Mythos oder Realität?

Autor Dr. Bernd Rademacher Redakteur, cav chemie anlagen verfahren

cav: Herr Bungartz, hier auf dem Messestand beobachten ihre Besucher mit großem Interesse die installierten Pumpenfunktionsmodelle. Welches Modell haben Sie diesmal dabei?

Bungartz: Bei uns ist es Tradition, dass wir auf dem Messestand Funktionsmodelle unserer Pumpen zeigen. Begreifen kommt von Anfassen, deshalb bieten wir Interessenten an, sich unsere Fördertechnik von Nahem anzuschauen und die Pumpen in einem simulierten Prozess zu erleben. In diesem Jahr sind es Kreiselpumpen aus der Serie V-AN mit der sogenannten Sonderphysik. Die Pumpen werden im Normalsaugebetrieb oder im sogenannten abnormalen Betrieb gefahren. Die Unterschiede der Sonderphysik werden so sichtbar gemacht.

cav: Was meinen Sie mit Sonderphysik?

Bungartz: Wir gehen mit unseren Problemlöserpumpen schon immer einen anderen Weg als das üblicherweise Standardkreiselpumpenhersteller tun; z. B. mit der Sonderphysik, die unsere Spezialkreiselpumpen der Serie V-AN auszeichnen. Das AN im Namen steht für abnormal. So bezeichnen wir das besondere Selbstregelverhalten dieser Pumpen.

cav: Was verstehen Sie unter Selbstregel- verhalten der Pumpen?

Bungartz: Das Selbstregelverhalten der V-AN-Pumpen basiert auf der Tatsache, dass wir den Pumpen das Saugen „abgewöhnt“ haben. Die V-AN-Pumpen passen sich selbsttätig regelnd veränderlichen Zulaufmengen an. Dazu benötigen wir weder eine mechanische noch eine elektrische Regeleinrichtung. Vor der Pumpe wird stattdessen zwischen dem Eintritt am Laufrad und der Gasphase des Förderguts im Zulaufbehälter ein Druckausgleich hergestellt.

cav: Auf welche Art und Weise wird dieser Druckausgleich erzeugt?

Bungartz: Dazu sind drei Voraussetzungen notwendig. Da ist zuerst die vertikale Bauweise der Pumpen zu nennen, die zweitens mit einer hydrodynamischen Abdichtung versehen ist. Die wurde schon von meinem Großvater, Paul Bungartz, in den 1930er-Jahren entwickelt. Grundlegendes Motiv zur Notwendigkeit einer solchen Abdichtungsphysik war damals wie heute die Problematik, den Übergang zwischen Pumpengehäuse und rotierender Welle dauerhaft zu dichten. Und als dritte Komponente ist zusätzlich zu den normalen Anschlüssen bei den selbstregelnden Pumpen eine sogenannte Gasausgleichsleitung hinter dem Laufrad installiert. Diese Leitung ist direkt mit der Gasphase des Zulaufbehälters verbunden. Liegt im Zulaufbehälter ein atmosphärischer Druck vor, wird dieser direkt in das Pumpengehäuse geführt. Sobald die Pumpe läuft, wird der Bereich hinter dem Laufrad leer. Es steht kein Fördergut mehr an. Der Druck in der Gasphase des Zulaufbehälters ist gleich dem Druck hinter dem trockenen Laufrad. Durch besondere konstruktive Maßnahmen am Laufrad ergibt sich ein Gleichgewicht zwischen dem Druck am Laufradeintritt und dem an der Gasausgleichsleitung. Verfahrenstechnisch hat das den Vorteil, dass die Spezialkreiselpumpen nach dem V-AN-Verfahren nur so viel Volumen fördern, wie von selbst in sie hineingedrückt wird. Der dafür notwendige Druck wird über die hydrostatische Flüssigkeitssäule zur Verfügung gestellt.

cav: Welche Vorteile hat dieses Verfahren für den Betreiber?

