Pumpwerk PW Bruggholz ab 2019

Standort Aussenwerk

Standort Pumpstation Bruggholz 2011

Standort Pumpwerk die Sicht von oben
PW-Bruggholz Nuolen in Google Earth
am 03.07.2011

Aussenansicht Pumpwerk Bruggholz 2020

Pumpwerk PW Bruggholz Nuolen
Aussenansicht von Norden nach 33 Betriebsjahren
am 13.05.2020

Standort

Das Pumpwerk Bruggholz befindet sich an der Bruggholzstrasse 9 hinter der Kantonsschule in Nuolen.
Besitzerin des Aussenwerkes ist die Gemeinde Wangen.

Geschichte zum Aussenwerk

Das Aussenwerk wird im Jahr 1987 als Pumpwerk erstellt.
Die Inbetriebnahme erfolgt im Mai des Betriebsjahres 1987.
Das Aussenwerk wird im Jahr 1987 bereits mit einer hydrostatischen Niveaumessung erstellt.
Für die Betriebssicherheit ist eine Funk- Anlage der Firma Forster installiert.
Die 6 Störungen werden im Störungsfall als «Sammelalarm» zur ARA Untermarch übermittelt.
Das Pumpwerk wird zur Sicherheit periodisch auf einem Rundgang kontrolliert.

weiter mit Geschichte zum Aussenwerk

Am Donnerstag, 9. Juni 2005 wird nach 22 Betriebjahren das Pumpwerk saniert und auf einen besseren Stand der Technik umgebaut. Die elektrischen Komponenten werden den Stand der Technik angepasst. Einzig die Hydrostatische Niveaumessung das Auswertgerät sowie die Funkanlage für die Alarmierung wurde übernommen.
Bisher war für das ganze Pumpwerk ein Fehlerstrom Schalter eingebaut. Für den Revisionsbetrieb ist nur eine Schützen- Kombination eingebaut. Dies hat den Nachteil, dass während dieser Zeit die zweite Pumpe nicht betriebsbereit ist.
Für jede Pumpe wird ein Fehlerstrom- Schutzschalter eingebaut. Auch der Revisionsbetrieb ist jetzt unabhängig möglich. Die zwei Tauchpumpen werden mit modernen Softstarter betrieben.
Im Juli des Betriebsjahres 2019 wird das Pumpwerk Totalsaniert ins Prozessleit- System der ARA Untermarch eingebunden.

Definition ATEX-Zone

Das Pumpwerk bildet sich in zwei Ebenen ab. Der Pumpenenschacht, als Hauptteil, befindet sich unter dem Boden.
Die Steuerkabine aus Beton über dem Boden, ist in keine ATEX Zone eingeteilt. Dieser Anlageteil ist gegen den Pumpenschacht gasdicht abzutrennen.
Der Pumpenschacht ist als explosions gefährteter Bereich der ATEX Zone 2 zugeteilt.

Standort Aussenwerk

Prozessleitsystem Bild PW-Bruggholz 2020

Prozess Leitsystem Bild PW-Bruggholz
in der ARA Untermarch in Lachen
am 11.03.2020

PW-Bruggholz ****

PW-Bruggholz ***

am **.**.20**

Technische Daten: Entleerungspumpe 1 «Nord»

Bezeichnung:
Entleerungspumpe 1 «Nord»
[ME 8Q 0001]

Fabrikat / Typ:
Häny: 2421- KC 95 86. 831 98/19 Form 5

Schutzart:
kein Atex Schutz

Spannung:
3 x 400VAC 50Hz

Leistung:
2.2 kW

Strom:
5.40 A

Drehzahl:
1'450 min^-1

Leistungsfaktor:
cosPhi ......

Fördermenge:
10.5 l / s / 37.8 m³ / h

Förderhöhe:
.... m

Laufradart:
Freistrom

Laufradmass:
.... mm

Technische Daten: Entleerungspumpe 2 «Süd»

Bezeichnung:
Entleerungspumpe 2 «Süd»
[ME 8Q 0002]

Fabrikat / Typ:
Häny: 2421- KC 95 86. 831 98/20 Form 5

Schutzart:
kein Atex Schutz

Spannung:
3 x 400VAC 50Hz

Leistung:
2.2 kW

Strom:
5.40 A

Drehzahl:
1'450 min^-1

Leistungsfaktor:
cosPhi ......

Fördermenge:
10.5 l / s / 37.8 m³ / h

Förderhöhe:
.... m

Laufradart:
Freistrom

Laufradmass:
.... mm

Funktion und Beschreibung der Steuerung

Allgemeines

Beide Tauchpumpen sind an einem Frequenzumrichter angeschlossen und dadurch ist die Leistung regelbar. Frequenzumrichter dienen der elektronischen Regelung der Drehzahl von Motoren. Frequenzumrichter starten und stoppen Pumpen sanft und stufenlos.

