Der CO2-Footprint eines Produktes ist heute und zukünftig ein nicht zu vernachlässigendes Kriterium für die Kaufentscheidung von Anlagenbauern und industriellen Endanwendern. Zur validen Beurteilung der Treibhausgasbilanz ist eine ganzheitliche Betrachtung gefordert – von der Konstruktion über die Materialauswahl, den Betrieb, Wartung, Instandhaltung und Reparatur bis zur Kreislauf- und Recyclingfähigkeit sowie der Entsorgung.
Die Überwachung von Pumpen in industriellen Prozessen ist weit mehr als eine reine Schutzmaßnahme für das Pumpenaggregat. Neben der präventiven Wartung und...
Dies gilt für gesamte Anlagen ebenso wie für einzelne Komponenten, beispielsweise Seitenkanalpumpen. Sie ermöglichen in der Petrochemie und Verfahrenstechnik sowie in Einsatzfeldern wie der LPG-Logistik, in Dual-Fuel-Schiffsantrieben oder bei der CO2-Abscheidung und -Speicherung (Carbon Capture Storage, CCS) immer dann besondere Förderlösungen, wenn es darum geht, bei niedriger Haltedruckhöhe (Net Positive Suction Head, NPSH-Wert) kleine Mengen feststofffreier Flüssigkeiten oder Flüssigkeit/Gas-Gemische kavitationsfrei mit großen Förderhöhen zu transportieren.
Sero Pumpsystems ist dabei das weltweit wohl einzige Unternehmen, das sich in Entwicklung, Herstellung, Vertrieb und Service ausschließlich auf diesen Pumpentyp – ein Nischenprodukt zwischen Verdränger- und Kreiselpumpe – spezialisiert hat. Damit einher geht die besondere Expertise einer ganzheitlichen Nachhaltigkeitsbetrachtung über den gesamten Lebenszyklus der Pumpen.
Konstruktion, Material, Herstellung
Die Umsetzung von Nachhaltigkeitsaspekten beginnt bereits in der Produktentstehung. Bei den Seitenkanalpumpen von Sero handelt es sich um radial geteilte, mehrstufig segmentierte Gliedergehäusepumpen, die in Modulen konstruiert werden. Dadurch können sie prozess- und energieeffizient gefertigt und anwendungsspezifisch zu Pumpen mit optimalem Betriebspunkt und Wirkungsgrad konfiguriert werden.
Konstruktive Maßnahmen an Hauptfertigungsteilen wie Saug- und Druckgehäuse, Laufräder, Lager oder Wellendichtungen sowie moderne Montage- und Prüfprozesse gewährleisten dabei ein Höchstmaß an Fertigungssicherheit sowie die Minimierung von Produktions- und Materialausschuss.
So hat Sero Pumpsystems erst kürzlich einen Hochleistungsprüfstand für seine Seitenkanalpumpen in Betrieb genommen, der in drehzahlgeregelten, vollautomatischen Prüfläufen in Echtzeit Schwingungen und Lagertemperaturen misst, Volumenströme und Drücke erfasst und auswertet sowie Grenzwerte überwacht. Alle Prüfzyklen werden dokumentiert, um bei Bedarf auch die verwendeten Messmittel und Kalibrierdaten rückverfolgen zu können.
Die Materialauswahl für die Pumpen orientiert sich an den Eigenschaften der zu fördernden Medien und den Anforderungen des Einsatzumfeldes. Alleine für das Pumpengehäuse stehen unterschiedliche Werkstoffe wie Grauguss, Sphäroguss, Edelstahl und Sonderwerkstoffe zur Verfügung. Die Seitenkanalpumpe SHP beispielsweise wurde für die Förderung von feststofffreien, chemischen und petrochemischen Flüssigkeiten, von Medien mit einem erhöhten Gasanteil bis etwa 20 Vol.-% sowie von Leichtsiedern und Flüssiggasen konzipiert.
