Rohabwasser Schnecken Pumpwerk      1973 - 1990

Nach der Inbetriebnahme ist eine elektromechanische Relaissteuerung im Einsatz:

Die Verfahrens Ingenieure setzen im Pumpensumpf eine Perlrohr Niveau Messung mit 2 Grenzwertpaaren ein. Jeder Pumpe wird ein Grenzwertpaar zugeordnet. Das bewirkt die Pumpe mit dem tieferen Grenzwertpaar wird «EIN» und «AUS» geschaltet. Die beiden Grenzwertpaare könnten zwar ohne grossen Aufwand getauscht werden. Für den Ausgleich der Betriebstunden muss das Betriebspersonal die Zuordnung der Grenzwertpaare periodisch wechseln. Diese Aufgabe könnte durch dem Einbau eines einpoligen Schrittschalters und einem Industrierelais mit 2 Wechsel Kontakten automatisiert werden. Durch die Stellung des Schrittschalters würde die Zuordnung der Grenzwertpaare nach jeder Pumpenausschaltung gewechselt.

Das grössere Problem die Funktion der Durchfluss Mengenmessung im Venturikanal:

Damit eine Durchfluss Mengenmessung im Venturikanal zuverlässig funktioniert, muss diese immer einen «Wasser Wechsel» aufweisen. Weil der «Wasser Wechsel» in unserer Anlage nur 54 cm aufweist, sind unsere 2 Grenzwertpaare sehr nahe zusammen gesetzt. Nicht das Setzen der Grenzwertpaare ist das Problem. Sondern was in der Praxis daraus entsteht sollte bei der Planung einbezogen werden.

Ist das Speichervolumen Pumpensumpf zu klein geplant worden ?

Unsere Antwort ist: Ja viel zu klein !

Die Einstauhöhe im Zulauf Bereich darf die 54 cm nie überschreiten. Durch diese Gegebenheit muss das erste Grenzwert bei 50 cm gesetzt werden. Der Zulaufbereich ist Länge: 13 m die Breite: 1.5 m und Tiefe: 0.5 m. Das geplante Speichervolumen von 9'750 l ist nach 2 - 4 Minuten Laufzeit abgesenkt. Der gesetzte Grenzwert schaltete die Schnecke «AUS» und nach kaum 3 Minuten wieder ein. Scheinbar ohne zu überlegen was in der Praxis ablaufen wird. Doch schon kurze Zeit nach der Inbetriebnahme stellt das Betriebspersonal fest dass dies nicht ideal ist.

Situation bei Trockenwetter

Der durchschnittlichen Zulauf, zum Schneckenpumpwerk gemäss Betriebs- Protokoll während 6 Betriebsjahren, beträgt 6'480 Kubikmeter pro Tag. Das wiederum ergibt eine mittlere Förderleistung von 75 l / s  oder 4'500 l / min für das Schneckenpumpwerk. Das Speichervolumen Pumpensumpfes beträgt, zwischen «AUS» Schaltpunkt und «EIN» Schaltpunkt, 12'000 Liter Rohabwasser. Das heisst die Schneckenpumpe hat eine Pausenzeit von 2 Minuten und 40 Sekunden. Beim errechneten mittleren Zulauf von 4'500 l / min sind die 12'000 Liter Speichervolumen in 2.66 Minuten nachgeflossen. Wenn die Schneckenpumpe einschaltet schöpft sie 9'000 l / min. Das heisst für die 12'000 l, sind ohne weiteren Zulauf, innerhalb 1.33 Minuten Pumpenlaufzeit weg. Während den 1.33 Minuten Betriebszeit fliessen im Durchschnitt 5'985 l zu. Das heisst nach zirka 5 - 6 Minuten schaltet die Pumpe «AUS» und nach zweieinhalb Minuten wieder «EIN».

Zulauf während der Zykluszeit

Nach 2.66 Minuten ist das Speichervolumen bereits wieder soweit gestiegen das der «EIN» Schaltpunkt erreicht ist. Das ergibt eine Betriebszeit von 5 - 6 Minuten. In dieser Zeit erhöht sich das Zulaufvolumen um 20'000 l zusammen mit dem Startvolumen 12'000 l auf Total 32'000 l. Wenn wir die Pausenzeit um die Betriebszeit addieren ergibt das die Zykluszeit vom «EIN» Schaltpunkt zum «AUS» Schaltpunkt von 20 Minuten. Daraus kann nun errechnet werden wieviele Schaltzyklen pro Tag erfolgen, es sind zirka 200 Schaltungen.

