Pompy Warszawskiej Fabryki Pomp w wodociągach i kanalizacji miasta stołecznego Warszawy.
Historia nowych wodociągów i kanalizacji Warszawy w okresie 1886-1936
118 lat temu oddano do użytku w Warszawie jedną z najważniejszych inwestycji miejskich służących zaspo-kojeniu potrzeb ludności. Warszawa otrzymała nowe urządzenia wodociągowe i pierwsze urządzenia kanalizacyjne. Przyczyniło to się do poprawy stanu zdrowotnego i kulturalnego ludności. Zaprojektowane i wykonane pod nadzorem inżynierów Williama Lindleya i Alfonsa Grotowskiego wodociągi i kanalizacja są do dziś dnia wzorem sztuki inżynierskiej.
Pierwszym zespołem urządzeń wo-dociągu na drodze woda surowa, woda czysta i woda zużyta była Stacja Pomp Rzecznych zlokalizowana na Czerniakowie nad brzegiem Wisły. Pompy tam zainstalowane miały za zadanie czerpanie wody rzecznej i tłoczenie jej na Stację Filtrów do urządzeń oczyszczających. Pompy pobierały wodę z osadnika, który służył do wstępnego oczyszczenia wody i jej gromadzenia. W tym celu wybudowano 4 hale maszyn i 2 hale kotłów parowych. W 3 halach zainstalowano po trzy zespoły pomp nurnikowych napędzanych silnikami parowymi o mocy 140 KM produkcji James Watta. W hali czwartej zainstalowano trzy elektropompy firmy Sulzer o wydajności 1150m3/h i wysokości podnoszenia 42m przy prędkości obrotowej 1480, napędzane silnikiem o mocy 220KW i napięciu zasilania 5000V.
Jedną z pierwszych maszyn dostarczonych dla wodociągów m. st. Warszawy przez firmę Brandel, Witoszyński i S-ka (później f-ma Inż. S. Twardowski – później Warszawska Fabryka Pomp) był kompresor wyprodukowany w 1912 roku.
W 1933 roku zainstalowano w miejsce najstarszych pomp parowych trzy nowe zespoły elektropomp odśrodkowych, jednostopniowych z wirnikiem dwustrumieniowym – rys 1, firmy inż. S. Twardowski. Przy ciśnieniu 41,7 m. sł. w. wydajność pomp wynosiła 1710 m3/h . Pompy pracowały z prędkością 1480 obr/min i osiągały sprawność 82%. Do ich napędu zastosowano silniki asynchroniczne o mocy 295 KW o napięciu 5000V
Z uwagi na warunki terenowe Warszawy oraz znaczne wahania poziomu wody w Wiśle niemożliwe było grawitacyjne odprowadzenie wody zużytej bezpośrednio do Wisły. W Stacji Pomp Kanałowych przy ulicy Dobrej zainstalowano dwa pionowe zespoły elektropomp odśrodkowych dostarczone w 1935 przez firmę inż. S.Twardowski.
Rys 1. Pompy w Stacji Pomp Rzecznych (zdjęcie i rysunek z monografii „Wodociągi i Kanalizacja M. St. Warszawy, 1886-1936”).
Rozbudowa sieci wodociągowej M. St. Warszawy.
Rozwój Warszawy w okresie powojennym spowodował potrzebę rozbudowy wodociągów. W latach 50-tych w Wodociągu Centralnym na Stacji Pomp Rzecznych zamontowano osiem zespołów pomp typu N23PBD/40-B – rys 2, wyprodukowanych w firmie S. Twardowski. Były to jednostopniowe, pionowe pompy wirowe z wirnikiem dwustrumieniowym o wydajności 1700 m3/h i wysokości podnoszenia 60m przy prędkości 1480 obr/min, napędzane silnikiem elektrycznym o mocy 350KW. Pompy te posiadały dzielony w płaszczyźnie pionowej kadłub z usytuowanymi poziomo króćcami ssawnym i tłocznym. Zainstalowane pompy o długości 15m posiadły wały złożone z kilku odcinków połączonych sprzęgłami łubkowymi, osadzone w łożyskach tocznych smarowanych smarem stałym. Pompy tłoczyły wodę rurociągami pod ulicą Koszykową do Stacji Filtrów. Pompy tej konstrukcji pracują do dnia dzisiejszego w Pompowni Głównej na Czerniakowie.
Rys. 2 Pompa N23PBD/40-B na Stacji Pomp Rzecznych.