Als Produktvariante SHPmarine, die in den Secondary Fuel Supply Systemen (SFSS) von hybriden Schiffsantrieben für den Transport des LPG zum Einsatz kommt, wurde sie in Materialauswahl und fertigungstechnischer Ausführung an das Einsatzumfeld auf hoher See adaptiert. So bestehen die Gussteile bei dieser Ausführung aus austenitischen Edelstählen bzw. Tieftemperaturstahl. Im Weiteren musste im Vergleich zu sonst üblichen Anwendungen in der Öl- und Gasindustrie der korrosiven Umgebung und den temperaturbedingten Anforderungen Rechnung getragen werden. Dies geschah unter anderem durch die Verwendung von federgespannten Edelstahlschrauben und speziellen Tieftemperatur-O-Ringen sowie einer fünfschichtigen Marinelackierung (C5M) zum Schutz der strukturellen Bauelemente vor Salzwasser und UV-Strahlung.
Die umfeldspezifische Auslegung nicht nur dieser Seitenkanalpumpe von Sero gewährleistet hohe Standzeiten im Feld. Im Zusammenspiel mit dem passenden Instandhaltungsmanagement ist so über viele Jahre ein effizienter und ressourcenschonender Pumpenbetrieb gewährleistet. Die SHP-Baureihe ist nach dem API610-Regelwerk konstruiert und verfügt daher über 20 Jahre Service-Life und konzeptbedingt über wenige genau spezifizierte Verschleißbauteile. Im Schwerstbetrieb sollen 26.000 Betriebsstunden als Wartungsintervall möglich sein.
Schließlich orientieren sich auch die Organisation, das Umfeld und die Prozesse in der Fertigung an umfassenden Nachhaltigkeitsvorgaben. Materialien und Komponenten werden transportminimierend in langfristig erforderlichen Mengen beschafft und vorgehalten – und so unnötige Transporte vermieden. Eingesetzte Transporthilfsmittel wie Kisten, Paletten, Verpackungen und Füllmaterialien erfüllen zeitgemäße ökologische Standards und eignen sich so für eine effiziente Kreislaufführung und Mehrfachverwendung. Dadurch fällt nur in minimalem Umfang Entsorgungsmaterial an, beispielsweise in Form beschädigter Verpackungen.
Die Beleuchtung der Betriebshalle erfolgt ausschließlich mit LED-Lampen – und spart so etwa 50 % des sonst erforderlichen Energiebedarfs ein. Für die Bearbeitung von Rohteilen wie auch für die Montageprozesse kommen energiesparende Maschinen zum Einsatz, die zudem mit Strom aus der 71-MWh-Fotovoltaikanlage auf der Fertigungshalle und dem Dach des Verwaltungsgebäudes versorgt werden.
Ergänzt wird die Kraft der Sonne bei Sero Pumpsystems durch eine leistungseffiziente Gas-Wärme-Pumpe in Verbindung mit einer Geothermieanlage, sodass das Unternehmen seinen Primärenergiebedarf zu einem signifikanten Anteil regenerativ decken kann. Dieser soll mit der mit der geplanten Erweiterung der Fotovoltaikanlage im Jahr 2024 weiter steigen.
Im Oktober 2023 wurde zudem eine neue Lackierkabine in Betrieb genommen. Sie zeichnet sich durch prozessoptimierte Lackauftrags- und Trocknungsverfahren aus, die den Material- und Energieeinsatz minimieren sowie das Entstehen von Aerosolen vermeiden. Schließlich spart die effizienzoptimierte Drucklufttechnik beim Betrieb der Maschinen etwa 3500 kWh pro Jahr ein. Alle Produktionsschritte werden durch ein leistungsfähiges ERP-System gesteuert, das sowohl die Prozesse optimiert als auch zu einer dauerhaften Produktqualität beiträgt.
Betrieb, Wartung, Instandhaltung
Seitenkanalpumpen zählen entsprechend der Ökodesign-Richtlinie 2009/125/EG zu energieverbrauchsrelevanten Produkten, deren Umweltwirkungen es unter Berücksichtigung des gesamten Lebensweges zu minimieren gilt. Sero Pumpsystems erreicht dies durch ein Bündel sich ergänzender Maßnahmen. So kann produktseitig durch den Einsatz energieeffizienter Motoren sowie von Frequenzumrichtern zur Drehzahlregelung mit Blick auf einen nachhaltigen Betrieb bereits viel erreicht werden.
Eine weitere Maßnahme ist die richtige Auslegung von Pumpensystemen. Es geht dabei um den optimalen Betriebspunkt der Pumpe, um ihren optimalen Wirkungsgrad, um die optimal energieeffiziente Drehzahl des elektrischen Antriebes. Eine Beratung durch Pumpenspezialisten von Sero kann dabei helfen, über CAD-Daten und Kennlinien hinaus weitere Leistungs- und Effizienzpotenziale zu erschließen.
