Pumptillverkare har traditionellt ansett att igensättning av pumpar kan undvikas genom att göra pumphjulets genomlopp lika stort eller större än det som kan spolas ned i en toalett. En ny vitbok visar dock att pumphjulstypen kan spela en väsentlig roll både för att förebygga igensättning och för att spara energi. Jämfört med ett pumphjul med propellerblad eller virvelhjul kan Flygt N-pumphjul sänka energiförbrukningen med 25 % respektive 64 %.
Av Isabelle Kliger
Igensättning är ett kritiskt och högst oönskat driftproblem vid pumpning av avloppsvatten. Det minskar drastiskt pumpens effektivitet och leder till att pumpen sätter igen och löser ut, vilket resulterar i ökade kostnader och fler nödsamtal från slutanvändaren. Genomloppet – det vill säga diametern på den fria passagen genom pumpens pumphjul – är en parameter som ofta används för att specificera en avloppsvattenpumps förmåga att inte sätta igen.
– Konceptet genomlopp togs fram som ett mått på pumpens igensättningsfrihet för länge sedan. Tillverkarna försökte maximera storleken på genomloppet för att förbättra igensättningsfriheten. Lång erfarenhet visar dock att dessa utformningar fortfarande medför väsentliga nackdelar, säger Mats Karlén, chef för utveckling av hydrauldelar på Xylem.
Vitbok om igensättningsfrihet
Mats Karlén och hans kollega Stefan Abelin publicerade nyligen en rapport om igensättninsfrihet och genomlopp för att belysa vad de anser är en vanlig missuppfattning vid utformning av avfallsvattenpumpar. I rapporten fastlår de att forskningen under flera år har visat att ”sannolikheten att hitta stora, hårda objekt är mycket liten jämfört med att hitta små, hårda partiklar och diverse små och stora mjuka och fibrösa organiska objekt” i avfallsvatten. Den låga sannolikheten för stora, hårda objekt gör enligt rapporten ett stort genomlopp mindre viktig.
Dessutom konstaterar man att fibrösa objekt, som är betydligt vanligare, ”tenderar att fastna i ett traditionellt pumphjul med ett propellerblad eller i ett virvelhjul även då genomloppet är stort. Fibrer tenderar att linda sig runt pumphjulets framkant och istället för att drivas bort fortsätter avfallet att ansamlas.”
Denna ansamling resulterar i en lindrig eller delvis igensättning som medför minskat flödeoch avtagande effektivitet. Detta leder till ökad ineffektivitet och när belastningsströmmen överstiger utlösningsströmmen slår pumpen ifrån. Detta kallas total igensättning.
Utformning som förhindrar igensättning
I slutet på 1990-talet introducerade Xylem – då ITT Corporation – en ny pumphjullösning, som kallas Flygt N-teknik, med självrensande utformning. Pumphjulet har brant bakåtsvepta framkanter så att fast material som hamnar här trycks ut till ytterkanterna och vidare ut genom ett skrapspår.
Enligt Karléns och Abelins rapport ökar den självrensande utformningen pumpens effektivitet och igensättningsfrihet vilket ”ger minskade kostnader för drift, service och underhåll”. Under Karléns 14 år på Xylem har han och hans kolleger utfört hundratals igensättningstest, både i Xylems laboratorium och i installationer på fältet, för att jämföra olika pumputformningar.
Både Xylem och dess konkurrenter fortsätter att sälja pumpar med konventionell utformning med stort genomlopp, som pumpar med pumphjul med propellerblad eller med virvelhjul. Karlén hoppas dock att rapporten kommer att ta branschen ett steg vidare, förbi hög energiförbrukning och onödigt stora genomlopp, till mer effektiva och pålitliga lösningar.
– Det globala behovet av lösningar för transport och rent vatten växer ständigt. Arbetet med att hitta metoder för att göra detta mer effektivt och med ökad energieffektivitet är både en massiv utmaning och extremt givande. Det står klart att mängden energi som krävs för att transportera vatten skulle kunna sänkas väsentligt med ökad hållbar effektivitet och ökad igensättningsfrihet, säger Karlén.
Klicka här för att läsa vitboken på nätet.
Resultat från Xylems igensättningstester
N-tekniken ger energibesparingar* på:
– 25 % jämfört med pumpar med pumphjul med ett propellerblad
– 64 % jämfört med pumpar med vortexpumphjul
* Baserat på Xylems forskning som tar hänsyn till följande tre huvudparametrar för att mäta pumpens övergripande effektivitet:
1. Effektivitet vid rent vatten
2. Effektivitet vid ”riktigt” avfallsvatten, mätt efter förekomster av delvis igensättning och effekten av detta på den övergripande drifteffektiviteten
3. Kostnaden för utryckning vid haveri till följd av igensättningsrelaterat pumpstopp.