Rosnące zapotrzebowanie na wodę spowodowało konieczność wybudowania nowego ujęcia wody dla Warszawy. W 1953 roku rozpoczęto budowę Zasadniczego Ujęcia Wodociągu Praskiego tzw. Grubej Kaśki. Projekt ujęcia wody spod dna Wisły przez poziomo, gwiaździście ułożone dreny pod dnem Wisły był rozwiązaniem pionierskim, skomplikowanym technicznie. Woda infiltrowana przez naturalne złoże piaskowe wpływa do studni zbiorczej zapewniając odpowiedni napływ na zainstalowane tam pompy diagonalne. W 1963 roku Warszawska Fabryka Pomp dostarczyła do ujęcia wodnego „Gruba Kaśka” cztery prototypowe agregaty pionowych pomp diagonalnych typu D31-P60 w specjalnym wykonaniu konstrukcyjnym o długości całkowitej pompy 30m. Pompy wg pierwotnych założeń konstrukcyjnych miały mieć parametry: wydajność 3500m3/h i wysokość podnoszenia z dwóch stopni 72m co dawało możliwość tłoczenia wody infiltrowanej bezpośrednio do sieci wodociągowej. Ostatecznie po zmianie założeń projektowych zainstalowano pompy jednostopniowe o wysokości podnoszenia 40m i wydajności 3150-3500m3/h. Łączna wydajność zainstalowanych pomp D31-P60 to 13250 m3/h, tj. 318 tys. m3 wody na dobę. Pompy oddano do użytku w 1964 roku i przez 36 lat tłoczyły wodę rurociągami leżącymi pod dnem Wisły do obiektów uzdatniania wody.
Dalszy rozwój Wodociągu Praskiego to budowa dwu pomocniczych poddennych ujęć brzegowych po prawej stronie Wisły. W każdym zainstalowane zostały wałowe pompy diagonalne typu 60D22 i 50D22 Warszawskiej Fabryki Pomp, które tłoczyły wodę w ilości 11400 m3/h przez aeratory i filtry do zbiornika wody czystej.
W 1986 roku uruchomiono Wodociąg Północny z ujęciem wody z Zalewu Zegrzyńskiego leżącego w odległości 40 km od centrum Warszawy, o zdolności produkcyjnej 300 tys. m3 na dobę. W pompowni rzecznej I stopnia zainstalowano 5 agregatów WAFAPOMP z pompami diagonalnymi typu 60D40 o wydajności 3600 m3/h i wysokości podnoszenia 17m.
Wodociąg Północny, z racji znacznej odległości ujęcia wody od Warszawy, posiada pompownie II i III stopnia wyposażone w dwustrumieniowe, poziome pompy typu 50B80, 50B50 i 40B75 produkcji WAFAPOMP o wydajnościach od 2000 do 4200 m3/h. i wysokości podnoszenia 60m.
Stan obecny w instalacjach wodociągowych
Aktualnie na ujęciach wody Wodociągów Warszawskich pompy ze znakiem WAFAPOMP pracują w Wodociągu Centralnym i Wodociągu Północnym.
Na ujęciu wodnym Wodociągu Centralnego na Czerniakowie, oprócz omówionych już pionowych pomp dwustrumieniowych typu N23PBD, zainstalowanych jest 5 agregatów z pompami śmigłowymi typu PR37,5 z 1965 roku, oraz 7 agregatów z pompami dwustrumieniowymi poziomymi typu 60B66 – rys 3, i 50B63.
Rys 3. Pompa dwustrumieniowa typu 60B66 na stacji Wodociągu Centralnego.
W pompowniach II-ego stopnia zlokalizowanych na ul. Koszykowej pracują 24 duże pompy z lat 70-tych są to pompy dwustrumieniowe poziome typu N23BD40, 60B66 i 35B40 oraz 8 pomp diagonalnych typu 60D40. W przepompowniach na Ursynowie eksploatowane są pompy typu 35B35 i 25B32.
W Wodociągu Północnym pracują wszystkie zainstalowane w latach 80. pompy podstawowe oraz dodatkowo pompy diagonalne typu 40D40 w pompowni wód drenażowych, oraz pompy 50B40 w pompowni wody płuczącej.
Na ujęciu wodnym zasadniczym i ujęciach pomocniczych Wodociągu Praskiego od 2000 roku nie ma już pomp diagonalnych wałowych wyprodukowanych przez Warszawską Fabrykę Pomp. Zastąpiły je agregaty zatapialnych pomp diagonalnych. Ciągle jednak są eksploatowane jeszcze 4 agregaty pomp dwustrumieniowych pionowych N23PBD z 1963 roku tłoczące w przepompowni II-ego stopnia wodę ze zbiornika wody czystej do sieci wodociągowej prawobrzeżnej Warszawy.
Reasumując w Wodociągach Warszawskich jest zainstalowanych 80 dużych pomp wyprodukowanych przez Warszawską Fabrykę Pomp o łącznej wydajności 228 tys. m3/h.