Zudem arbeitet das Unternehmen kontinuierlich daran, den Wirkungsgrad der Pumpenhydraulik zu verbessern, um beispielsweise mit weniger Energiezuführung mehr Förderleistung zu generieren. Auch die hydraulisch korrekte Dimensionierung der saug- und druckseitigen Rohrleitungen an der Pumpe eröffnet energetische wie auch wirtschaftliche Optimierungsmöglichkeiten.
Neben der Auslegung und Anpassung von Seitenkanalpumpen an ihre jeweilige Förderaufgabe sind auch die Früherkennung möglicher Ausfälle sowie ein einsatzgerechtes Instandhaltungsmanagement Schlüsselfaktoren für einen effizienten Umgang mit Energie und Rohstoffen – also einen nachhaltigen Pumpenbetrieb. Daher bietet Sero Pumpsystems neben den eigenen Instandsetzungskapazitäten im Stammwerk Meckesheim über das Tochterunternehmen SMW Service und Pumpentechnik im benachbarten Neidenstein für diesen Zweck umfangreiche Wartungs- und Instandsetzungsdienstleistungen an.
Kurzfristige Verfügbarkeit von Ersatzteilen, eine zeitnahe Instandsetzung, Leistungsnachweise durch Prüfstandsläufe, anwendungstechnische Beratung und Bewertung möglicher applikationsgerechterer Alternativen, individuelle Serviceverträge und ganzheitliche Instandhaltungsstrategien – all dies gehört zum Serviceportfolio des Dienstleisters, der dadurch neben einer hohen Verfügbarkeit der Pumpen auch signifikant zu deren nachhaltiger Nutzung beiträgt. Einen weiteren Schwerpunkt bilden präventive Maßnahmen wie beispielsweise Schwingungs- und Auswuchtmessungen, mit denen mögliche Ausfallrisiken schon frühzeitig erkannt und behoben werden können.
Recycling und Entsorgung
Vermeiden, wiederverwenden, verwerten und erst als letztes Mittel entsorgen – das ist die Nachhaltigkeitsphilosophie von Sero Pumpsystems in Bezug auf ökologisch sinnvolles Recycling und umweltschonende Entsorgung. Hilfreich bei der Umsetzung sind hierbei entscheidende Merkmale der Seitenkanalpumpen, beispielsweise ihr modularer Aufbau und ihre zerstörungsfrei demontier- und austauschbaren Module und Komponenten.
Diese Teile können in der Reparatur- und Recyclingabteilung bei Sero Pumpsystems mit modernen Maschinen auf Verschleiß geprüft und bei Bedarf vor der Wiederverwendung fachgerecht und ressourcenschonend aufgearbeitet werden. Kommt eine Instandsetzung nicht mehr in Frage, können die verschiedenen Werkstoffe der Seitenkanalpumpen sortenrein getrennt, recycelt und in Wertstoffkreisläufen wiederverwendet werden. Schließlich werden mögliche verbleibende Reste über anerkannte Verwertungspartner fachgerecht entsorgt.
Durch all diese Merkmale und Maßnahmen erreicht Sero Pumpsystems eine hohe Recyclingquote. Damit sind die Seitenkanalpumpen des Unternehmens in der ganzheitlichen Betrachtung über ihren gesamten Lebenszyklus nachhaltig, energieeffizient und ressourcenschonend.
Nachhaltigkeit ist Zukunftssicherheit
Der gesamte Lebenszyklus von Seitenkanalpumpen orientiert sich bei Sero wie beschrieben am verantwortungsvollen Umgang mit Ressourcen und mit der Umwelt. Die Prozesse sind so gestaltet, dass Ressourcen geschont und Auswirkungen auf die Umwelt minimiert werden. Gleichzeitig ist das Unternehmen dadurch in der Lage, den Anwendern Förderlösungen anzubieten, die deren Bemühen um Optimierung des Energieeinsatzes und die Reduzierung des CO2-Ausstoßes unterstützen. Nachhaltigkeit ist damit für alle Beteiligten eine ökologisch sinnvolle Strategie und ein zukunftssicheres Geschäftsmodell.
Sero Pumpsystems GmbH, Meckesheim
Halle 8.0, Stand D23
Autorin: Tamara Strietz
Projektmanagerin,
Sero Pumpsystems
