Противопаводочные мероприятия: Новый Орлеан, штат Луизиана

Проект:

Модернизация насосных станций силами инженерных войск США
Новый Орлеан, штат Луизиана

На севере Новый Орлеан граничит с озером Пончартрейн, на юге — с Мексиканским заливом. Кроме того, через город протекает река Миссисипи. Без насосных станций наводнение грозит даже при уровне осадков в один дюйм.

После урагана Катрина в 2005 году миллиарды долларов были вложены в новые и восстановленные насосные станции, позволяющие предотвратить еще одно такое же ужасное наводнение. Philadelphia Gear by Timken использует свой 130-летний опыт в области передачи энергии, чтобы адаптировать решения для более чем 200 насосных станций и защиты 1,3 миллиона жителей региона.

Проблемы

Системы Philadelphia Gear передают энергию между приводом — электрическим, газовым или дизельным двигателем — и насосом. Для перемещения ливневых вод требуется высокая входная мощность при высокой скорости, а затем — снижение мощности и скорости, чтобы безопасно откачать воду и направить ее в нужное русло.

Каждая из крупных насосных станций Нового Орлеана имеет уникальную конфигурацию, зависящую от топографии, требований к откачиванию и доступных технологий в момент установки. Несмотря на то, что для каждой системы зубчатой передачи требуется специальная конструкция, всех их объединяет ряд общих проблем:

№1. Высокое рабочее давление. Небольшая высота над уровнем моря в Новом Орлеане означает, что для откачки воды по горизонтали или вертикали станции должны преодолевать силу притяжения. Это повышает крутящий момент, усиливает вибрацию и износ.

№2. Потребность в большом жизненном цикле и высоком эксплуатационном коэффициенте. Насосы работают не постоянно, а только во время сильных ливней и ураганов, создающих опасность наводнения. Однако операторы обязаны бдительно охранять население города, в чем им должно помогать оборудование с высокой окупаемостью инвестиций. Поэтому укрепленная конструкция зубчатых передач должна быть рассчитана на срок службы от 50 до 70 лет.

№3. Коррозия и преждевременный выход из строя в случае погружения зубчатых передач в воду. Коррозия может появиться через 24 часа после высыхания зубчатой передачи, которая ранее была погружена в ливневые воды.

Решения

Компания Philadelphia Gear впервые оборудовала насосные станции Нового Орлеана в 1920-х годах и помогала модернизировать сеть насосных станций города в период с 1960-х по 1980-е годы, а также после урагана Катрина. Сегодня компания проектирует оригинальные, специализированные зубчатые передачи для новых насосных станций, а также укрепляет существующие зубчатые передачи в соответствии с более строгими критериями инженерных войск США.

«Все наши оригинальные чертежи и технические данные существовали уже 100 лет назад, — говорит Gayle Quinlan, директор по продажам оригинального оборудования на рынке оборудования для водоконтроля. — Мы являемся единственным поставщиком зубчатых передач, способным использовать такие данные для разработки и модернизации двигателей и насосов в соответствии с самыми последними требованиями».

Quinlan приводит ряд примеров, демонстрирующих самый весомый вклад Philadelphia Gear в борьбу с наводнениями в Новом Орлеане:

№1. Специализированные зубчатые редукторы для насосной станции Harahan, разработанные в рамках проекта River. До завершения проекта в 2017 году ливневые воды на территориях, смежных с рекой, протекали семь миль, прежде чем перекачивались в озеро Пончартрейн. Инженерные войска США получили заказ на разработку более эффективной, кардинально новой системы, способной откачивать воду в реку прямо через дамбу. Система способна устранять осадки высотой девять дюймов за 24 часа.

Специально разработанные тройные двухступенчатные ортогональные зубчатые редукторы Philadelphia Gear с избыточной смазкой, а также контрольно-измерительные системы защищают установки в случае сбоя оборудования. Также обеспечивается техническая поддержка на протяжении длительного периода запуска.

