Ekspert

Pompa, podobnie jak każda maszyna, wymaga okresowego przeprowadzenia remontów mających na celu poprawę stanu technicznego, który ulega pogorszeniu w trakcie eksploatacji. Pompy wodociągowe pracują w stosunkowo łatwych warunkach pracy, co wynika z tego, że czysta, zimna woda jest w miarę „przyjaznym” medium, nie wykazującym właściwości ściernych ani agresywności chemicznej. Nieco gorsze warunki pracy posiadają pompy ściekowe ale również w tym wypadku warunki te nie są skrajnie trudne. Z tego powodu okresy międzyremontowe dla pomp w branży wodno-ściekowej są długie, szczególnie dla pomp wodociągowych, gdzie mogą sięgać kilku lub nawet kilkunastu lat pod warunkiem, że eksploatacja prowadzona jest prawidłowo.

Decyzja o skierowaniu pompy do remontu zapada, zasadniczo, z jednego spośród dwu powodów: albo występują pewne problemy mechaniczne (takie jak zwiększone drgania, hałas, opory wirowania, problemy z łożyskowaniem lub uszczelnieniami) albo problemy hydrauliczne tzn. utrata wymaganej wydajności lub wysokości podnoszenia. Podejmując taką decyzję powinno się brać także pod uwagę kryteria ekonomiczne, gdyż możliwa jest sytuacja, w której mechanicznie sprawna pompa dająca jeszcze wystarczające parametry pracuje już z obniżoną sprawnością energetyczną, co powoduje wzrost kosztów energii. Podniesienie sprawności do poziomu zbliżonego do początkowego wymaga zazwyczaj przeprowadzenia stosunkowo niedrogiego remontu średniego obejmującego wymianę pierścieni uszczelniających i regenerację wirnika. Opłacalne może być zatem dokonywanie tego rodzaju remontów stosunkowo często, wyłącznie w celu utrzymania wysokiej sprawności.

Jednym z zasadniczych zagadnień decydujących o poziomie kosztów eksploatacji pompy jest ustalenie optymalnej długości okresu międzyremontowego. Remonty prowadzone za rzadko powodują wzrost kosztów energii na skutek pracy z obniżoną sprawnością. Z drugiej strony, prowadzenie remontów ze zbyt dużą częstotliwością nadmiernie podnosi koszty remontów.

Okres międzyremontowy może być wyznaczony jedną z poniższych metod:

1. Praca do wystąpienia awarii.
Pompę kieruje się do remontu dopiero gdy ulegnie awarii uniemożliwiającej dalszą eksploatację. Wbrew pozorom może to być w niektórych przypadkach racjonalna metoda. Na przykład, dla małych i tanich pomp o mało odpowiedzialnej roli, szczególnie gdy dostępne są pompy rezerwowe, wprowadzanie systemów monitoringu i analizy stanu technicznego może być niewspółmiernie kosztowne w stosunku do ceny pompy. Zaletą takiej strategii jest to, że z całą pewnością nie przeprowadza się remontu zbyt wcześnie. Natomiast wada polega na tym, że w wyniku doprowadzenia do awarii koszt remontu może być znaczny. Odmiana tej strategii polega na tym, że dla tanich, seryjnie produkowanych pomp remont jest w ogóle nieopłacalny i po awarii pompę się wymienia.

2. Kierowanie do remontu zgodnie z zaleceniami producenta
Niektórzy producenci określają w instrukcjach użytkowania po jakim czasie pracy pompa powinna przejść remont bieżący, średni lub kapitalny. Strategia polegająca na zastosowaniu się do tych zaleceń ma tą zaletę, że jest jasna i nie wymaga poniesienia nakładów na systemy monitoringu. Jest to również strategia bezpieczna, gdyż producenci z reguły określają okresy międzyremontowe konserwatywnie, więc ryzyko, że pomiędzy remontami wystąpi awaria, której usunięcie wymagałoby znacznych kosztów jest ograniczone. Ostrożność takiego podejścia stanowi zarazem jego wadę, gdyż w praktyce prowadzić może do wzrostu kosztów remontów na skutek tego, że przeprowadzane są one częściej niż wynikałoby to z rzeczywistego stanu technicznego pompy.

