Pompy dla przemysłu – oszczędne i wydajne

Pompy różnego typu to jedne z najczęściej stosowanych w przemyśle urządzeń, przeznaczonych do pracy w różnych warunkach. Obecne dąży się, by te urządzenia nie tylko dobrze spełniały swoje zadania, ale też były ekonomiczne.

Rynek pomp przeznaczonych do zastosowań przemysłowych rozwija się dynamicznie. Jak podaje firma McIlvaine, światowy rynek pomp przemysłowych zbliży się w 2011 r. do wartości 35 mld USD. Według prognoz największym odbiorcą będą kraje azjatyckie z 43% sprzedaży pomp tego typu na świecie. Jeśli chodzi o branże, to największymi odbiorcami pomp są oczyszczalnie ścieków i miejskie systemy wody pitnej – odpowiednio 23% i 16% wszystkich zakupów. Znaczny procent stanowią też zakupy z przemysłu chemicznego, energetycznego i rafineryjnego. Na świecie pompy różnego typu produkowane są przez tysiące producentów. Niemniej jest kilku dużych międzynarodowych dostawców, którzy łącznie obejmują znaczną część całkowitej sprzedaży pomp przemysłowych. W dziesiątce największych wymienia się: ITT, Flowserve, KSB, Sulzer, Grundfos, Ebara, Weir, Baker Hughes, Schlumberger i Clyde Union. Równocześnie producenci z Chin dostarczają pompy dla coraz bardziej wymagających odbiorców i przejmują systematycznie coraz większą część światowego rynku. Jednak nadal dwóch największych dostawców ma siedziby w USA, a kolejnych trzech pochodzi z Europy.

W przypadku szybko rozwijających się technologicznie pomp dozujących nowe trendy obejmują digitalizację, wbudowaną inteligencję, automatyzację, integrację mikroelektroniki i nanotechnologii, elastyczność w zakresie wydajności i większą precyzję pomiaru. Producenci tego rodzaju pomp muszą przystosowywać się do szybko zmieniających się procesów przemysłowych i produkcyjnych. Rozwijają się też branże jak na przykład biotechnologia, wykorzystujące tego typu pompy. Firma badawcza Helmut Kaiser Consultancy przewidywała do 2015 r. wzrost rynku takich pomp na poziomie 5% rocznie dzięki rozwojowi nowych technologii i obszarów produkcji.

Wybór oszczędnej pompy

Dobranie właściwej pompy do potrzeb nie jest dziś proste. Poza typowymi dla pomp parametrami technicznymi i przydatnością do danej aplikacji w zakładzie coraz większe znaczenie mają takie kryteria, jak: niezawodność, wysoka sprawność, łatwość obsługi, oszczędność miejsca. W wielu przypadkach liczy się odporność na korozję czy elastyczność, która pozwala na uzyskanie wysokiego ciśnienia już przez jedno urządzenie. Dodatkowo na rynek pomp mają wpływ uregulowania prawne. Przykładem bezdławnicowe pompy obiegowe, montowane oddzielnie w instalacji, zgodnie z przyjętymi w Unii Europejskiej przepisami (Dyrektywy EuP), będą musiały wykazać się Wskaźnikiem Efektywności Energetycznej (EEI) od 2013 r. na poziomie ≤0,27 i EE1≤0,23 od 2015 r. Grundfos już oferuje pompy obiegowe ALPHA2 oraz MAGNA spełniające te wymagania. Oczywiście do tych wymogów już dostosowało się i dostosowuje więcej producentów wyspecjalizowanych w tego typu produktach, jak choćby Wilo (producent pomp Wilo-Stratos, które dzięki nowej konstrukcji silnika osiągają sprawności odpowiadające warunkom zawartym w dyrektywach). Tego typu pompy wykorzystywane są powszechnie w systemach grzewczych oraz klimatyzacyjnych i ocenia się, że odpowiadają za znaczny procent zużycia energii elektrycznej w UE.

Około 10–15% całkowitego zużycia energii elektrycznej w Europie przypada na pompy. Ponieważ pompy obiegowe zużywają znaczną część energii w systemach grzewczych budynków, a ponadto większość standardowych pomp obiegowych działa bez przerwy niezależnie od zapotrzebowania na ogrzewanie, Komisja Europejska zakwalifikowała pompy obiegowe do produktów priorytetowych. Grundfos podaje, że pompy i silniki o wysokiej wydajności wykonane w nowych technologiach mogą zmniejszyć średnie zużycie energii nawet do 60%. Jako przykład wdrożenia nowych oszczędnych pomp Grundfos podaje producenta drutu z Austrii, firmę Joh. Pengg AG. W firmie wymieniono system zasilania w wodę i osiągnięto zmniejszenie zużycia energii o 56%, a czas zwrotu inwestycji nie przekraczał dwóch lat. Nowe pompy Hydro 2000 MF 3 CR 64-2-2 (7,5 kW) kosztowały firmę 21 500 EUR, a roczne oszczędności to 17 600 EUR.