№2. Высокопроизводительные зубчатые передачи, которые работали в погруженном состоянии после урагана Катрина. Насосы построенной 16 лет назад станции 19, оснащенные зубчатыми передачами Philadelphia Gear, проработали после урагана дольше остального оборудования. «Насосы, оснащенные компонентами нашего производства, работали под водой в течение трех недель, осушая город, — вспоминает Quinlan. — Находясь в самых низких местах естественного дренажа, они подвергались высокому давлению и все равно продолжали работать».

Компания Philadelphia Gear помогла выполнять откачку и проверять системы, а позднее восстановила их практически до исходного состояния. Эти системы служат и по сей день, а в 2021 году выдержали последствия урагана Ида.

№3. Модернизация систем для поддержки крупных проектов по усилению конструкций. Насосная станция Elmwood, одна из самых старых и крупных в Новом Орлеане, была модернизирована в 2019 году. Компания Philadelphia Gear модернизировала все зубчатые передачи, подшипники и системы смазки в соответствии с новыми требованиями к числу и соотношению двигателей на всех восьми насосах.

Инженеры компании продолжают помогать инженерным войскам США в укреплении насосных станций, чтобы они могли противостоять самым сильным ураганам. «Мы проводим модернизацию на основе уже проведенной модернизации, — говорит Quinlan. — Если удлинить нагнетательный трубопровод, то необходимо увеличить производительность насоса, а для этого требуются более мощные двигатели и другая зубчатая передача. Обычно нам удается провести модернизацию, не изменяя существующую конструкцию».

Преимущества

№1. Надежность. Quinlan, в следующем году планирующая выйти на пенсию, недавно провела проверку оригинальных зубчатых передач, установленных на насосной станции, которая старшее ее самой. Системы все еще работали исправно, но было запланировано их усиление. Обычно при проектировании зубчатых передач для оборудования водоконтроля учитывается, что они должны работать без сбоев до 70 лет.

№2. Эффективность. Во время урагана важна каждая секунда. Насосы должны быстро качать воду, чтобы предотвращать наводнение и сохранять подъездные пути для служб оперативного реагирования. «Благодаря ортогональным, горизонтальным и вертикальным зубчатым передачам с более эффективной конструкцией и рабочими показателями мы можем направить мощность в любом направлении, — говорит Quinlan. — Нам доступны любые характеристики, любая мощность и любое направление. В этом и заключается уникальность нашей компании».

№3. Рентабельность. Эффективные и надежные зубчатые передачи сокращают затраты на техническое обслуживание и помогают предотвращать разрушительные наводнения. Поскольку системы Philadelphia Gear сохраняют свою целостность и рабочие характеристики даже спустя десятилетия работы, их ремонт и модернизация обходятся дешевле, чем покупка новых систем.

Результаты

Компания Philadelphia Gear по-прежнему сотрудничает с инженерными войсками США, совместно проводя модернизацию насосных станций. При такой масштабной и капиталоемкой сети насосных станций их укрепление требует времени, ресурсов и внесения больших средств.

Некоторые проекты по усилению систем выполняли другие поставщики зубчатых передач, но в конечном итоге инженерные войска США снова обращались в компанию Philadelphia Gear для замены оборудования.

«Один раз нам пришлось заменять оборудование, проработавшее всего три года, — говорит Quinlan. — К нам обратились за помощью, поскольку наша компания известна своей надежной и качественной работой. В дополнение к нашим навыкам в сфере электричества мы активно помогаем инженерным войскам, а также обслуживаем городские системы».

___________________________________________________________________

Узнайте подробнее об опыте Philadelphia Gear в сфере водоконтроля здесь.

Gayle Quinlan рассказывает, как зубчатые передачи Philadelphia Gear от Timken помогают сохранять одну из крупнейших экосистем переувлажненных земель: Эверглейдс в штате Флорида.

Published: 2022/03/17