Fördermengen bis 1000 m³/h mit Exzenterschnecken

Der Goliath unter den Pumpen

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Der weltweite Hunger nach Öl und Gas ist ungebrochen. Förderfirmen streben daher nach immer höheren Erträgen und erschließen zunehmend auch schwierige Quellen wie Schweröle mit extrem hohem Feststoffanteil. Für den reibungslosen Transport der entsprechenden Medien – meist abrasive und korrosive Gemische aus Öl, Gas, Sand und Wasser – werden Exzenterschneckenpumpen verwendet, die unabhängig von der Konsistenz stabile Förderraten gewährleisten.

Netzsch hat für die die gewünschten hohen Volumina die L.Cap-Hochleistungspumpen für bis zu 1000 m³/h bei Drücken bis 20 bar entwickelt. Zur Produktion der bis zu 15 m langen und 25 t schweren Aggregate hat das Unternehmen jetzt am Stammsitz in Waldkraiburg eine neue Halle errichtet, die in ihrer Konstruktion und Ausstattung speziell auf die Mega-Pumpen ausgelegt ist.

Technologische Basis der L.Cap ist, wie bei allen Exzenterschneckenpumpen, das Zusammenspiel eines gewendelten Rotors, der sich in einem geometrisch darauf abgestimmten Stator dreht. Dabei ergeben sich abgeschlossene Förderkammern, in denen das Medium weitgehend frei von Pulsation und Scherkräften von der Saug- zur Druckseite transportiert wird. Störende Emulsionseffekte bei Öl-Wasser-Gemischen werden dadurch zuverlässig vermieden. Zudem sorgt dieses Förderprinzip selbst bei hochviskosen Flüssigkeiten sowie Multiphasenfluiden mit hohen Sand- oder Gasanteilen für einen druckstabilen Transport bei gleichbleibender Durchflussrate. Die verwendeten Metall- und Elastomerwerkstoffe werden passend zum jeweiligen Anwendungsfeld eigens ausgewählt und halten in Kombination mit dem strömungsoptimierten Design des Förderbereichs die Abnutzung der wenigen Verschleißteile sehr gering. So lassen sich trotz des abrasiven Sands und der chemischen Einflüsse von Öl und Gas lange Standzeiten und Wartungsintervalle erreichen.
Pumpen in Übergröße
Bei den L.Cap-Pumpen wurden diese positiven Eigenschaften des Exzenterschneckenprinzips auf eine sehr große Bauform – und entsprechend hohe Leistung – übertragen. Mit Fördervolumina bis zu 1000 m³/h übertreffen sie herkömmliche Exzenterschneckenpumpen um ein Vielfaches, stellen durch ihre Ausmaße allerdings auch spezielle Anforderungen an Fertigung, Transport und Aufstellung. Unter anderem besteht der Stator aus mehreren aneinander montierten Abschnitten. Dies ist zum einen der Fertigung geschuldet, da bei einteiligen Statoren in den erforderlichen Längen das Elastomer beim Einspritzen an einem Ende bereits aushärten würde, bevor der Prozess abgeschlossen ist. Zum anderen erleichtert die Aufteilung die Montage und Demontage. Hierfür wird zudem eine Hilfsvorrichtung mitgeliefert, um im Bedarfsfall den Stator sicher und bequem vom Rotor abziehen zu können: Während bei normalen Exzenterschneckenpumpen ein Hebel dafür reicht, ist bei der Hochleistungspumpe ein Schienensystem erforderlich. Auf dieses wird eine verfahrbare Halterung gesetzt, mit der die Statorteile nacheinander nach vorne gezogen werden, wo sie ein Kran wegheben kann.