Można przypuszczać, że również w stosunku do innych rodzajów pomp kryteria sprawności energetycznej będą z czasem zaostrzane. Dla użytkowników jest ważne kryterium wyboru pomp. Zawsze należy brać pod uwagę cały cykl życia pompy, określany jako TCO (Total Cost of Ownership) – zgodnie z definicją Gartner Group, jest to całkowity koszt pozyskania, instalowania, użytkowania, utrzymywania i utylizacji urządzenia. Przy długim okresie użytkowania oszczędności na mniejszym zużyciu energii mogą stanowić znaczącą wartość w skali zakładu.

Innowacje

W konstrukcji pomp ciągle wprowadza się ulepszenia. Dotyczy to zarówno wydajności i stosowania bardziej energooszczędnego zasilania, jak i wprowadzania nowoczesnych materiałów konstrukcyjnych.

Korozja jest jedną z najczęstszych przyczyn skrócenia żywotności pompy. Choć stosuje się wysokiej jakości stal nierdzewną, to rozwiązaniem może być na przykład wykorzystanie tytanu. Metal ten może pozostawać w kontakcie z wodą morską przez wiele lat bez widocznych śladów korozji. Wykonane z tego metalu pompy CR są w ofercie na przykład firmy Grundfos. Nowe materiały konstrukcyjne, w tym tworzywa sztuczne, również są wykorzystywane, jeśli tylko jest taka możliwość. Również coraz częściej stosuje się systemy elektronicznej kontroli i regulacji pracy pomp z systemami łączności. Co prawda pierwsze takie rozwiązania znaczący producenci oferowali już na początku lat 90. ubiegłego wieku, to obecnie są one intensywnie rozwijane i doskonalone. Dziś wiele użytkowanych na świecie pomp korzysta z elektronicznej regulacji prędkości obrotowej, a dostępne systemy są coraz bardziej złożone.

Przy tak dużej różnorodności typów pomp i liczbie producentów codziennie na rynku pojawiają się nowe modele. Najwięksi światowi dostawcy też systematycznie rozszerzają ofertę lub dostosowują ją do nowych rynków i standardów. W czerwcu br. Flowserve wprowadziła nową linię pomp Durco Mark 3 zgodną z normami ISO 2858 i ISO 5199. Są to zaawansowane urządzenia o dużej wydajności i powtarzalności z opatentowanym uszczelnieniem komór SealSentry. Wykonane są z kombinacji różnych materiałów i przygotowane do pracy w warunkach przetwórstwa chemicznego. Pompa jest dostępna w 40 rozmiarach, w różnych konfiguracjach.

Z kolei Goulds Pumps (ITT) oferuje pierwszy w przemysłowej linii pomp i-Frame standard ciągłego monitorowania stanu pomp. Polega on na ciągłych pomiarach drgań i temperatury łożyska. Kolorowe diody LED wskazują ogólny stan pompy. Zapewnia to wczesne ostrzeganie o nieprawidłowej pracy i chroni przed wystąpieniem niespodziewanej awarii.

KSB zaprezentowała podczas „Wasser Berlin International” w maju br. pompę z nowym monitoringiem PumpMeter. System składa się czujników ciśnienia, jednostki analizującej parametry pracy. Informacje są wyświetlane, co pozwala na bieżąco analizować krzywą pracy pompy. Dzięki temu od razu widać, czy pompa pracuje w sposób efektywny i oszczędny. PumpMeter zastępuje manometry przed i za pompą, jak również wszelkie dodatkowe urządzenia monitorujące. Przez standardowe interfejsy zebrane dane mogą być udostępnione do centralnego systemu sterowania procesem.

Te powyższe przykłady potwierdzają znaczenie, jakie dzisiaj przykłada się do implementacji elektroniki. To znacznie ułatwia obsługę i eksploatację pomp, a na przykład systemy kontroli prędkości pozwalają obniżyć koszty zużywanej energii, jednocześnie zwiększając niezawodność pompy.

