exigences d'infrastructures critiques de la Ville.

Les stations de pompage d'eau de Calgary sont considérées comme des infrastructures essentielles et sont conçues avec une redondance pour leur permettre de continuer à fonctionner en cas d'urgence. La station de pompage existante de Shaganappi utilise des moteurs au gaz naturel pour entraîner des pompes de secours en cas de panne de courant. La nouvelle station de pompage utilisera un générateur de gaz naturel de 944 kW qui sera capable de démarrer et de faire fonctionner une ou plusieurs pompes en cas de panne de courant. L'utilisation de génératrices au gaz naturel dans les nouvelles installations de stations de pompage offre une solution efficace, flexible et sécuritaire qui répond aux exigences d'infrastructures critiques de la Ville.

L'établissement d'une solide relation de travail entre KSB Canada et la ville de Calgary a été avantageux pour les deux parties. La Ville a publié une demande de propositions (DP) à la fin de 2017, à la recherche d'un fournisseur pour fournir des pompes et des conducteurs pour les stations de pompage d'eau existantes et nouvelles. KSB Canada a été le soumissionnaire retenu dans ce processus rigoureux de demande de propositions, qui a vu le contrat attribué en mai 2018. Le contrat comprenait la fourniture de pompes et de moteurs pour le nouveau projet de station de pompage Shaganappi, ainsi que d'autres projets tels que la modernisation de la station de pompage Palliser Drive. .

 « Le projet Palliser Drive nous a permis de démontrer à la ville de Calgary les capacités et les avantages de nos pompes Omega », rapporte Pasha Barazandeh, directeur régional des ventes, KSB Canada. « Pour ce projet, nous avons fourni deux pompes à entraînement électrique et une pompe à moteur à gaz naturel pour répondre à un besoin de pompage allant jusqu'à 60 ML/j. La ville était satisfaite de cette installation et 12 mois plus tard, elle continue de bien fonctionner. »

Alors que le projet de la station de pompage de Palliser Drive était en cours, les détails de la nouvelle station de pompage de Shaganappi étaient en cours de finalisation et l'approvisionnement de la pompe a été mis en marche. Les exigences pour Shaganappi impliquaient la fourniture de trois grandes pompes RDLO 600-600 d'une capacité de 80 ML/j et de trois pompes Omega 300-560 plus petites d'une capacité de 30 ML/j pour donner une capacité nominale de la station de 220 ML/j. Cela permet une capacité totale de plus de 300 ML/j avec les six pompes en fonctionnement. Cependant, une telle situation ne devrait pas se produire. "Pendant 80 % du temps, une seule pompe de chaque type peut fonctionner en même temps, desservant deux zones de pression différentes pour le système d'approvisionnement en eau", explique Pacha Barazandeh.

L'un des principaux défis pour KSB Canada était la taille du générateur de gaz naturel à la station de pompage de Shaganappi. « La configuration des pompes et leur puissance requise ont dû être modifiées pour respecter et dépasser les conditions de service. Pour répondre à cette condition, il nous a été nécessaire de modifier l'hydraulique de la pompe afin de maximiser l'efficacité pour les conditions de fonctionnement les plus fréquentes », déclare Barazandeh. "Cela a permis d'offrir les coûts de cycle de vie les plus bas et une fiabilité de fonctionnement optimale."

Les spécifications de la ville de Calgary indiquaient qu'elles exigeaient des pompes centrifuges à carter divisé axialement entre paliers. D'autres exigences spécifiques comprenaient des buses d'aspiration et de refoulement fournies avec des brides intégralement moulées conformes à la norme ANSI/ASME B16.1, le diamètre de garniture de la roue ne devant pas dépasser 98 % de la taille totale et des bagues d'usure amovibles sur la roue et le carter. Il y avait également un certain nombre d'exigences matérielles spécifiques pour satisfaire aux normes nationales et internationales relatives à la manipulation de l'eau potable.

Éprouvées dans de nombreuses applications d'eau à travers le monde, les pompes RDLO et Omega ont été identifiées comme étant plus que capables de répondre aux demandes spécifiques du client. Les pompes RDLO et Omega à plan de volute simple et à plan de joint axial de KSB sont dotées d'une roue radiale à double entrée et sont parfaitement adaptées aux besoins des stations de pompage d'eau. Ils transportent des fluides avec un minimum de résistance à l'écoulement, réduisant ainsi les coûts énergétiques et du cycle de vie des systèmes dans lesquels ils sont installés. Les systèmes hydrauliques optimisés CFD offrent à la fois le meilleur point de fonctionnement et des niveaux d'efficacité de fonctionnement supérieurs à 86 %.

La roue à double entrée équilibre les forces axiales de sorte que la charge sur les roulements sans entretien est minimale. La combinaison de supports de roulement solides, un arbre court et rigide et des roulements préchargés garantissent de faibles vibrations et une durée de vie prolongée des roulements, des joints et de l'accouplement. Le fait d'être des pompes à carter divisé axialement simplifie les procédures de maintenance, permettant un accès facile à toutes les pièces pour une inspection approfondie. L'entraînement peut être positionné aussi bien à gauche qu'à droite de la pompe sans que des pièces supplémentaires ou des modifications du corps ne soient nécessaires.

Depuis le processus initial de demande de propositions jusqu'à la construction de la nouvelle installation, KSB Canada a travaillé en étroite collaboration avec la ville de Calgary, l'ingénieur-conseil (Associated Engineering) et l'entrepreneur (Graham Infrastructure LLP). Une réponse rapide, une assistance technique et une gestion de projet ont été les principales contributions de KSB Canada. « Nous étions confrontés à une demande de propositions très exigeante émise par la ville de Calgary », explique Barazandeh. « Nous avons identifié les types de pompes les plus appropriés et éprouvés et les avons personnalisés selon les spécifications de la Ville. Fournir une hydraulique optimale pour répondre ou dépasser ces exigences, ainsi que la configuration des pompes pour répondre aux conditions de service, ont été des facteurs majeurs dans la réalisation d'un projet réussi.