Pumpen dieses Typs sind bereits in verschiedenen Minen, Erdöl- und Erdgasförderstätten weltweit im Einsatz, sowohl zur Förderung der begehrten Rohstoffe als auch beispielsweise zur Entwässerung oder zum Abtransport von Bohrschlamm. Als Ende 2015 ein weltweit führendes Öl- und Gasunternehmen acht L.Cap mit einer Gesamtlänge von je 9,8 m ohne Antrieb und einem Gewicht von rund 9 t orderte, entschied sich Netzsch, eine spezifisch auf die Anforderungen dieser Produktlinie ausgerichtete Fertigungshalle zu errichten. Aufgrund des drängenden Auftrags war dabei ein sehr enger Zeitplan einzuhalten: Bereits im Januar 2016 wurde nach einer kurzen Planungsphase mit dem Bau begonnen.
Speziell ausgelegte Fertigungshalle
Die neue Halle, an der Geretsrieder Straße in Waldkraiburg, bietet optimale Bedingungen für die Anlieferung großer Bauteile sowie auch für den Abtransport der fertigen Pumpen – zumal die Lkws zum Be- und Entladen direkt in das Gebäude fahren können. Das verkürzt die innerbetrieblichen Wege der schweren Komponenten und schützt sie zugleich vor Witterungs- und Umwelteinflüssen. Der Bau selbst ist schalldicht, um das benachbarte Wohngebiet nicht zu stören, und bietet mit 34 x 24 m Fläche und 14 m Höhe ausreichend Platz für die Konstruktion der großen Aggregate. Ein Hallenkran für Lasten bis 25 t mit 6,72 m Hakenhöhe sowie ein Montage-Säulenschwenkkran mit 1,6 t Tragfähigkeit und 5 m Ausladung ermöglichen es, die Bauteile schnell, sicher und präzise dorthin zu bewegen, wo sie benötigt werden. Das Schwerlast-Equipment wurde notwendig, da schon allein ein Rotor der bestellten Pumpen knapp 6 m misst und 1,25 t auf die Waage bringt. Hinzu kommen drei 1,9 m lange und 1 t schwere Statorteile, ein Kupplungsgehäuse mit 0,85 t und ein Lagergehäuse mit 1 t sowie weitere Komponenten.
Um das hohe Gewicht der Pumpen und der Maschinen tragen zu können, wurde eine spezielle, öldichte Bodenplatte gegossen die zudem die Verankerung eines Prüfstands aufnimmt, um die Vibrationen bei Testläufen der nicht fest installierten Pumpen zu minimieren. In der Praxis am Einsatzort sind solche besonderen Vorkehrungen nicht nötig, da hier die Grundplatte der Pumpe in der Regel einbetoniert wird. Daneben umfasst die neue Halle auch zwei doppelwandige Vakuumtanks mit je 20 000 l Wasser und Öl zum Messen der NPSH. Eine zusätzliche Zirkulationspumpe ermöglicht es, die Medien gezielt zu kühlen oder zu erwärmen, um die Applikationsbedingungen zu simulieren. Abgesichert wird dieser Bereich durch eine im Boden eingelassene Auffangwanne mit Ölabscheider.
Transport in Überbreite
Die auf den Prüfständen ermittelten Werte der Pumpe werden in einen separaten Abnehmerraum übertragen, wo sie der Kunde zeitgleich einsehen und mit den Anforderungen abgleichen kann. Erfüllt das Aggregat die Anforderungen, wird es für den Transport in die drei Teile Motor, Getriebe und eigentliche Pumpe zerlegt und verpackt. Die Abholung muss aufgrund der Maße – das breiteste Teil misst 3 m – durch einen Lkw mit Überbreite erfolgen. Die erste Pumpe der Großbestellung soll auf diese Weise im November 2016 ausgeliefert werden, nachdem bereits für August 2016 die Inbetriebnahme der neuen Fertigungshalle angesetzt ist. Angesichts der wachsenden Nachfrage nach Pumpe für größere Volumenströme im Öl- und Gassektor wie in der Bergbauindustrie werden ihr voraussichtlich bald weitere L.Cap-Hochleistungspumpen folgen.

Johann Vetter
Leiter Projektabwicklung, Netzsch Pumpen & Systeme

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