Programy doboru

Jak wiadomo, dobranie właściwej pompy przy tak różnych potrzebach jest kłopotliwe. Wielu producentów stara się pomagać przy doborze i oferuje najczęściej jako aplikacje działające w Internecie specjalne programy. Zaletą takich programów jest to, że są „na bieżąco” aktualizowane zgodnie z ofertą firmy. Przykładowo KSB oferuje program EasySelect, umożliwiający znalezienie odpowiedniej pompy czy zaworu, szybko i łatwo. Z kolei Sulzer udostępnia w Internecie program wyboru pomp Sulzer Selekt, a FlowSelex to program doboru pomp z Flowserve.

Są też serwisy niezwiązane z jednym producentem, jak Global PumpSelector firmy Impeller.net, który poza informacjami o nowościach i trendach technicznych pozwala wybrać i skonfigurować odpowiednie pompy pochodzące od wielu producentów, a baza pomp jest stale uaktualniana.

W kraju

Jak podaje na swoich stronach internetowych Stowarzyszenie Producentów Pomp, możemy poszczycić się długą historią rozwoju tej branży w Polsce. Rozwój górnictwa i hutnictwa w Zagłębiu Staropolskim, powstanie przemysłu włókienniczego, cukrownictwa, papiernictwa, tworzenie infrastruktury – budowa kanału Augustowskiego i uruchomienie sieci połączeń kolejowych to tło gospodarcze, w którym szybko pojawił się popyt na pompy. Jak możemy przeczytać, pierwsze instalacje do pompowania wody z kopalń były importowane z Anglii. Jednak już po 1827 r. przy wsparciu specjalistów angielskich zaangażowanych przez Rząd Królestwa Polskiego podejmowano w kraju produkcję coraz bardziej zaawansowaną technicznie, w tym produkcję pomp. W utworzonej w 1817 r. w Białogonie pod Kielcami z inicjatywy Stanisława Staszica „Hucie Aleksandra” po zmianie w 1827 r. profilu i nazwy na „Fabrykę Machin” pojawiają się w produkcji obok maszyn rolniczych „pompy różnego gatunku”.

Dziś krajowi producenci pomp to między innymi takie firmy, jak: Grupa Powen-Wafa Pomp, Leszczyńska Fabryka Pomp, Kielecka Fabryka Pomp BIAŁOGON, Instalcompact, FAPO Pompy i Systemy Dozowania, Brzeska Fabryka Pomp i Armatury „Meprozet”. Choć nie jest producentem pomp, to należy też tu wymienić firmę ANGA zajmującą się uszczelnieniami do pomp, od prostych pojedynczych przez kompaktowe do zaawansowanych technicznie proekologicznych, bezkontaktowych uszczelnień gazodynamicznych.

Stowarzyszenie Producentów Pomp zostało założone w 1996 r. jako organizacja zrzeszająca polskich producentów pomp oraz firmy z nimi współpracujące. Głównym celem jest konsolidacja polskiego przemysłu pompowego i wspieranie interesów producentów. Stowarzyszenie zrzesza obecnie 20 członków. W 2004 r. stało się członkiem EUROPUMP – Europejskiego Stowarzyszenia Producentów Pomp.

Jedną z największych polskich fabryk pomp i systemów pompowych jest też działająca od 150 lat firma Hydro–Vacuum. Rocznie linie fabryczne zakładów opuszcza około 70 tys. sztuk pomp i urządzeń wchodzących w skład systemów pompowych. Jak podaje Hydro-Vacuum, firma zaspokaja 70% potrzeb polskiego rynku na przemysłowe pompy głębinowe i dostarcza 50% kupowanych w kraju pomp do przepompowni ścieków z separacją ciał stałych. Firma ma własny dział badawczy współpracujący z pięcioma uczelniami technicznymi. Jak mówi Paweł Jurczyk, główny specjalista ds. marketingu w Hydro-Vacuum, jeśli chodzi o pompy dla przemysłu obecnie są prowadzone prace koncepcyjne, a z nowszych produktów na przykład wskazuje na pompy dla przemysłu spożywczego.

Obecnie w Polsce mamy dostęp praktycznie do każdego rodzaju pomp obecnych na rynku światowym. Oczywiście ograniczeniem jest dostępność do serwisu i części zamiennych. Jeśli w kraju działają przedstawicielstwa lub filie producenta, to sprawa jest ułatwiona. Do jakości pomp oferowanych przez największych światowych producentów nie można mieć zastrzeżeń. Również mniejsi producenci, na przykład z Niemiec czy Północnych Włoch, mają ustaloną od lat renomę. Wiele takich firm specjalizuje się od lat w produkcji pomp dla wybranych branż i mogą pochwalić się dużym doświadczeniem i wszystkimi wymaganymi dopuszczeniami.

