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Retrofit für Pumpen

Bedarfsorientierte Serviceleistungen für Wartungs- und Prozessoptimierungsmaßnahmen
Retrofit für Pumpen

Eine Aufrüstung von Prozessanlagen kann aus sehr unterschiedlichen Gründen erfolgen. Die Spanne reicht von der Modernisierung älterer und überholter Geräte bis zu betriebsbedingten Änderungen oder unzureichender Leistung. Wichtig bei allen Aufrüstungen ist, vorhandene Grenzparameter beizubehalten und möglichst viele Originalteile zu verwenden, um erhebliche und nachhaltige Einsparungen beim zeitlichen und finanziellen Kostenaufwand zu gewährleisten.

Bernhard Dudenhöffer

Wichtigstes Ziel bei der Wartung und Modernisierung von Prozessanlagen, deren Herzstück Pumpen sind, ist die Erhöhung des Pumpenwirkungsgrades. Dieser hat nicht nur einen wirtschaftlichen, sondern auch einen ökologischen Einfluss. Wenn für den Betrieb der Pumpe deutlich weniger Energie eingesetzt ist, so sind ebenso deutlich niedrigere CO²-Emissionen die Folge. Die Mantelgehäusepumpe ist bei der Nachrüstung besonders anpassungsfähig, bei ihr kann die Patrone mit einem Erweiterungsbausatz leicht ausgetauscht werden. Aber auch bei axial geteilten Mehrphasenpumpen bewirken Erweiterungsmaßnahmen beeindruckende Ergebnisse.
Grundlage ist die Wirtschaftlichkeitsstudie
Die Firma Sulzer Pumpen verfügt über Spezialisten, die nahezu jede beliebige Pumpenart oder -ausführung, Fremdfabrikate eingeschlossen, nachrüsten können. Steht ein entsprechendes Projekt an, so erstellen die Ingenieure zunächst eine Wirtschaftlichkeitsstudie. Damit wird der Umfang der Aufrüstungsmaßnahmen festgelegt, die den Anforderungen der Endverbraucher und des Systems entsprechen. Auf dieser Grundlage kann eine einfache Kosten-Nutzen-Analyse durchgeführt werden. Meist lassen sich damit erhebliche Kosteneinsparungen darstellen. Typische Beispiele für Amortisationsphasen von Mehrphasenpumpen sind 20 bis 60 Tage für eine Pumpeinheit mit hoher Fördermenge, ein bis zwei Jahre zur Erhöhung des Wirkungsgrads der Pumpe und zwei bis drei Jahre, um die durchschnittliche Laufzeit zwischen größeren Reparaturen zu erhöhen. In vielen Fällen sind für den Prozess erhebliche Vorteile erzielbar, oft ohne Veränderung der Fundamente, des Antriebssystems, der Öl- und Kühlwasserversorgung sowie den Hauptrohrleitungsverbindungen und der Steuerungstechnik. Auch das Schwingungsverhalten, die Schubbelastung und die Betriebstemperaturen lassen sich verbessern. Dies belegen, ebenso wie die neuen hydraulischen Leistungsdaten, Probeläufe auf dem firmeneigenen Prüffeld. Die modernisierten Pumpen werden dabei in Übereinstimmung mit gängigen Standards oder auch den Originalspezifikationen der Ursprungslieferung geprüft. Umfangreiche Testläufe der umgebauten Pumpe liefern die hydraulischen und mechanischen Daten und ermöglichen eine zügige Installation und Wiederinbetriebnahme.
Leistungsdaten des Testfeldes
Mit einer erheblichen Investition in ihr Pumpentestfeld hat Sulzer Pumpen sich auf die Testbedürfnisse ihrer Kunden eingestellt. Antriebsleistungen bis zu 4000 KW an der Antriebswelle, bei unterschiedlichsten Testspannungen zwischen 690 und 15000 V, können nun realisiert werden. Frequenzumrichterantriebe mit speziellen Transformatoren ergeben eine maximale Flexibilität bei Drehzahlen und international verschiedenen Stromnetzen. Sulzer bietet damit modernste Antriebstechnologie und stärkt die Rolle des weltweiten Produktionsnetzwerkes, das aus 14 Fabriken mit Testfeldern besteht. Die Kunden in den Märkten Öl und Gas, Energieerzeugung sowie in der mineralölverarbeitenden Industrie (HPI) erwarten verstärkt höhere Leistungen der Pumpenantriebe sowie reale Bedingungen für ihre Abnahmetests.
