助力路易斯安那州新奥尔良市的雨水治理

项目：

美国陆军工兵队泵站升级
路易斯安那州新奥尔良市

新奥尔良市北临庞恰特雷恩湖，南临墨西哥湾，密西西比河穿城而过。如果没有泵站，可能仅一英寸的降雨量就会淹没该地区。

自 2005 年卡特里娜飓风以来，为了防止再次发生灾难性洪水，投资用于新建和翻新泵站的资金已达数十亿美元。铁姆肯公司旗下的 Philadelphia Gear 凭借其 130 年的动力传动专业知识，为 200 多个泵站定制解决方案，以保护该地区 130 万居民。

挑战

Philadelphia Gear 系统在传动装置（如电动机、燃气或柴油发动机）和泵之间传输动力。进行雨水排水需要先高速输入大量动力，然后减小动力并降低速度，从而以虹吸方式将雨水安全排至所需之处。

新奥尔良市的每个大型泵站都根据地形、泵送要求和最初安装时可用的技术进行了不同配置。与此同时，需要针对每个齿轮传动系统进行定制设计，常见的挑战如下：

#1：操作压力高。新奥尔良市海拔低，所以在许多情况下泵站必须抽水以克服重力，水平或垂直向上排水。这会提高扭矩、增大振动幅度并且加快磨损。

#2：极端条件下的生命周期和服务因素要求。泵不会连续运行，仅在大雨和暴风雨引发洪水的情况下才会间歇性运行。然而，运营商必须保证城市人口的安全，并希望获得可观的投资回报。因此，齿轮传动装置必须得以精心设计，才可能运行 50 至 70 年。

#3：如果齿轮传动装置浸没在水中，会遭到腐蚀且过早失效。浸没在洪水中的齿轮传动装置在干燥后 24 小时内可能会出现腐蚀损伤。

解决方案：

Philadelphia Gear 在 20 世纪 20 年代于新奥尔良市首次装备了泵站，在 60 年代至 80 年代协助城市泵站网络实现现代化，并在卡特里娜飓风之后再次进行了现代化改造。如今，该公司为新的泵装置设计原始的定制齿轮传动装置，并为现有的齿轮传动装置改建动力装置，以满足美国陆军工兵队不断发展的设计标准。

“我们保留着 100 年前的所有原始图纸和技术数据。”水管理市场原始设备销售总监 Gayle Quinlan 表示，“我们是唯一一家能够检索此类信息并据此基于最新的发动机和泵要求进行升级的齿轮传动装置供应商。”

Quinlan 列举了以下示例，突显出 Philadelphia Gear 为新奥尔良市的防洪减灾做出了极为重大的贡献：

#1：哈拉汉泵水入河 (Harahan Pump to the River) 项目的定制齿轮减速装置。该项目于 2017 年完工，在此之前，河流周边社区的雨水必须流经 7 英里才能泵入庞恰特雷恩湖。美国陆军工兵队委托创建了一项史无前例、更为高效的系统，该系统直接将水抽过堤坝，泵入河流。该系统可在 24 小时内处理高达 9 英寸的降雨量。

Philadelphia Gear 专门设计了三个双级减速直角齿轮减速装置，配备备用的润滑、监测和仪表系统，可在设备发生故障时保护系统，并在启动周期延长时提供技术支持。

#2：卡特里娜飓风过后，高性能齿轮传动装置在水下运行。Philadelphia Gear 在 19 号泵站（建于 16 年前）装配的泵在风暴过后运行时间最长。“这些泵配备着我们的装置，在水下整整运行了三个星期，帮助城市排水。”Quinlan 回忆道，“它们位于其中一处最低自然排水点，承受着巨大的压力，但运行状况仍然良好，没有出现任何问题。”

Philadelphia Gear 协助对这些装置进行了虹吸和检查，后来经过翻新使其恢复到全新的状态。这些装置如今仍在服役，并在 2021 年经受住了飓风艾达的考验。

#3：系统升级以支持大型改建动力装置项目。埃尔姆伍德泵站是新奥尔良市历史最悠久、规模最大的泵站之一，于 2019 年进行了现代化改造。Philadelphia Gear 升级了所有齿轮传动、轴承和润滑系统，全面满足八台泵的新发动机速率和比率要求。

公司工程师继续帮助美国陆军工兵队加固泵站，以抵御灾难性的风暴破坏。“我们根据他们所做的升级进行了相应升级。”Quinlan 表示，“如果他们加长排放管道，则需要提高泵送能力，也就是说需要更强劲的发动机和不同的传动装置。通常，我们可在现有设计范围内进行升级。”

益处

#1：可靠性。计划明年退休的 Quinlan 最近检查了泵站所安装的原始齿轮传动装置，该泵站建于她出生之前。这些装置仍在正常运行，但已计划为其改建动力装置。常规设计下，用于水管理的齿轮传动装置无故障运行期限可长达 70 年。

#2：效率。飓风来袭，分秒必争。泵必须快速排水以防止洪水泛滥，并保持道路畅通，供急救人员通行。“我们可以借助直角、水平和垂直齿轮，让动力弯向任何方向，以实现更高效的设计和操作。”Quinlan 表示，“我们不受等级，权力或方向的限制。这是我们业务的独特之处。”

#3：成本效益。高效可靠的齿轮传动装置降低了维护成本，并有助于预防因洪水损坏而付出高昂代价。Philadelphia Gear 装置即使已运行数十年，仍能保持其完整性，因此相比于购买新装置，对旧装置进行维修和升级更经济实惠。

结果

Philadelphia Gear 继续与美国陆军工兵队合作进行泵站升级。为如此庞大的资本密集型泵站网络改建动力装置，需要时间、资源和大量资金。

在其他齿轮传动供应商设法改建动力装置项目的情况下，美国陆军工兵队最终再次要求 Philadelphia Gear 更换设备。

“我们有相关示例表明我们正在更换仅使用了三年的设备。”Quinlan 表示，“他们了解我们的历史和实力，相信我们能够将这项工作落实到位，所以才打来电话。我们还增加了电气技能装备，能够为陆军工兵队及我们的市政安装基地提供更多服务。”

___________________________________________________________________

详细了解有关 Philadelphia Gear 在水资源管理方面的专业知识，请点击此处。

Gayle Quinlan 详细阐述了铁姆肯公司的 Philadelphia Gear 传动装置如何为保护全球最大的湿地生态系统之一：佛罗里达大沼泽地提供帮助。

Last Updated: 2022/04/15

Published: 2022/03/17