Bungartz: Zum Einen kann durch das Selbstregelverhalten anlagenseitige Steuerungstechnik eingespart und zulaufseitige Behältergrößen reduziert werden. Des Weiteren ist bei Prozessen mit Kreiselpumpen die Gefahr von Kavitation recht groß. Eine grundlegende Besonderheit unserer nicht saugenden Pumpen ist neben dem Selbstregelverhalten die kavitationsfreie Förderung der unterschiedlichsten Medien in jedem Betriebszustand. Die Pumpen der V-AN-Serie arbeiten selbst dann kavitationsfrei, wenn das Medium im Zulaufbehälter siedet. Bei saugenden Kreiselpumpen ist systembedingt die typische Druckabsenkung am Laufradeintritt eine Problemzone. Durch eine Druckabsenkung unterhalb des Dampfdrucks am Laufradeintritt verdampft Flüssigkeit. Hier entstehen Gasbläschen. Sie werden von der Strömung mitgerissen und fallen implosionsartig und lautstark zusammen, sobald der Druck wieder über den Dampfdruck steigt. Jeder Pumpenbetreiber ist sofort alarmiert. Je nach Grad der Kavitation kann dies sogar die Sicherheit der Anwendung gefährden oder zum Totalschaden der Pumpe führen. Die Gefahr von Kavitation steigt mit der kleiner werdenden Differenz zwischen Saug- und Dampfdruck des Mediums.

cav: Lassen sich Kavitationsprobleme bei saugenden Kreiselpumpen vermeiden?

Bungartz: Übliche Maßnahmen zur Vermeidung von Kavitation sind in der Regel mit höheren Kosten verbunden. Beim Neubau von Anlagen können durch den Einsatz von V-AN-Pumpen Investitionen eingespart werden, weil keine zusätzliche Bauhöhe oder Grube notwendig wird. Auch bei den Instandhaltungskosten kann gespart werden. Außerdem erfordern kavitative Prozesse eine erhöhte Werkstoffqualität. Alle Maßnahmen sind mit erheblichem Mehraufwand verbunden und führen zu erhöhten Lebenszykluskosten.

cav: Bei welchen Medien ist die Gefahr von kavitativen Prozessen besonders stark?

Bungartz: Besonders gefährdet sind siedende Medien, z. B. Kondensate oder flüchtige Medien wie Flüssiggase. Hier bieten unsere selbstregelnden Pumpen einen weiteren Vorteil: den permanenten Selbstentlüftungseffekt. Wenn Gas in den Förderprozess gelangt, wird dieses durch die Ausgleichsleitung mit abgefördert. Die Pumpe muss nicht entlüftet werden. Das ist ideal für gashaltige Medien, denn es erhöht die Verfügbarkeit und die Betriebssicherheit erheblich. Auch bei Förderprozessen aus Vakuumanlagen ist die Gefahr von Kavitation beim Einsatz herkömmlicher Pumpen besonders groß. Mit den Pumpen der Serie V-AN ist eine kavitationsfreie Flüssigkeitsabförderung direkt aus dem Vakuum möglich. Außerdem sind unsere V-AN-Pumpen ideal geeignet, um diskontinuierliche Zulaufströme zu überwachen.

cav: Für welche konkreten Anwendungen sind die Pumpen der Serie V-AN im Einsatz?

Bungartz: Eine typische Förderaufgabe aus der petrochemischen Industrie ist die Entleerung von Kesselwagen mit Flüssiggas (N-Butan, Ammoniak u. a.). Siedend heiß ist das Medium aus einem Wasser-Dampf-Kreislauf mit hohen Turbulenzen im Tank. Bei dieser Kondensatförderung werden unsere Pumpen in einem Wärmekraftwerk genutzt. Ein anderer Einsatzort ist ein Sumpftank in einer Ex-Zone-0-Atmosphäre: Hier ist das Medium Rohöl mit Wasser und Sand vermischt. Bei diesen Anwendungen sind unsere selbstregelnden und trockenlaufsicheren Tauchpumpen aus der Serie V-AN klar im Vorteil.

cav: Vielen Dank für Ihre Zeit.

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Wir haben unseren vertikalen Kreiselpumpen der V-AN-Serie das Saugen „abgewöhnt“

Tipp: Für alle Interessierten, die nicht in Frankfurt auf dem Messestand des Unternehmens waren, gibt es eine anschauliche Animation im Netz:

http://www.bungartz.de/animationen/ index.php?page=v-an&lang=de