Abhilfe für Einsparungen

Es wird schnell klar dass, die vielen «EIN» und «AUS» Schaltungen für die Keilriemen, die Elektromotoren und die Getriebe nur Nachteile bedeuten. Aus diesen Gründen stellt das Betriebspersonal jeweils den Steuerschalter einer Schneckenpumpe in die Stellung «HAND».

Situation bei Regenwetter

Bei Regenwetter wird die zweite Schneckenpumpe jeweils für kurze Zeit «EIN» und sehr kurze Zeit später wieder «AUS» geschaltet. Dies veranlasste das Betriebspersonal bei Regenwetter den Steuerschalter der zweiten Schneckenpumpe ebenfalls in die Stellung «HAND» für den Dauerbetrieb zu schalten. Mit dieser Massnahme kann viel Energie eingespart werden, denn bei jeder «AUS» Schaltung entleert sich die 8.2 Meter lange Schneckenpumpe. Zusätzlich ist es bei Regenwetter oft vergekommen, dass nach der «AUS» Schaltung die Zeit bis zur nächsten «EIN» Schaltung so kurz war, dass der Antriebsmotor durch die Teilentleerte Schneckenpumpe zu Überlast thermisch ausgelöst wurde. Das sind Störungen die durch Fehlplanungen entstehen und unbedingt durch Anpassungen der Steuerung verhindert werden können.

Massnahmen im Betriebsjahr 1990

Am Mittwoch, 20. Juni 1990 wird die Schneckenpumpe 3 in Betrieb gesetzt. Diese hat eine Förderleistung von 300 l / s oder 18 Kubikmeter/Minute. Hier zeigt sich dass der Verfahrensingenieur nicht auf die Hinweise des Betriebspersonals eingeht.

Die Steuerung wird zwar mit einen Vorwahl Steuerschalter ergänzt. Mit diesem Vorwahl Steuerschalter wird die vorgewählte Schneckenpumpen in Dauerbetrieb gesetzt. Die drei Steuerschalter der 3 Schneckenpumpen bleiben in der Stellung Automatik Betrieb.

Um Energie- und Unterhalt Kosten niedrig zu halten wählte das Betriebspersonal, bei bevorstehendem Regenwetter, die grosse Schneckenpumpe 3 mit dem Vorwahl Steuerschalter auf Handbetrieb. In dieser Situation sind die Schneckenpumpe 1 + 2 elektrisch verriegelt. Nur bei Störung der vorgewählten Schneckenpumpe 3 werden automatisch die Schneckenpumpe 1 + 2 angesteuert.

Allgemeines und Wasserwechsel

Zur Hebung von grossen RohAbwassermenge sind vielerorts, verstopfungsunempfindliche Schneckenpumpen im Einsatz. Das Rohabwasserpumpwerk ist seit der Eröffnung der ARA Untermarch 1885, mit 2 Schneckenpumpen bestückt. Erst wenn das Rohabwasser Niveau den untersten Punkt des Schneckenwendels Tastpunkt (TP) übersteigt, beginnt die Schneckenpumpe mit der Förderung. Die grösste Förderleistung erreicht die Schneckenpumpe, wenn der Füllpunkt (FP) erreicht oder überschritten ist. Dann fördern beide Schneckenpumpen zusammen 300 l / s.

Der Rohabwasser Zulauf der Gemeinden Lachen, Altendorf und Galgenen unterquert die Wägitaler Aa. Der Hauptsammelkanal hat einen Innendurchmesser d = 1.29 m und hat ein Gefälle i = 1.5 Promille. Unten bei den Schneckenpumpen bis zur Venturi Messstelle befindet sich ein begehbares Podest. Zirka 10 Meter vor dem Pumpensumpf des Schneckenpumpwerkes befindet sich die Messstelle Lachen. Die Durchfluss Messung besteht aus einem Venturi Kanal mit Perlrohr Niveaumessung. Damit die Venturikanal Messung einwandfrei funktioniert muss immer ein Wasserwechsel vorhanden sein. Der Venturikanal Messpunkt befindet sich auf 405.67 m ü. Meer. Die Kanalsohle vor dem Schneckenpumpwerk auf 404.75 m ü. Meer. Der Tastpunkt (TP) dieser Schneckenwendel sind aber auf 405.10 m ü. Meer. Das heisst es sind 0.35 m die nicht gepumpt werden können. Das sind etwa 7'000 l die mit den Schneckenpumpen nicht gefördert werden können. Der Wasserwechsel beträgt somit: 405.67 m ü. Meer - 405.13 m ü. Meer = 0.54 m