Frequenzumrichter Betrieb

Damit kann Energie eingespart und der Material Verschleiss kann ebenfalls erheblich verringert werden. Anders als beim direkt am Netz betriebenen Pumpen tritt beim Frequenzumrichter kein Momentan- oder Laststoss auf. So kann der gesamte Antriebs Strang mit Motor, Pumpe und dem Rohrleitungs System inklusive der Dichtungen geschont werden. Auf diese Weise reduziert die Drehzahl Regelung den Verschleiss deutlich. Das Resultat dieser Massnahmen, die Lebensdauer der Anlage verlängert sich. Die Reparatur- und Wartungs Kosten sinken dank geringerem Material Verschleiss.

Bild PLS Programm Box Zeiten
Einstellungen Programm / Alarm
am 05.07.2018

Einstellungen Schaltpunkte Pumpen Zyklus Nachlauf
jedes 8 mal / Sollwerte FU Parameter Pumpen
am 05.07.2018

Steuerungs Konzept

Das Pumpwerk wird autonom mit der SPS Vorort betrieben. Die Anbindung an das Prozessleitsystem zur ARA Untermarch ist mittels GPRS «General Packet Radio Service» realisiert.
Alle Betriebszustände werden rund um die Uhr registriert und in der ARA Untermarch vom PLS in Diagramme aufgezeichnet und archiviert. Es bietet uns die Möglichkeit der Fernwartung oder natürlich die «Live Beobachtung» der Betriebszustände. Weiter ist es möglich Parameter der Steuerung online zu verändern.

Automatik Betrieb: «Trockenwetterbetrieb»

Die Steuerung ist wie folgt aufgebaut: beim Überschreiten des «EIN» Schaltpunktes erste Pumpe wird eine Tauchpumpe in Betrieb gesetzt. Durch den Betrieb der Pumpe sinkt das Niveau im Pumpenschacht. Sobald das Niveau unter den «AUS» Schaltpunkt erste Pumpe sinkt wird sie ausgeschaltet.
Beim nächsten Überschreiten des «EIN» Schaltpunktes erste Pumpe wird automatisch die andere Tauchpumpe in Betrieb gesetzt. Damit ist gewährleistet dass beide Pumpen in etwa die gleiche Anzahl Betriebstunden aufweisen. Beide Pumpen werden mit je einem Frequenz- Umrichter stufenlos betrieben.
Bei Trockenwetterbetrieb ist immer nur eine der beiden Pumpen in Betrieb. Für die Alarmmeldung «hoher Wasserstand» ist eine konduktive Stabsonde installiert.
Für die Reinigung des Pumpenschachtes ist eine Steuerfunktion eingebaut. Nach jeder 5. Einschaltung werden beide Pumpen gleichzeitig in Betrieb gesetzt. Sobald der «AUS» Schaltpunkt unter- schritten wird beginnt die «Nachlaufzeit» 2 Minuten abzulaufen. Die Nachlaufzeit ist so bemessen dass beide Pumpen eine definierte Zeit schlürfen und somit zur Reinigung des Pumpenschachtes beitragen.

Notstrom Betrieb:

Die Vorort SPS mit Bedienpaneal, Messtechnik und die Alarmierung bleibt auch während einem Netzausfall, für zirka 1 - 2 Stunden Batterie gestützt aktiv. Die Alarmmeldung Netzausfall, sowie weitere Messwerte werden in dieser Zeit weiter zur ARA Untermarch übertragen.
Bei einem Stromausfall schalten die Leistungs Anlageteile des Pumpwerkes aus. Die eingebaute USV (Unterbruchfreie Spannungs Versorgung) 24VDC wird für die Alarmierung der SPS, die dezentralen Peripherien sowie die Steuerspannung verwendet. Dadurch wird während des Stromnetzausfall sicher alarmiert. Nach der Wiedereinschaltung der Energie- Versorgung erfolgt, immer eine gestaffelte, automatische Einschaltung der Anlagenteile.

