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Turbinenpumpen für die Schwefelsäureanlage

Lange Lebensdauer trotz hochkorrosiver Bedingungen
Turbinenpumpen für die Schwefelsäureanlage

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Ein Düngemittelhersteller hatte Schwierigkeiten, den Säureumlauf in einer seiner Schwefelsäureanlagen zu erhöhen, da die Lebensdauer der Pumpenanlage begrenzt war und die Ausfallzeiten des Prozesses zunahmen. Das Unternehmen entschied sich schließlich für einen Austausch der Pumpen gegen vertikale VAS-Turbinenpumpen. Diese sind nun in der Lage, die höheren Schubbelastungen ohne Beschädigung zu bewältigen.

Schwefelsäure ist eine der wichtigsten Industriechemikalien. In vielen Prozessen werden Umwälzpumpen zur Förderung von sehr korrosiver Hochtemperatur- und hochkonzentrierter Schwefelsäure benötigt. In den meisten Fällen werden vertikale Pumpen an der Oberseite eines Tanks installiert, um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten. Im Fall des Düngemittelherstellers handelte es sich um vertikal montierte Saugpumpen, bei denen das Spiralgehäuse an einer Hängesäule mit separatem Auslassrohr installiert war. Die Spiralgehäusegeometrie erzeugte einen radialen Schub auf die Pumpenwelle. Der Schub führte zu Durchbiegung und Vibrationen und verursachte Verschleiß an der Pumpenbuchsenlagerung und den Wälzlagern. Die stark korrosiven Bedingungen, bei denen das Spiel mit der Zeit zunahm verschlechterten die mechanischen Bedingungen der Pumpen weiter. Als Folge davon verringerte sich die Lebensdauer der Anlage rapide.

Gleichmäßige Schubkraftverteilung

Die vertikal montierten Pumpen wurden durch Sulzers vertikale VAS- Turbinenpumpen ersetzt, die speziell für den Einsatz in Schwefelsäure entwickelt wurden. Das symmetrische Diffusorgehäuse der Pumpen verteilt die Schubkraft gleichmäßig. Schädliche Schübe auf die Welle treten nicht auf, sodass das Schwingungsniveau und die Wellendurchbiegung auf ein Minimum reduziert werden können. Dieser Vorteil gilt nicht nur für den besten Wirkungsgradpunkt der Pumpen, sondern für den gesamten Förderbereich. Die VAS-Pumpen fördern flüssige Schwefelsäure bei Konzentrationen zwischen 92 und 99,9 % und Temperaturen zwischen 60 und 150 °C. Der Durchfluss kann bis zu 2800 m3/h betragen bei einer Förderhöhe von 20 bis 30 m.

Die Lebensdauer der vertikalen Säurepumpen von Sulzer beträgt mehr als das Doppelte im Vergleich zu den vorherigen Komponenten beim Kunden, und sie haben die mittlere Zeit zwischen den Wartungen (mean time between maintenance – MTBM) bemerkenswert erhöht. Die symmetrische Bauweise sorgt für eine homogene Verteilung des Förderstroms und der Geschwindigkeit in der Druckleitung. Dadurch wird lokale Korrosion vermieden und die Überwachung der Pumpenzustände erleichtert. Dank der Ableitung durch eine Hängesäule ohne Auslassstutzen tritt keine unterschiedliche Wärmeausdehnung auf. Die Tatsache, dass es nur eine Säure/Gas-Schnittstelle in der Austragssäule gibt statt vier (zwei an der Tragsäule, eine an der Welle und eine am Austragsrohr), reduziert die Korrosion erheblich. Diese beiden Faktoren sind sehr wichtig, denn Spannungskorrosion und lokale Temperatur/Konzentration sind zwei sehr schädliche mechanische Nebeneffekte.

Sulzer AG, Winterthur


Autor: Benoît Martin

Produktportfolio-Manager,

Sulzer

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