Ein Projekt aus der Praxis
Unzufrieden mit der Leistung seiner Kesselspeisepumpen trat der Betreiber des Stora Enso Feinpapierwerkes Veitsiluoto im finnischen Kemi an Sulzer heran, um durch eine gezielte Analyse zu ermitteln, wie er nach Überholung der gesamten Anlage nun auch das Nadelöhr der dortigen Produktion – die Kesselspeisepumpe – optimieren könne. Die genannten aktuellen Leistungsdaten des Fremdfabrikats mit einer Fördermenge von 70 l/s bzw. 252 m³/h bei einer Förderhöhe von 1077 m wurden daraufhin von Sulzer überprüft. Der Kunde erwartete eine Steigerung der Fördermenge um 10%.
Die Fachleute verglichen zunächst die Ist-Daten mit den gewünschten Daten und der technischen Machbarkeit. Eine Projektkurve veranschaulichte das Potenzial der Verbesserungen. In diesem Zuge wurde ein Projektablauf vorgelegt, der den genauen Umfang und die einzelnen Schritte beschreibt:
  • Pumpenausbau und Anlieferung
  • Testlauf auf dem Sulzer-Testfeld
  • Demontage der Pumpe und Aufnahme der Abmessungen
  • Festlegung der neuen Laufradgeometrie auf Basis der Leistungsprüfung
  • Modifikation von Laufrad und Leitrad
  • Zusammenbau der Pumpe mit den neuen Teilen
  • Testlauf der modifizierten Pumpe
  • Lieferung der aufbereiteten Pumpe, Installation und Inbetriebnahme vor Ort
Für den gesamten Ablauf des Modifikationsprozesses wurde eine Dauer von vier Wochen anberaumt. Bei der Demontage im Sulzerwerk traten erhebliche Schäden an der Welle, den Laufrädern und an Spaltringen zu Tage. Nach der Analyse der Beschädigungen wurden mit dem Kunden Vorschläge über Reparatur bzw. Erneuerung der Teile abgestimmt. Die Maße der Laufräder und beschädigten Teile wurden aufgenommen und Zeichnungen zu den nachzubildenden Teilen gefertigt. Dabei ließ sich ein Konstruktionsfehler als Ursache für die aufgetretenen Schäden ausmachen. Dieser Fehler schränkte die axiale Rotorbewegung ein, was zu den Schäden am ersten und zweiten Laufrad führte und letztendlich auch die hydraulische Leistung der Pumpe negativ beeinflusste. In Absprache mit dem Kunden wurde die Zeitschiene angepasst, die Reparatur und der Ersatz der Teile geklärt und die preisliche Anpassung des Liefer- und Leistungsumfanges festgelegt. Mittels 3D-Technik wurden die Laufräder gescannt und die Laufradgeometrie am Computer optimiert. Auf Basis dieser Daten wurde ein Modell gefertigt, das Laufrad gegossen, bearbeitet und ausgewuchtet. Aus den neuen Teilen sowie den modifizierten alten Teilen wurde der Rotor montiert, einer Rundlaufprüfung unterzogen und ausgewuchtet.
Ein abschließender Leistungstest bewies eindrücklich die erzielten Verbesserungen. Die Erwartungen des Betreibers wurden erfüllt bzw. durch eine 4%ige Wirkungsgraderhöhung sogar deutlich übertroffen. Nach gründlicher Reinigung und neuem Anstrich wurde die Pumpe nach 14 Wochen dem Betreiber wieder übergeben. Inzwischen läuft sie wieder zur vollsten Zufriedenheit des Betreibers. Dem Sulzer-Team liegen bereits weitere Aufträge aus Kemi vor.
cav 428

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