Stan obecny w instalacjach kanalizacyjnych
W Warszawie zlokalizowane są cztery duże przepompownie kanalizacyjne: Pompownia Żerań, Powiśle, Marymont i Saska Kępa. Przepompownie te wyposażone są w agregaty pompowe do przetłaczania wód gospodarczych i wód burzowych. Największa z nich Przepompownia Żerań posiada wyłącznie pompy WAFAPOMP. Do tłoczenia wody gospodarczej używane są pompy wirowe, pionowe jednostopniowe typu 50F74 o wydajności 2500m3/h i 40F64 – rys 4, o wydajności 1500 m3/h, razem 14 zestawów. Pompy te, zainstalowane w komorach suchych, pracują z napływem na króciec ssawny i tłoczą na 7 kilometrowy odcinek rurociągu do oczyszczalni ścieków Czajka.
Rys 4. Pompa typu 40F64 w przepompowni Żerań.
Agregaty z pompami typu 60F85, o wydajności 4000m3/h każdy, służą do przetłaczania wody nadmiarowej ze zbiornika wody burzowej do komory rozprężnej skąd grawitacyjnie woda spływa do Wisły. Pompy wód burzowych charakteryzują się dużą wydajnością i stosunkowo niską wysokością podnoszenia. Pracują okresowo tylko przy dużych opadach i wysokim poziomie wody w rzece.
W Przepompowniach Powiśle i Saska Kępa eksploatowane są jeszcze pompy z lat 60-tych typu 60NSC-85p i 30NSC64p zarówno jako pompy wód gospodarczych jak i wód nadmiarowych. W Pompowni Saska Kępa pracują wyłącznie pompy warszawskie w tym 6 zespołów pomp śmigłowych typu 80P17 o wydajności 6000m3/h. Do 1996 roku pracowały tutaj jeszcze pompy S.Twardowskiego typu PR37,5 z 1954 roku.
Oprócz wymienionych wyżej dużych przepompowni kanałowych w Warszawie funkcjonuje jeszcze 6 przepompowni średnich. W Przepompowniach Ochota, Zacisze, Moczydło pracują pompy Warszawskiej Fabryki Pomp typu NSC z lat 60-tych lub typu F.
Najstarsze pompy wirowe z rodowodem firmy inż. S.Twardowskiego są jeszcze eksploatowane w małych pompowniach deszczowych Bielany i Czerniaków; są to pompy śmigłowe typu PR 21 i PR13 z 1950 roku.
Łącznie w pompowniach kanalizacyjnych zamontowane są 73 duże pompy wyprodukowane przez Warszawską Fabrykę Pomp o wydajności 167 tys. m3/h.. Stanowi to 82 % całkowitej wydajności pomp zainstalowanych w przepompowniach kanalizacyjnych m.st. Warszawy.
Rozwój konstrukcji pomp dla gospodarki komunalnej
WAFAPOMP S.A utrzymuje stały kontakt z użytkownikami i posiada informacje dotyczące poprawności pracy pomp. Analiza zapytań ofertowych i zawartych w nich wymagań technicznych określa kierunki zmian zachodzących w wyposażeniu pompowni wodociągowych i kanalizacyjnych.
Są to:
– pełna automatyzacja pracy przepompowni,
– ograniczenie prac serwisowych i remontowych,
– optymalny dobór pomp dla rzeczywistych parametrów układu pompowego,
– modernizacja przepompowni dla poprawy warunków napływu na pompy,
– ograniczenie emisji hałasu,
– zastosowanie napędów o regulowanej prędkości obrotowej,
– duża niezawodność urządzeń,
– stosowanie armatury z napędami regulacyjnymi.
W porównaniu do okresu budowy i rozbudowy Wodociągów Warszawskich oferta WAFAPOMP S.A. dla gospodarki komunalnej jest szersza i bardziej kompleksowa.
Wychodząc naprzeciw wymaganiom automatyzacji pracy przepompowni oferuje się pompy, do pracy w komorach suchych jak i pomp zatapialne, z szafa sterowniczą wyposażoną w specjalizowany sterownik i konsolę operatorską z wyświetlaczem LCD. System zabezpieczeń umożliwia pomiar temperatury łożysk, wilgoci w komorze silnika i komorze olejowej. Podstawowe funkcje sterownika to zabezpieczenie zespołu pompowego przed: suchobiegiem, niskim ciśnieniem ssania, awarią zasilania. Jako dodatkowe wyposażenie oferuje się kompletny układ zasilania silnika dla rozruchu bezpośredniego, rozruchu z soft-startem lub z falownikiem.
