Een nieuw pompstation voor Calgary

Calgary is een van de snelst groeiende steden van Canada. Geen wonder dat de behoefte aan drinkwater toeneemt. Om de aanvoer veilig te stellen, besloot de stad een nieuw gemaal te bouwen. KSB Canada leverde hiervoor de optimale hydraulica en perfect geconfigureerde pompen – en verzekerde zo het succes van het project.

De metropool Calgary werd gesticht in 1875 en is het belangrijkste stedelijke centrum voor de zuidelijke helft van de provincie Alberta. Het is gelegen in de uitlopers van de Canadese Rocky Mountains, aan de samenvloeiing van de rivieren Bow en Elbow. De stad dankt haar snelle groei aan haar status als centrum van de Canadese olie-industrie. De stad staat ook internationaal bekend om de jaarlijkse rodeo in juli en de Calgary Stampede, een groot openluchtevenement. Met een groeiende bevolking van ruim 1,3 miljoen mensen en een toename van industrie en handel moet in de steeds groter wordende behoefte van de bewoners aan drinkwater worden voorzien.

Om aan zowel de huidige als de toekomstige vraag naar veilig drinkwater te voldoen, startte de stad Calgary in 2020 met een project van $ 35 miljoen om het belangrijkste waterpompstation van de stad te vervangen. Het bestaande Shaganappi-pompstation, gebouwd in 1978, levert drinkwater aan meer dan 200.000 inwoners van Calgary en omliggende gemeenschappen. Het is het grootste pompstation van Calgary en een vitaal onderdeel van het watertransportnetwerk van de stad, dat bestaat uit 41 pompstations en 23 reservoirs die met elkaar zijn verbonden door meer dan 4.500 km ondergrondse pijpleidingen. Dit grote aantal pompstations en reservoirs is nodig vanwege de diverse en vaak ruige topografie van Calgary, die de stad op basis van de hoogteligging in veel kleinere waterdrukzones verdeelt.

De stad Calgary bezit en exploiteert twee waterzuiveringsinstallaties: de Bearspaw Water Treatment Plant en de Glenmore Water Treatment Plant. Deze ultramoderne zuiveringsinstallaties halen hun bronwater uit de Bow River en de Elbow River. Beide installaties produceren samen in totaal 950.000 kubieke meter drinkwater per dag. Het gezuiverde water wordt ter plaatse opgeslagen in de zuiveringsinstallaties voordat het in het leidingnet wordt gepompt voor distributie door de stad. De Bearspaw-faciliteit in de noordwestelijke wijk van de stad pompt water in drie afzonderlijke ondergrondse feeders, waarvan de South Feeder de grootste is. Dit is de grootste en belangrijkste aanvoerleiding van Calgary. Het Shaganappi-pompstation haalt water rechtstreeks uit de South Feeder en splitst vervolgens de stroom, zorgt voor hydraulische druk en leidt het water naar zowel Noord- als Zuid-Calgary.

Het bestaande pompstation van Shaganappi is meer dan 40 jaar oud en dus aardig op leeftijd. Veel van zijn mechanische en elektrische componenten zijn nu verouderd, waardoor ze moeilijk te bedienen en te onderhouden zijn. Gezien de belangrijke functie van dit pompstation en de uitgebreide upgrades die nodig zouden zijn geweest om efficiëntie en betrouwbaarheid te waarborgen, hebben de verantwoordelijken besloten om het bestaande pompstation te vervangen door een nieuw.

Het nieuwe Shaganappi-pompstation, voltooid in maart 2022, bevindt zich ongeveer 200 meter ten westen van de oude faciliteit. Hierdoor kan de stad een groot deel van de bestaande ondergrondse infrastructuur behouden, inclusief de oorspronkelijke pijpverbinding met een diameter van 1950 mm naar de zuidelijke inlaat. Deze locatie is ook gekozen om de bouwkosten laag te houden en de verstoring van het watervoorzieningssysteem en de omliggende gemeenschappen tot een minimum te beperken. Dit zorgde voor een soepele overgang van de oude naar de nieuwe installatie. 

De waterpompstations van Calgary worden beschouwd als kritieke infrastructuur. Ze zijn daarom redundant uitgevoerd, zodat ze in een noodsituatie kunnen blijven werken. Het oude Shaganappi-pompstation gebruikt aardgasmotoren om back-uppompen van stroom te voorzien in het geval van een stroomstoring. In het nieuwe gemaal wordt een aardgasgenerator van 944 kW gebruikt, die bij stroomuitval één of meerdere pompen van stroom kan voorzien. Het gebruik van aardgasgeneratoren in de nieuwe gemalen is een efficiënte, flexibele en veilige oplossing die voldoet aan de eisen van de stad voor een veilige watervoorziening.