Na naszym rynku działa wielu wyspecjalizowanych w sprzedaży pomp dystrybutorów. Są tu firmy wiele lat funkcjonujące na rynku oraz działające stosunkowo niedługo, jak firma Hydromit, działająca od 2006 r., oferująca elementy hydrauliki siłowej i przemysłowej, w tym pompy hydrauliczne tłoczkowe, pompy zębate, pompy dla przemysłu. Firma ma w ofercie na przykład pompy hydrauliczne DELTA o zmiennej wydajności, francuskiego producenta Hydro Leduc, wykorzystywane przede wszystkim w przemyśle ciężkim w układach hydraulicznych obiegu otwartego z przyłączami SAE. Z kolei Ekohelp powstała pod koniec 1990 r., zajmując się początkowo uzdatnianiem zużytych produktów naftowych, a po nawiązaniu kontaktów z najbardziej znanymi producentami pomp i narzędzi pneumatycznych głównym przedmiotem działalności firmy stało się doradztwo, serwis i dystrybucja tego typu urządzeń przemysłowych. Ma w ofercie pompy ARO, Ingersoll-Rand, wirnikowe BABCO, krzywkowe SSP, dozujące EURALCA, ślimakowe WANGEN, TUTHILL do paliw i lekkich produktów naftowych. Firma prowadzi autoryzowany serwis tych producentów. Ma też produkty marek: Sand Piper, Debem/Boxer, Depa, Versa-Matic, Wilden, Flotronic, Blagdon, Graco, Lincoln, Argal itp. Znana na rynku jest firma All-Pumps. Jak informuje, oferta została rozszerzona o kilka nowych typów pomp, na przykład wrzecionowych trójśrubowych do systemów smarowania, filtracji, chłodzenia i recyrkulacji oraz serię Revolution produkcji Wright Flow Technologies przeznaczoną głównie do aplikacji sanitarnych. W dziale pomp śrubowych pojawiły się w ofercie firmy pompy Novarotors: seria D pomp spożywczych i przemysłowych oraz seria R kompaktowe pompy z pływającym statorem, przeznaczone do aplikacji spożywczych.

Firma Inżyniersko-Handlowa Conbest powstała w 1991 r. i założyli ją absolwenci i pracownicy Wydziału Inżynierii Sanitarnej i Wodnej Politechniki Krakowskiej. Jednym z działów firmy jest dział instalacji przemysłowych oferujący składniki typowych instalacji przemysłowych, głównie w przemyśle rafineryjnym, chemicznym i spożywczym, w tym pompy dozujące i wirowe.

Firma Handlowa Tech-Trade powstała w 2000 r. i zajmuje się doradztwem technicznym oraz dostawami pomp, węży, jak również innych urządzeń stosowanych w przemyśle. Jest też między innymi wyłącznym przedstawicielem na rynku polskim firmy KIESEL, niemieckiego producenta pomp oraz systemów czyszczących rurociągi (Pig Cleaning System).

Rozbudowaną sieć dystrybucyjną w Polsce ma na przykład Grupa Taflo, wywodzący się ze Szwecji producent pomp przemysłowych. Większość pomp jest projektowana, produkowana i składana w fabryce w Tczewie. Obecnie Grupa Tapflo jest reprezentowana w 20 krajach za pośrednictwem własnych firm dystrybucyjnych oraz przez 33 dystrybutorów zewnętrznych. Jak podaje producent, dzięki szerokiej ofercie pomp membranowych zasilanych sprężonym powietrzem oraz pomp wirowych wykonanych ze stali nierdzewnej oraz dystrybucji pomp innych producentów może zawsze zaproponować odpowiednie rozwiązanie do transportu cieczy.

Dostępne są też oferty na przykład naszych południowych sąsiadów, takich firm jak Sigma Group – jednego z największych producentów pomp w Europie. Firma została założona w 1868 r. i ma ponad 138-letnie doświadczenie w konstruowaniu, produkcji, dostawach pomp i pompowni. Sigma wykonuje typoszeregi pomp, które mają zastosowanie w energetyce klasycznej i jądrowej, praktycznie we wszystkich gałęziach przemysłu, gospodarce wodnej, gospodarce wodno-ściekowej itp.

Oczywiście trudno wymienić wszystkie firmy działające na naszym rynku, które mają w ofercie różnego typu pompy przeznaczone dla odbiorców z przemysłu. Wybór jest ogromny, dlatego warto zwracać uwagę na nowe trendy na rynku, takie jak: ograniczenie zużycia energii, czujniki i elektronika czy nowe materiały, z jakich są wykonane. Czas użytkowania pomp jest z reguły dosyć długi, dlatego koszt obsługi, energii itp. może być ważniejszy niż oszczędność uzyskana przy samym zakupie.

Autor: Bohdan Szafrański