Typenschild mit den technische Daten Schneckenpumpe 1: «ARA Untermarch» 1972

Bezeichnung: ⇒ Baujahr:
Schnecke ⇒ 1972

Hersteller: ⇒ Typ:
Girod-Olma ⇒ SP 459

Durchmesser: ⇒ Länge:
D: Ø 0.90 m ⇒ L: 8.19 m

Steigung: ⇒ Förderleistung:
35 Grad ⇒ 135 l/s

Elektromotor: ⇒ Hersteller ⇒ Typ
BBC ⇒ QU-160 M4-B ⇒ IE0
Stern-Dreieck Start:

Nennspannung: ⇒ Nennleistung:
Un: 3 x 380VAC ⇒ Pn: 15 PS

Nennstrom: ⇒ Leistungsfaktor:
In: 22 A ⇒ cosPhi 0.79

Lager Unten: ⇒ Lager Oben:
Keine Daten ⇒ Keine Daten

Getriebe Hersteller ⇒ Typ:
Hansen ⇒ RNA33-BNNY-28
mit Rücklaufsperre

Drehzahl Motor:
D min: 1'450U/min
D max: 1'450 U/min

Übersetzung:
1 : 28.265 U/min

Drehzahl Schnecke:
D min: 1450 : 28.265 = 51.30 U/min
D max: 1450 : 28.265 = 51.30 U/min


Typenschild mit den technische Daten Schneckenpumpe 2: «ARA Untermarch» 1972

Bezeichnung: ⇒ Baujahr:
Schnecke ⇒ 1972

Hersteller: ⇒ Typ:
Girod-Olma ⇒ SP 459

Durchmesser: ⇒ Länge:
D: Ø 0.90 m ⇒ L: 8.19 m

Steigung: ⇒ Förderleistung:
35 Grad ⇒ 135 l/s

Elektromotor: ⇒ Hersteller ⇒ Typ
BBC ⇒ QU-160 M4-B ⇒ IE0
Stern-Dreieck Start:

Nennspannung: ⇒ Nennleistung:
Un: 3 x 380VAC ⇒ Pn: 15 PS

Nennstrom: ⇒ Leistungsfaktor:
In: 22 A ⇒ cosPhi 0.79

Lager Unten: ⇒ Lager Oben:
Keine Daten ⇒ Keine Daten

Getriebe Hersteller ⇒ Typ:
Hansen ⇒ RNA33-BNNY-28
mit Rücklaufsperre

Drehzahl Motor:
D min: 1'450U/min
D max: 1'450 U/min

Übersetzung:
1 : 28.265 U/min

Drehzahl Schnecke:
D min: 1450 : 28.265 = 51.30 U/min
D max: 1450 : 28.265 = 51.30 U/min


Schneckenpumpen Dimensionierung: Betriebsjahr 1973 - 1990

Schneckenpumpe 1
mit Stern-Dreieck Start

Fördermenge: min
RB-Drosselschieber 10 - 150l/s
Motor Drehzahl: ⇒ 100 %

Fördermenge: max
RB-Drosselschieber 10 - 150l/s
Motor Drehzahl: ⇒ 100 %

Schneckenpumpe 2
mit Stern-Dreieck Start

Fördermenge: min
RB-Drosselschieber 10 - 150l/s
Motor Drehzahl: ⇒ 100 %

Fördermenge: max
RB-Drosselschieber 10 - 150l/s
Motor Drehzahl: ⇒ 100 %


Ausbau Möglichkeiten

Baulich ist auf der Seite Platz für eine dritte und vierte Schneckenpumpe vorgesehen.