De gemeente heeft eind 2017 een aanbesteding uitgeschreven om een geschikte leverancier te vinden voor het leveren van pompen en aandrijvingen voor bestaande en nieuwe watergemalen. KSB Canada was succesvol in een rigoureus biedproces dat resulteerde in de gunning van het contract in mei 2018. De opdracht omvatte de levering van pompen en aandrijvingen voor het nieuwe project "Shaganappi Pump Station", evenals andere projecten zoals de retrofit van het Palliser Drive Pump Station.

"Het oudere Palliser Drive-project stelde ons in staat om de mogelijkheden en voordelen van onze Omega-pompen aan de stad Calgary te demonstreren", meldt Pasha Barazandeh, Regional Sales Manager voor KSB Pumps Inc. in Canada. “Voor dit project leverden we twee elektrisch aangedreven pompen en één pomp met aardgasmotor om een pompbehoefte tot 60.000 kubieke meter per dag te dekken. De stad was zeer tevreden met onze producten. Het draait al twaalf maanden probleemloos.

Terwijl het Palliser Drive Pump Station-project aan de gang was, werkten ontwerpers de details uit voor het nieuwe Shaganappi Pump Station. De vereisten voor Shaganappi omvatten de levering van drie grote RDLO 600-600-pompen, elk geschikt voor 80.000 kubieke meter per dag, en drie kleinere Omega 300-560-pompen, elk geschikt voor 30.000 kubieke meter per dag, waardoor het station een capaciteit van 220 kubieke per dag kreeg. Dit zorgt voor een maximale totale capaciteit van 330.000 kubieke meter per dag wanneer alle zes de pompen draaien. Een dergelijke situatie is echter niet te verwachten. "80 procent van de tijd zal slechts één van de twee pomptypes in bedrijf zijn en twee verschillende drukzones van het pijpleidingsysteem bevoorraden", legt Pasha Barazandeh uit.

Een uitdaging voor KSB was de dimensionering van de aardgasgenerator in de nieuwe installatie. De configuratie van de pompen en hun vermogensbehoefte werden zo bepaald dat de vereiste bedrijfsparameters overschreden konden worden. Om dit te bereiken moesten de ingenieurs van de fabrikant de hydraulica van de pomp zo aanpassen dat het beste rendement werd behaald op de meest voorkomende werkpunten", legt Barazandeh uit. "Hierdoor konden we de laagste levenscycluskosten en optimale bedrijfszekerheid realiseren."

De specificaties van de stad Calgary vroegen om tussenliggende, axiaal gedeelde centrifugaalpompen. Andere specifieke vereisten waren onder meer inlaat- en uitlaatpoorten met aangegoten ANSI/ASME B16.1-flenzen. De waaierdiameter kon worden verkleind tot maximaal 98 procent van een onbewerkte waaier. De borgringen waarmee de waaier aan beide zuigzijden afdicht tegen de behuizing moesten vervangbaar zijn. Daarnaast waren er een aantal specifieke materiaaleisen, om te voldoen aan nationale en internationale normen voor de omgang met drinkwater. 

De RDLO- en Omega-pompen hebben zichzelf bewezen in vele watertoepassingen over de hele wereld en zijn door de klant als meer dan geschikt bevonden voor zijn specifieke behoeften. De axiaal gedeelde pompen KSB RDLO en Omega hebben een radiale waaier met twee stromingsrichtingen en zijn bij uitstek geschikt voor de eisen van waterpompstations. Ze transporteren vloeistoffen met een minimale stromingsweerstand, wat de energie- en levenscycluskosten verlaagt van de systemen waarin ze worden gebruikt. Voor CFD geoptimaliseerde hydraulische systemen leveren zowel het beste bedrijfspunt als een bedrijfsrendement van meer dan 86 procent.

De waaier met dubbele ingang compenseert de axiale krachten, waardoor de belasting van de onderhoudsvrije lagers minimaal is. De combinatie van massieve lagerstoelen, een korte en stijve as en voorgespannen lagers garandeert een lage trilling en een lange levensduur van de lagers, afdichtingen en koppeling. De axiaal gedeelde pompen vereenvoudigen het onderhoud doordat alle onderdelen gemakkelijk toegankelijk zijn voor een grondige inspectie. De aandrijving kan zowel aan de linker- als aan de rechterzijde van de pomp worden gemonteerd zonder dat er extra onderdelen of aanpassingen aan de behuizing nodig zijn.

Vanaf het eerste aanbestedingsproces tot de bouw van de nieuwe faciliteit werkte KSB Canada nauw samen met de stad Calgary, de raadgevend ingenieur (Associated Engineering) en het bouwbedrijf (Graham Infrastructure LLP). Snelle respons, technische ondersteuning en projectmanagement waren belangrijke bijdragen van KSB Canada. "We werden geconfronteerd met een zeer uitdagende aanbesteding van de stad Calgary", legt Barazandeh uit. “We hebben de meest geschikte en beproefde typen pompen geselecteerd en aangepast aan de specificaties van de stad. Het leveren van de optimale hydraulica om aan deze eisen te voldoen of deze te overtreffen en het configureren van de pompen voor de specifieke toepassingsomstandigheden waren sleutelfactoren in het succes van het project.”