23/04/2019
Door Liam van Koert
Na vernieuwing van de sluisdeuren van Sluis Zemst op het zeekanaal Brussel-Schelde werden onlangs ook twee pompinstallaties vervangen. Gezamenlijk goed voor een debiet van 18000 m3 per uur, is door een slimme afstemming van de pompen met de motoren een rendementsverbetering van 5 procent gerealiseerd. Zowel de maatgemaakte pompen als motoren zijn ontwikkeld door respectievelijk pompleverancier KSB en motorspecialist WEG. Momenteel wordt door hen ook een derde pompinstallatie gebouwd.
Het zeekanaal Brussel-Schelde, in de volksmond beter bekend als het Kanaal van Willebroek, is een van de oudste bevaren kanalen van Europa. Nu nog steeds is het kanaal van een groot economisch belang voor België. Zo is het vliegveld van Zaventem voor haar kerosine volledig afhankelijk van een goede doorstroom van het traject, waarop een tweetal sluizen te vinden zijn om het 14 meter tellende verval op te vangen. Ook voor de bevoorrading van Brussel zelf en de waterhuishouding van het gebied (Zennevallei) speelt het kanaal een hoofdrol. Om de betrouwbaarheid van deze belangrijke ader te blijven garanderen, was de sluis van Zemst toe aan een verjongingskuur. Hiertoe werden onder andere de sluisdeuren vervangen. Later volgden ook de pompinstallaties, die het waterniveau van het bovenpand op peil houden.
Onderhoud aanbesteden
Jan van Laer bij KSB is Senior Expert Water & Waste Water bij KSB. Dat gekozen werd om geheel nieuwe pompen te installeren had volgens hem zowel technische als praktische redenen. “In totaal stonden er bij Sluis Zemst vijf pompen die in de jaren zeventig van de vorige eeuw zijn geïnstalleerd. Dat ze hun gespecificeerde debiet van 9600 m3/uur niet meer haalden, was tot daaraan toe. Van de vijf pompen waren er immers drie in gebruik en twee in reserve, zodat er indien nodig kon worden bijgeschakeld. Maar je moet er dan natuurlijk wel vanuit kunnen gaan ze het allemaal doen. Goed onderhoud is dan essentieel. Hier zag Vlaamse Waterweg nv, de beheerder van het sluizencomplex, zich echter voor een uitdaging gesteld. Enerzijds omdat sommige vervangingsonderdelen opnieuw gemaakt moesten worden. Anderzijds omdat elke onderhoudsvraag aanbesteed moest worden. Je had dus telkens met andere partijen te maken. Bovendien wint bij aanbesteden niet altijd de technisch beste oplossing, zodat de pompen soms slechter de revisie uitkwamen dan dat ze erin gingen.”
Nieuwe pompen
Vlaamse Waterweg NV besloot daarom de pompen te vervangen. Ook dit betrof een aanbesteding, die door het automatiseringsbedrijf Agidens werd gewonnen. Zij schakelden op basis van een hoog rendement en ervaringen uit het verleden KSB in als leverancier van de pompen. Die kozen op hun beurt voor WEG als motorleverancier. Van Laer: “We hebben voor onze aanbieding diverse motoren vergeleken op basis van prijs, kwaliteit en rendement. WEG kwam hier als beste uit de bus. Bovendien kennen we WEG en hun motoren goed uit andere projecten. De lijnen zijn kort zodat we snel konden schakelen. Zowel in de aanbestedingsfase als tijdens de engineering, de bouw en het testen: alles is voor de levering eerst samengebouwd en uitvoerig getest om verrassingen tijdens de installatie te voorkomen.”
Optimalisatie voor één werkingspunt
Gevraagd naar de pompdetails die Agidens overtuigden om met KSB in zee te gaan, noemt Van Laer in eerste instantie het hoge rendement. “Doordat bij deze toepassing de pomp maar één werkingsgebied heeft - de schommelingen in waterniveau zijn verwaarloosbaar klein – konden we met een vast debiet van 9000 m3 per uur en met en vaste opvoerhoogte van 10 meter rekenen. Vervolgens konden we het ontwerp hiervoor optimaliseren. In dit geval resulteerde dat in een SEZ 1500 centrifugaalpomp met een semi-axiale waaier met geoptimaliseerde schoephoek, wat een hoog hydraulisch rendement van 85,1 procent oplevert. En omdat voor deze waarden een relatief laag toerental van 500 rpm afdoende is, konden we voor wat betreft motor uit de voeten met een middenspanningsmotor van 6kV. Deze speciaal voor deze applicatie door WEG gebouwde motor brengt het totale rendement van de totale pompinstallatie op 81,9 procent. Dat is een verbetering van minimaal 5 procent ten opzichte van de oude situatie. Met deze inmiddels in de praktijk bewezen rendementsverbetering kan je heel wat energie besparen: elke motor heeft een vermogen van 670 kW, dus gedurende de levensduur van de pomp - zo’n 50 jaar - tikt dat flink aan.”
Motoren op maat
James Jonckers, Sales Manager WEG Benelux beaamt de gunstige elektrische getallen van de geleverde motoren. “Hoewel we in het verleden voornamelijk laagspanningsmotoren maakten, richten we ons sinds enkele jaren met succes ook op het midden- en hoogspanningssegment. We leveren inmiddels motoren tot 15 MW. De expertise die we hierin hebben opgebouwd werpt zijn vruchten af: op vollast hebben de voor Sluis Zemst toegepaste HGF630 motoren een rendement van 96.2%, met een powerfactor van 0.8. Ook dit laatste getal was een belangrijke eis omdat een te lage waarde de gebruiker boetes voor geleverd blindvermogen kunnen opleveren.” Als tweede in het oog springende projecteis noemt Jonckers de lagering. Deze zijn in verband met de verticale opstelling van de motoren vetgesmeerd in plaats van oliegesmeerd. Het koppel bedraagt bij het gespecificeerde lage toerental van 500 toeren per minuut – iets wat overigens erg gunstig is voor de levensduur van de motor - 12900 Nm.
Toekomstbestendig
Momenteel werd de vernieuwing van pomp 3 door De Vlaamse Waterweg aan Agidens Infra besteld en werken zowel KSB als WEG aan de bouw van een derde pomp en motor die nummer 3 van de oude pompinstallaties moet vervangen. Of dat daarna ook pomp 4 en 5 volgen is nu nog niet duidelijk: in principe is er met de 3 nieuwe pompen ruim voldoende betrouwbare capaciteit aanwezig om het waterniveau op peil te houden. Bovendien zouden, mocht het peil tijdens gepland onderhoud te laag zijn, ook de oude pompen tijdelijk kunnen bijspringen. Tel daarbij op dat het onderhoud voor de eerste vijf jaar niet aanbesteed hoeft te worden maar door KSB Service Belgium in onderaanneming van Agidens wordt uitgevoerd, en de toekomst van de Zemst Sluis én een soepele doorstroming van het zeekanaal Brussel-Schelde lijkt te zijn veiliggesteld. Die toekomstbestendigheid geldt volgens Van Laer en Jonckers ook voor de samenwerking tussen KSB en WEG. Jonckers: “Net als wij zit ook KSB al graag in een vroeg stadium met partners om de tafel om zo goed mogelijk de noden van de klant te kunnen identificeren en een zo goed mogelijke aanbieding te doen. Als je elkaar dan ook goed kunt vinden tijdens de concretisering ervan, dan ligt het voor de hand dat we in toekomst nog in veel mooie projecten samen zullen optrekken.”