Bessere Pumpstationen für Regenwasser
Im Zuge der zunehmenden Unwetterhäufigkeit brauchen Städte eine Infrastruktur, die Regenwassermengen aufnehmen kann, die über den normalen Pegeln liegen. Pumpstationen spielen beim Schutz von Gemeinden vor Regenwasser eine entscheidende Rolle, und die Konstruktion der Pumpstation ist hierbei ausschlaggebend. Farzad Ferdos, ein Strömungsdynamikspezialist (CFD) bei Xylem, erklärt, wie Xylem bei der Planung von Pumpstationen hilft, die größere Wassermengen schneller und effizienter handhaben können – und das bei geringstmöglichen Betriebskosten.
Was umfasst die Konstruktion einer Pumpstation?
„Bei der Konstruktion einer Pumpstation müssen unterschiedliche Komponenten berücksichtigt werden. Die hydraulische Konstruktion, die sich auf die Strömungsverhältnisse im Pumpensumpf und im Zulaufbereich der Pumpe konzentriert. Dann die Konstruktion der Überwachungs- und Steuersysteme, die Pumpensteuerungen und elektrische Komponenten umfasst, sowie das praktische Design, einschließlich Zubehör und Ventilen und dann natürlich auch der Tiefbau. Ein zentraler Aspekt bei der Planung einer Pumpstation ist für uns, dass die Strömungsverhältnisse für Xylems Pumpen geeignet sind.“
Welchen Herausforderungen stehen Kunden im Hinblick auf Pumpstationen gegenüber?
„Meist ist die Konzeption einer Pumpstation verantwortlich und nicht die eigentliche Pumpe, wenn ein Kunde sich darüber beklagt, dass eine Pumpe nicht funktioniert. In diesen Fällen liegt es an den Strömungsverhältnissen im Pumpensumpf und der Positionierung der Pumpen und daran, dass die Pumpenzuleitung nicht vorschriftsmäßig funktioniert.
Für eine zufriedenstellende Funktion benötigen wir abgesehen von einer guten Pumpe auch eine gut konzipierte Pumpstation sowie ein geeignetes Steuerungssystem. Wenn diese Komponenten nicht optimal aufeinander abgestimmt sind, ist die Wahrscheinlichkeit groß, dass es zu Problemen kommt. Zu diesen gehören beispielsweise verstopfte Pumpen, übermäßiger Vordrall, ungleichmäßige Verteilung der Geschwindigkeit im Zulaufbereich der Pumpe, Strudel oder das konstante Auftreten von Schwemmmaterial und Sedimentation. Dies kann in letzter Konsequenz zum Systemausfall führen.
Wenn diese Komponenten jedoch gut aufeinander abgestimmt sind, erreicht man ein effizientes Pumpen zu geringstmöglichen Kosten und der Produktlebenszyklus verlängert sich.“
Sind der Aufbau einer Pumpstation und die Pumpentechnologie meist gut aufeinander abgestimmt?
„Nicht notwendigerweise. Normalerweise beraten wir im Hinblick auf die Pumpentechnologie bereits in einem frühen Stadium. Unsere Kunden vertrauen darauf, dass wir ihnen die richtige Pumpe liefern, die den aktuellen Betriebsbedingungen wie Strömungsverhältnissen, Druck, Medientyp etc. entspricht. Beim Planen der Pumpstation ist das leider nicht immer der Fall.
Da die Planung der Station zum Tiefbau gehört, wird sie für gewöhnlich von Fachplanern ausgeführt. Einige Fachplaner kennen sich beim Planen von Pumpenanlagen aus und können für jedes Projekt eine spezifische Lösung anbieten, andere wiederum verwenden ein Standardmodell, das nicht unbedingt an die Betriebsvorgaben angepasst ist. In diesen Fällen kommt es meist zu Problemen.“
Was tut Xylem, um diese Probleme zu lösen?
„Bei der Planung von Pumpstationen führen wir eine umfassende Analyse der hydraulischen Vorgaben durch, um für alle Betriebsbedingungen die entsprechende Leistung bieten zu können. Eine Lösungsmöglichkeit sind unsere fertig geplanten Standardkonfigurationen von Pumpstationen, die bereits getestet wurden. Eine andere ist der Einsatz von CFD-Software, mit der Strömungssimulationen für unterschiedliche Konfigurationen durchgeführt werden können.
Wir verwenden diese Methode, um uns bei einem bestimmten Aufbau unterschiedliche Szenarien anzusehen. Wir können CFD nutzen, um eine komplett neue Pumpstation für einen Kunden zu entwickeln, oder um die Konfiguration einer Station zu prüfen, die uns der Kunde liefert. Diese Methode wird immer wichtiger und zunehmend bei der Planung einer Pumpstation eingesetzt.“
Warum ist Strömungsdynamik bei der Regenwasserhandhabung so wichtig?
„Anlagen zur Regenwasserhandhabung sind meist große Projekte, die an die jeweiligen Vorgaben angepasst werden müssen. Sie stellen für unsere Kunden eine enorme Investition dar, und das Mindeste, was sie erwarten, ist, dass wir die Leistung unserer Pumpen garantieren können. Für Regenwassersysteme können wir CFD nutzen, um sicherzustellen, dass die hydraulischen Bedingungen ein vorschriftsmäßiges Arbeiten der Pumpen ermöglichen.
Bis jetzt war das einzige, formell anerkannte Hilfsmittel zur Verifizierung der Konfiguration einer Anlage der Laborversuch mit maßstäblichen Modellen. CFD rückt immer mehr ins Blickfeld, und Kommunalpolitiker, die einen optimalen Betrieb ihrer Pumpstationen sowohl bei hohen als auch bei niedrigen Durchsätzen garantieren wollen, verlangen immer häufiger CFD-Studien. Die Digitalisierung beeinflusst die gesamte Industrie, und die Konfiguration einer Pumpstation gehört untrennbar zu dieser Umstellung dazu.“
Welchen Nutzen ziehen Kunden aus der Arbeit, die Xylem in die Konfiguration von Pumpstationen investiert?
„Sie bietet zahlreiche Vorteile, die ich in Investitions-, Betriebs- und Wartungsvorteile unterteilen würde, und senkt die Häufigkeit von Notfallreparaturen oder ungeplanten Servicemaßnahmen.
Unsere Konfigurationen von Pumpstationen resultieren häufig in geringeren Abmessungen der Anlage, was die erforderlichen Investitionen reduziert. Für Betrieb und Wartung bieten wir für die Pumpen optimale hydraulische Bedingungen, die zu einer verbesserten Funktion und geringerer Sedimentation führen. Unsere Pumpen und unsere Konfigurationen von Pumpstationen minimieren zudem das Verstopfen der Pumpen und das Risiko, dass Pumpstationen ausfallen.“
Erfahren Sie mehr über die Konfiguration von Pumpstationen in Xylems Regenwasser-Handbuch
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