W ostatnich latach wdrożono do produkcji typoszereg pomp śmigłowych zatapialnych typu PZ o wydajnościach do 4000m3/h, i wyprodukowano pierwsze pompy diagonalne zatapialne typu DZ – rys 5. Zastosowanie pomp zatapialnych obniża znacząco koszty
inwestycyjne budowy pompowni, ułatwia montaż i demontaż na miejscu pracy, obniża poziom hałasu. Po wyposażeniu ich w specjalne szyby rurowe z kolanem wylotowym pompy te mogą być stosowane na wymianę z tradycyjnymi pompami wałowymi.
Rys 5. Pompa diagonalna zatapialna 15DZ17.
Celem ułatwienia i ograniczenia prac związanych z eksploatacją i serwisem, a także w celu zwiększenia trwałości zespołów pompowych zastosowano nowe materiały konstrukcyjne na panewki ślizgowe, co umożliwia „suchy start” pomp wałowych. W korpusach łożyskowych instaluje się czujniki drgań i temperatury. Pompy posiadają bezobsługowe uszczelnienia mechaniczne.
WAFAPOMP S.A. produkuje nowe pompy ściekowe typu FK z silnikiem umieszczonym bezpośrednio na kadłubie pompy Upraszcza to prace związane z montażem i demontażem w komorze suchej przepompowni. Podobne zalety posiadają pompy dwustrumieniowe, pionowe typu BV przeznaczone do wody czystej w pompowniach gdzie brakuje miejsca na zainstalowanie pomp poziomych.
Celem poprawy zdolności ssawnych kształty wirników pomp diagonalnych i śmigłowych są optymalizowane przy wykorzystaniu trójwymiarowych numerycznych metod obliczeniowych jak również wyników badań modelowych. Jednocześnie użytkownikom przekazywane są zalecenia projektowe dotyczące właściwego ukształtowania komór i lejów wlotowych do tych pomp
Od kilku lat fabryka produkuje przepustnice elastomerowe PN16 DN50-600, dostarczane wraz napędami elektromechanicznymi i pneumatycznymi z pełną automatyką w zakresie sterowania do instalacji wodno-kanalizacyjnych.
mgr inż. Andrzej Wesołowski
Artykuł został opublikowany w numerze 4 czasopisma „Pompy-Pompownie” w roku 2004.
Komentarz autora po latach:
Nasza oferta pomp dla wodociągów i przepompowni kanalizacyjnych była zawsze imponująca. W ostatnich 7 latach GPW SA wdrożyła wiele nowych bezobsługowych pomp z pełnym monitoringiem parametrów pracy. Posiadamy nowe, wysokosprawne pompy diagonalne z kierownicami o specjalnej konstrukcji w nierdzewnych wykonaniach dla brzegowych ujęć wody pitnej. Wdrożyliśmy również typoszereg pomp diagonalnych zatapialnych DZ z przeznaczeniem dla ujęć wody również spod dna Wisły. W typoszeregu pomp śmigłowych zatapialnych PZ mamy już pompy o wydajności do 7000 m3/h. Dla warszawskiego Wodociągu Centralnego na Lindleya dostarczyliśmy ostatnio kilkanaście pomp tej konstrukcji 60PZ18 i 40PZ19. Z kolei dla Wodociągu Północnego dostarczyliśmy pompy dwustrumieniowe 35B40 o sprawności ponad 90% ! Z uwagi na bardzo wysoką ich sprawność pompy te zainstalowano również na Wodociągu Centralnym. Pompy dwustrumieniowe to jeden z naszych sztandarowych produktów o sprawdzonej trwałej , optymalnej konstrukcji z możliwością pracy zarówno w układzie poziomym jaki i pionowym. Właśnie w wersji pionowej dostarczyliśmy 8 szt zespołów pompowych 35BV40 dla Wodociągu na Czerniakowskiej i Brukselskiej w W-wie. Posiadając sprawdzone metody obliczeń przepływowych pomp dwustrumieniowych zaprojektowaliśmy dwie kolejne pompy 30B70 o wysokości podnoszenia do 180m i 70B90 o wydajności do 9000 m3/h.
W ofercie dla przepompowni kanalizacyjnych mamy pompy typu F z możliwością sprzęgnięcia z silnikiem poprzez wał Cardana lub ustawieniem silnika bezpośrednio na pompie typ FK.
GPW SA dostarcza pompy do instalacji wodociągowych i kanalizacyjnych nie tylko dla W-wy. Odbiorcami są duże aglomeracje miejskie jak ostatnio Szczecin czy Katowice. Uczestniczymy w pracach modernizacyjnych dla Górnośląskiego Przedsiębiorstwa Wodociągowego w Katowicach . Jesteśmy w trakcie dostaw kilkunastu pomp dwustrumieniowych B i BV oraz pomp diagonalnych pionowych typu D.
mgr inż. Andrzej Wesołowski