Automatik Betrieb: «Regenwetterbetrieb»

Die Steuerung ist wie folgt aufgebaut: beim Überschreiten des «EIN» Schaltpunktes erste Pumpe wird eine Tauchpumpe in Betrieb gesetzt. Bei Regenwetter gelangt sehr viel Regenwasser in die Mischkanalisation und aus diesem Grund steigt das Niveau im Pumpenschacht. Obwohl die erste Pumpe bereits in Betrieb ist. Beim Überschreiten des «EIN» Schaltpunktes zweite Pumpe wird auch die zweite Tauchpumpe in Betrieb gesetzt. Sobald das Niveau unter den «AUS» Schaltpunkt zweite Pumpe sinkt wird diese Pumpe ausgeschaltet. Bei der Regenwetter Situation steigt das Niveau wieder an und bewirkt dass die Pumpe die als erste in Betrieb ist bis zum Ende des Regenereignisses im Dauerbetrieb bleibt.
Nach dem Regenereignis geht der Betrieb früher oder später wieder in den Trockenwetterbetrieb zurück das Niveau im Pumpenschacht sinkt wieder nach dem die 2. Pumpe ausschaltet. Sobald das Niveau unter den «AUS» Schaltpunkt erste Pumpe sinkt sind wieder beide Pumpen ausgeschaltet. Ab diesem Zeitpunkt gilt wieder die Situation: Automatik Betrieb «Trockenwetterbetrieb». Für die Alarm Meldung «hoher Wasserstand» ist eine Konduktive Stabsonde installiert.

1. Funktionsablauf: Trockenwetter Betrieb: 1. Pumpe

Übersteigt das Niveau im Pumpenschacht den Parameter «EIN» Schaltpunkt 1. Pumpe wird die Pumpe 1 Nord in Betrieb gesetzt. Durch den Betrieb der Pumpe 1 Nord sinkt das Niveau im Pumpenschacht. Unterschreitet das Niveau den Parameter «AUS» Schaltpunkt 1. Pumpe wird die Pumpe 1 Nord ausgeschaltet. Jetzt wechselt die Priorität durch den Schrittschalter zur Pumpe 2 Süd.

2. Funktionsablauf: Trockenwetter Betrieb: 1. Pumpe

Übersteigt das Niveau im Pumpenschacht den Parameter «EIN» Schaltpunkt 1. Pumpe wird die Pumpe 2 Süd in Betrieb gesetzt. Durch den Betrieb der Pumpe 2 Süd sinkt das Niveau im Pumpenschacht. Unterschreitet das Niveau den Parameter «AUS» Schaltpunkt 1. Pumpe wird die Pumpe 2 Süd ausgeschaltet. Jetzt wechselt die Priorität durch den Schrittschalter zur Pumpe 1 Nord.

Funktion: Schacht entleeren

Damit im Pumpenschacht keine Ablagerungen entstehen, ist die Funktion «Schacht entleeren» programmiert.
Das heisst die Entleerungspumpen erhalten nach erreichen des «Vorgabe Sollwertes» und erreichen des «AUS» Schaltpunkt eine einstellbare Nachlaufzeit.
Der Parameter «Vorgabe Sollwert» «Schacht entleeren» wird mit einer ungeraden Zahl eingegeben.
Die ungerade Zahl bewirkt: Dass bei zwei vorhandenen Pumpen die Funktion «Schacht entleeren» abwechselnd die Pumpe Nord und das nächstemal Pumpe Süd angefordert wird.
Der Parameter «Nachlaufzeit» wird in Sekunden eingegeben.

Überwachung: Niveau sinkt nicht

Die Überwachung stellt sicher dass bei Betrieb einer Pumpe oder beider Pumpen das Niveau während dem «Sollzeit Sollwert» um den «Niveauwert Sollwert» sinkt. Sollte dies nicht der Fall sein wird die Pumpe gestoppt und danach für eine kurze Zeit Rückwärts betrieben. Durch diesen kurzen Rückwärtsbetrieb befreit sich die Pumpe von einer allfälligen Verstopfung. Jetzt wird wieder zum Normal Betrieb zurückgekehrt und weiter abgepumpt.

Überwachung: maximale Stillstandszeit

Die Überwachung misst die Stillstandzeit und vergleicht mit dem Sollwert maximale «Stillstandzeit». Wenn keine der beiden Entleerungspumpen in Betrieb ist beginnt der Sollwert «Stillstandzeit» abzulaufen. Wenn eine Pumpe in Betrieb geht bevor der Sollwert «Stillstandzeit» abgelaufen ist wird er zurückgesetzt. Wenn die Stillstandzeit länger dauert als der Sollwert «Stillstandzeit», wird keine Alarmmeldung sondern eine Hinweismeldung abgesetzt.

Handbetrieb: «Wartungsbetrieb»

Für die Wartung sind zwei Möglichkeiten vorgesehen, die Pumpen im Handbetrieb oder Rückwärts zu betreiben. Der Rückwärts Betrieb kann sinnvoll sein wenn eine Pumpe durch eine Verstopfung schlecht schöpft.

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