Pausenlos in Betrieb

Uli Merkle

Der Spezialitätenchemiehersteller produziert maßgeschneiderte Wirkstoffpräparate und Chemikalien für die Gummi-, Schmierstoff- und Kunststoffindustrie. An mehreren Produktionsanlagen werden unterschiedliche Additive in mehreren Rührkesseln hergestellt. Alle Rührkessel einer Produktionsanlage sind in der Regel an einer Vakuumpumpe angeschlossen. 1995 wurde in einer Produktionsanlage die bislang eingesetzte Flüssigkeitsringvakuumpumpe durch eine Schraubenvakuumpumpe ersetzt.

Dies hatte mehrere Gründe: Zum einen wollte man die hohen Verbrauchskosten an Wasser und die Entsorgungskosten für das Abwasser vermeiden, außerdem sollte durch eine Vakuumpumpe, die einen weit niedrigeren Enddruck bei stabilem Leistungsverlauf erreicht, die Produktqualität erhöht werden. Damals entschied sich der verantwortliche Betriebsingenieur für die neu auf den Markt gekommene Cobra-Schraubenvakuumpumpe von Busch. Diese verdichtet völlig trocken, das heißt ohne Einsatz von Betriebsmitteln wie Wasser oder Öl.

Nach den guten Erfahrungen mit der ersten Schraubenvakuumpumpe wurde 1998 für eine neue Produktion, in der auch T4-Stoffe verarbeitet werden, eine weitere Cobra-Pumpe eingesetzt. Die Schraubenvakuumpumpen der ersten Generation mussten mit einer Wälzkolbenvakuumpumpe kombiniert werden, um die Betriebstemperatur möglichst niedrig zu halten. Die Vakuumpumpe wird zum Inertisieren der Produktionsanlage, zum Einsaugen von Rohstoffen und zum Vakuumtrocknen nach der Kesselreinigung genutzt. Sie ist in das Explosionsschutzkonzept der gesamten Anlage integriert.

Bis heute wurden noch weitere Cobra-Vakuumpumpen installiert. Diese werden dort eingesetzt, wo Produktreinheit und somit die Produktqualität für den Additivhersteller von höchster Bedeutung sind. Dies wird durch das konstant hohe Vakuum der Schraubenvakuumpumpe sichergestellt. Auf die zusätzliche Wälzkolbenvakuumpumpe kann heute verzichtet werden, da die Schraubengeometrie der Cobra-Pumpe grundlegend verändert wurde. Generell ist die gute Beherrschbarkeit der Vakuumpumpe und deren einfache Kontrollierbarkeit ein wichtiger Aspekt für den verantwortlichen Betriebsingenieur, diese einzusetzen. Permanent werden Stromaufnahme, Schwingungen, Temperatur und Druck über die Leitstelle überwacht. Eine erhöhte Stromaufnahme ist ein Indikator für eventuelle Beläge und Ablagerungen innerhalb der Vakuumpumpe. Tritt dies ein, wird eine Spülung außerhalb der normalen Intervalle veranlasst. Erhöhte Schwingungen können ebenfalls ein Indiz für Ablagerungen sein. Überschreiten die auftretenden Schwingungen einen bestimmten Wert, wird die Vakuumpumpe automatisch abgeschaltet. Die Überwachung der Temperaturen im Pumpeninnern und auf der Abgasseite dient dem Explosionsschutz. Sie stellt sicher, dass die zulässigen Grenztemperaturen eingehalten werden.

Die Schraubenvakuumpumpen haben eine variable Drehzahl. Im Stand-by-Betrieb und bei den Spülvorgängen läuft die Pumpe bei 20 bis 30 % der Standarddrehzahl von 3000 min-1. Das bedeutet, dass sie trotz Batch-Betrieb fast das ganze Jahr durchläuft. Der variable Antrieb bringt den Vorteil, dass sich die Drehzahl der Vakuumpumpe an der momentan tatsächlich gebrauchten Leistung orientiert. Die Vakuumpumpe dreht also nur so schnell, wie es für den Prozess notwendig ist. Die benötigte Saugleistung kann durch die unterschiedlichen Produkte und durch die verschiedenen Kesselgrößen stark variie- ren. Dadurch sind Energieeinsparungen möglich, zumal die trockenverdichtende Schraubenvakuumpumpe technisch bedingt bei vergleichbarer Leistung ohnehin mit einem wesentlich kleineren Motor als eine Flüssigkeitsringvakuumpumpe auskommt und auch in Teillast arbeiten kann. Der Vakuumpumpe vorgeschaltet sind ein Flüssigkeits- und ein Feststoffabscheider. Diese verhindern das Eindringen von Flüssigkeiten und Feststoffen ins Innere der Vakuumpumpe.

Fünf Jahre ist die erste Cobra mit optimiertem Schraubenprofil inzwischen nahezu pausenlos in Betrieb. Durch den Einsatz der Vakuumpumpe an verschiedenen Rührkesseln kommt diese mit unterschiedlichsten Chemikalien in Berührung und muss deshalb regelmäßig gespült werden. Der Spülprozess erfolgt automatisch alle zwölf Stunden. Dabei durchfließt ein Spülmedium in einem Kreislaufsystem die Vakuumpumpe. Diese Spülung ist notwendig, damit sich keine Beläge auf den Rotoren bilden, die vercracken und zu einem Anlaufen der Rotoren führen könnten.

Bei der einmal jährlich von Busch-Servicetechnikern durchgeführten Revision der Vakuumpumpen wird deren Innenraum mit einem Endoskop untersucht, um eventuelle Verschleißerscheinungen festzustellen. Dabei können im Sinne einer vorbeugenden Instandhaltung Verschleißteile vorzeitig ausgetauscht werden, bevor diese später zu einem Schaden führen. Durch die Installation mit vorgeschalteten Filtern, der permanenten Überwachung der Vakuumpumpen und durch die vorbeugende Instandhaltung konnten in den vergangenen Jahren Crashs bei den Vakuumpumpen vermieden werden.

Online-Info www.cav.de/1109407