3. Kierowanie do remontu na podstawie monitoringu stanu technicznego
Metoda to opiera się na monitorowaniu wybranych parametrów ruchowych pompy, jak na przykład temperatura łożysk, drgania podczas pracy lub poziom hałasu. Pompę kieruje się do remontu gdy parametry przekroczą poziom uznany za krytyczny. Ma to na celu przeprowadzenie remontu zawczasu, przed doprowadzeniem do awarii, której usuwanie byłoby kosztowne. Jest to zatem, podobnie jak poprzednia, strategia bezpieczna, lecz bardziej ekonomiczna, gdyż pozwalająca na bardziej precyzyjne uchwycenie momentu, w którym remont jest rzeczywiście wskazany. Wadą jest konieczność poniesienia nakładów na system monitoringu, a także trudność w sformułowaniu krytycznych wartości parametrów, na przykład określenie jaki poziom drgań wskazuje na bliskość wystąpienia awarii. (Nie mówimy tu o sytuacjach oczywistych, jak taka, że pompa nie osiąga wymaganej wydajności, co bezdyskusyjnie kwalifikuje ją do remontu).
Metoda taka jest szczególnie wskazana dla pomp o złożonej budowie, których remont po awarii jest bardzo kosztowny, oraz pełniących odpowiedzialną rolę w systemie, na przykład takich, których awaryjne wypadnięcie z ruchu może pozbawić ludność dostawy wody.

4. Kierowanie do remontu na podstawie rachunku ekonomicznego
Jest to dalsze rozwinięcie poprzedniej strategii polegające na tym, że monitoruje się nie tylko stan techniczny pompy, lecz również koszt przepompowania metra sześciennego. Może się bowiem zdarzyć sytuacja, że pompa jeszcze sprawna ruchowo, na skutek pogorszenia sprawności pobiera zwiększoną ilość energii, co powoduje wzrost kosztu pompowania.
Aby określić optymalny moment, w którym należy skierować pompę do remontu należy rejestrować ilość przepompowanych metrów sześciennych oraz ilość energii na pompowanie. Przyjmujemy do celów analizy, że koszt przepompowania metra sześciennego składa się z kosztu remontu przypadającego na przepompowany metr sześcienny oraz z kosztu energii na przepompowany metr sześcienny. Inne koszty, jak na przykład koszt bieżącej obsługi można pominąć, gdyż nie są one związane z momentem, w jakim następuje remont.

Załóżmy, że znany jest koszt remontu pozwalającego na odtworzenie wyjściowej pompy. Jeśli koszt ten podzielimy przez ilość przepompowanych metrów sześciennych od ostatniego remontu to otrzymamy koszt remontu przypadający na przepompowany metr sześcienny. Ponieważ dzielimy stałą wartość przez przyrastającą ilość metrów sześciennych ten składnik kosztów hiperbolicznie dąży do zera.

Jeżeli rejestrujemy zarówno ilość zużytej przez pompę energii jak i ilość przepompowanych metrów sześciennych od ostatniego remontu to dzieląc pierwsza wartość przez drugą otrzymamy średni koszt energii na przepompowanie metra sześciennego w tym okresie. Ponieważ w trakcie eksploatacji sprawność pompy ulega pogorszeniu to koszt ten stopniowo wzrasta. Należy tu dla porządku zaznaczyć, że rozumowanie to jest prawidłowe, jeśli pompa przez cały czas pracuje w podobnych warunkach. Jeśli bowiem z czasem zmieniają się jej parametry i punkt pracy to zużycie energii na metr sześcienny zmienia się na skutek tego bardziej niż z powodu pogarszania sprawności. Rozumowanie jest prawidłowe również jeśli warunki pracy zmieniają się okresowo, na przykład w ciągu doby, a średnie parametry pozostają stałe, bo wtedy długookresowy wskaźnik zużycia energii na metr związany jest z pogarszaniem się sprawności.

Jeżeli teraz zsumujemy oba składniki kosztu przepompowania metra sześciennego, czyli koszt remontu i koszt energii to zaobserwujemy w pewnej chwili jego minimum, gdyż po znacznej liczbie godzin koszt remontu stanie się mało znaczący a koszt energii będzie wykazywał przyrost. W momencie gdy zaobserwujemy przyrost sumarycznego kosztu należy podjąć decyzję o skierowaniu pompy do remontu, gdyż dalsze utrzymywanie pompy w ruchu spowoduje, że starty z tytułu zwiększenia zużycia energii przewyższa oszczędności z tytułu odkładania remontu w czasie.

Rozumowanie takie jest słuszne pod dwoma warunkami:
a) że koszt remontu jest taki jak zakładamy
b) że w wyniku remontu pompa odzyska zakładaną sprawność.

Jeśli drugi warunek nie zostanie spełniony, to znaczy remont nie podniesie sprawności pompy w wymaganym stopniu, to nakłady na remont będą zmarnowane. Wskazuje to na wspomnianą wyżej konieczność zlecania przeprowadzenia remontu firmom, które nie tylko doprowadzą do uzyskania przez pompę odpowiedniej sprawności ruchowej, lecz również, a nawet przede wszystkim, umożliwią odtworzenie parametrów hydraulicznych, a szczególnie sprawności energetycznej. Pompa po remoncie powinna przejść badania obejmujące pomiar charakterystyki energetycznej, co weryfikuje jakość remontu. Strategia ta jest szczególnie zalecana dla pomp o znacznym zużyciu energii.

Dr inż. Grzegorz Pakuła