Effektiv auch bei abrasiv

Pumpe für abrasive Öl-Sand-Gemische

Anlagenbau
Chemie
Pharma
Ausrüster
Planer
Betreiber
Einkäufer
Manager

30.08.2016 Ölsand zählt zu den schwierigsten Fördermedien: Nicht nur ist seine Konsistenz aufgrund seiner ständig wechselnden Zusammensetzung unberechenbar, die enthaltenen Sandpartikel wirken auch stark abrasiv. Der damit verbundene Verschleiß führt dazu, dass Betreiber herkömmliche Pumpen häufig warten oder gar austauschen müssen – was Kosten für neue Anlagen und Verluste durch Stillstandszeiten bedeutet.

Anzeige

Entscheider-Facts für Betreiber

  • Einfach Wasser pumpen kann (fast) jeder. Wenn es aber um Medien wie Ölsande geht, kapitulieren die meisten Pumpen schnell.
  • Der Hersteller hat seine Drehkolbenpumpe speziell um diese Problemstellung herum konstruiert und konnte so eine robuste Lösung für den Ex-Bereich entwickeln.
  • Neben der Prozesssicherheit ermöglicht die Pumpe auch die Reduktion der Stillstandszeiten, indem wichtige Teile ohne Spezialwerkzeug und vor Ort vom Personal zu erreichen sind.

Die Tornado-T2-Drehkolbenpumpe von Netzsch Pumpen & Systeme wurde dagegen eigens für derart anspruchsvolle Einsatzgebiete entwickelt und zeichnet sich durch eine hohe Lebensdauer und Betriebssicherheit aus. Mit ihrer speziellen Konstruktion ist sie zudem kompakt und Atex-konform – zwei wichtige Faktoren in der Ölförderung. In einem konkreten Fall installierte ein Unternehmen die T2 beispielsweise in einer Förderstätte, bei der das Rohöl größere Mengen Sand enthält. Zwar behandelt ein Dekanter das Öl zunächst vor, allerdings ist der Restsand-Gehalt auch danach noch sehr hoch. Darum muss der Anwender das Gemisch zur weiteren Trennung zu einer Separatoranlage pumpen, die die Feststoffe sowie das enthaltene Wasser abscheidet. Die Förderung erfolgt dabei mit einer Temperatur von 60 °C, womit die Viskosität des Rohöls zwischen 30 und 35 mm²/s liegt.

Robust durch Materialkombination

Die Hitze, vor allem aber die bis zu 1 mm großen Sandkörner stellen eine hohe Belastung für jedes Pumpensystem dar. Um dem zu trotzen, setzt der Hersteller bei der Drehkolbenpumpen-Serie auf eine ungewöhnliche Materialkombination: Statt wie üblich Gummikolben in einem Stahlgehäuse rotieren zu lassen, kehrt er die Werkstoffe für den statischen und den dynamischen Teil um. Die Innenwand bildet ein dünner Elastomer-Einleger, den der Betreiber im Verschleißfall einfach herausnehmen und austauschen kann. Das eigentliche Gehäuse muss das Personal dafür nicht ausbauen und kann es auch weiter verwenden. Zudem passten die Applikationsingenieure des Pumpenbauers die Gummimischung genau an diese Anwendung an. Das verwendete Elastomer ist zum einen sehr beständig gegen chemische Angriffe und weist zum anderen eine niedrige Shore-Härte auf, wodurch es den Sandpartikeln gut standhält. Innerhalb des Elastomerkäfigs drehen sich zwei zweiflüglige, gerade Kolben aus hochfestem Spezialstahl, die den variablen Rotationskräften deutlich besser und länger widerstehen als Gummi-Komponenten. Lediglich auf die Flanken der Kolben sind dünne Elastomer-Aufleger aufvulkanisiert. Diese ermöglichen, dass bei der Drehung nicht Stahl auf Stahl reibt, sondern durchgängig ein materialschonender Hart-Weich-Kontakt besteht. Der Verschleiß verringert sich dadurch noch zusätzlich. Zusammen mit dem Umkehren des Werkstoffgefüges erreichten die Entwickler so eine Erhöhung der Standzeiten bei abrasiven Medien um das Dreifache.

Wirkungsgrad hoch, Stillstandszeit runter

Das veränderte Gefüge wirkt sich daneben auch auf die Förderleistung aus: Da Elastomere sich bei hohen Temperaturen ausdehnen, müssen Pumpen mit dicken Elastomerkolben mit größeren Spaltmaßen gefertigt werden, um einem Verklemmen vorzubeugen. Der dünne Gehäuse-Einleger der Drehkolbenpumpe quillt dagegen kaum, sodass der Hersteller die Komponenten präziser aufeinander abstimmten kann, was den Wirkungsgrad erhöht. Bis hier ein Radialspalt entstehen würde, müsste aus dem gesamten Radialbereich des Einlegers wesentlich mehr Material ausgerieben werden als bisher bei den Spitzen der Gummikolben-Konstruktion. Außerdem verringert die neuartige Materialzusammenstellung die Reibung der Komponenten untereinander und damit auch den Kraftverlust während des Betriebs. Die lange dichtende Linie der geraden Kolben, die die Rückströmung reduziert, unterstützt die Leistungsverbesserung noch zusätzlich. Gleichzeitig ist so ein großer freier Kugeldurchgang gegeben, der auch mit gröberen Materialverklumpungen zurechtkommt ohne zu verstopfen. In den Einleger eingearbeitete, taschenförmige Aussparungen ermöglichen es, dass die Pulsation trotz der schlichten Kolbenform ähnlich niedrig ist wie bei gewendelten, mehrflügligen Konstruktionen. Die Kolben sind mit Schnellspann-Elementen außerhalb des Pumpenraums befestigt. Dies trägt dazu bei, den Pumpraum totraumfrei zu halten. Außerdem kann das Personal die Drehkolben somit ohne Spezialwerkzeug mit wenigen Handgriffen und unabhängig voneinander austauschen. Dabei hilft auch der große Frontdeckel, der sich unkompliziert abnehmen lässt und freien Zugang zum gesamten Innenraum eröffnet. Inspektions- oder Reinigungsarbeiten können Betreiber so bequem „in Place“ erledigen. Ein Ausbau aus der Leitung ist nicht notwendig. Die Montage neuer Kolben erleichtert sich zudem durch eine integrierte Einstelllehre und durch die besondere Cartridge-Bauweise der Gleitringdichtungen: Die voreingestellten Dichtungen steckt der Anwender einfach mit dem Kolben auf die Welle. Der Bauraum ist dabei für alle Varianten – ob einfach- oder doppeltwirkend – gleich, wodurch für jede Anforderung die passende Dichtung installiert werden kann.

Heftausgabe: September 2016
Seite:
Erwin Weber, Leiter der Produktlinie Tornado Drehkolbenpumpen, Netzsch Pumpen und Systeme

Über den Autor

Erwin Weber, Leiter der Produktlinie Tornado Drehkolbenpumpen, Netzsch Pumpen und Systeme
Loader-Icon