März 2013
  • In der (Petro-)Chemie werden an Pumpen, die in Behältern mit Kohlenwasserstoffen eingesetzt werden, hohe Anforderungen gestellt.
  • Eine magnetgekuppelte, selbstregelnde Tauchpumpe ermöglicht den Einsatz in bis zu 280 °C heißen Medien und explosionsfähigen Atmosphären bis Zone 0.
  • Durch die Fähigkeit, auch Trockenlauf zu widerstehen, und den hermetisch dichten Aufbau kann die Spezialpumpe auch kritische Anwendungen meistern.

Zu den typischen Aktionsfeldern für robuste magnetgekuppelte Pumpen gehören Anlagen in der Chemie und Petrochemie. Hier werden sie zur Förderung von Mixturen aus siedenden, feststoffbeladenen oder giftigen Flüssigkeiten z. B. in Raffinerien eingesetzt. Meist müssen diese Medien aus Gruben oder geschlossenen drucklosen Behältern wie Sloptanks gepumpt werden. Herkömmliche Pumpen haben hier einen wesentlichen Nachteil: Sie sind nicht trockenlaufsicher. Das liegt an ihrem Gleitlager, das vom Fördermedium selbst oder von Fremdwasser gespült wird. Dabei taucht sowohl die Hydraulik als auch das Gehäuse der Pumpe mit dem Laufrad beim Einschalten in das Fördermedium ein. Der Pumpeneinsatz kann so zum Problem werden. Anders beim Einsatz der magnetgekuppelten, selbstregelnden Tauchpumpe Mpatan: Sie ist für Problemfälle bestens gerüstet.
Die Vertikalpumpe arbeitet mit einer hydrodynamischen Abdichtung. Bei der Pumpe kommt ein Laufrad mit Rückenschaufeln zum Einsatz. Je nach Zulaufhöhe wird zusätzlich ein Dichtungsrad verbaut. Dieses setzt dem Rest- und/oder dem Zulaufdruck einen gleich großen Druck entgegen. Das Fördermedium wird so vom Wellendurchtritt weggefördert. Um die Lagereinheit vor dem Eindringen von Produktdämpfen zu schützen sind Gasbarrieren installiert – zum Medium hin sind diese mit einer Einzelgleitringdichtung ausgeführt.
Die Spezialpumpe ist zur Atmosphäre hin mit einer trockenlaufenden Magnetkupplung hermetisch dicht. Durch den Einsatz eines keramischen Spalttopfs werden Wirbelstromverluste, wie sie bei metallischen Spalttöpfen auftreten, vermieden. Die vertikale Anordnung verhindert einen Produktkontakt der Dichtung – auch dann, wenn die Sperrgasversorgung ausfallen sollte. Erforderlichen Überwachungseinrichtungen können außerhalb der Grube installiert werden und sind damit außerhalb der Ex-Zone-0-Atmosphäre.
Einige Anwendungsbeispiele verdeutlichen die Einsatzmöglichkeiten der Pumpe: In einem Sumpftank wird die Pumpe in einem Gemisch aus Rohöl, Wasser und Sand eingesetzt. Die Herausforderung stellen Feststoffteile und die explosionsfähige Atmosphäre durch flüchtige Bestandteile des Rohöls dar. In der Grube herrscht Ex-Zone 0, deshalb dürfen nur für diese Zone zugelassene Pumpen eingesetzt werden. Die trockenlaufsichere Tauchpumpe bietet sich nicht nur wegen ihrer vertikalen Bauweise an. Diese verhindert den Kontakt der Dichtung mit dem Produkt – auch bei einem Sperrgasausfall. Ein weiterer Vorteil der Pumpe: Alle geforderten Überwachungseinrichtungen können außerhalb der Grube installiert werden. Bei der Konstruktion wurde auch das sehr korrosive und abrasive Medium berücksichtigt. Es erfordert einen beständigen Werkstoff mit erhöhter Festigkeit. Hier hat sich die aus Super-Duplex-Stahl gefertigte Pumpe seit Beginn des Einsatzes in 2010 störungsfrei bewährt.
Auch in einem Leichtflüssigkeitsabscheider in einer Raffinerie hat sich die Pumpe bewährt. Sie ist dort mit einer Tauchlänge von 5,5 m in einen Koaleszenzabscheider (Grube) eingebaut. Der Zulauf liegt sehr niedrig und darf den Ölabscheider nicht behindern. Erschwerend kommt hinzu, dass das Oberflächenwasser bis an die Siedegrenze aufgeheizt ist. Dort ist eine selbstregelnde Pumpe mit NPSH <0,1 die richtige Wahl.
Die Umgebung, in der die Pumpe eingesetzt wird, entspricht der Ex-Zone 1. Bei einer Förderhöhe von 45 m und einem Förderstrom (Q) von 15 m³/h arbeitet die selbstregelnde Pumpe mit einem halboffenen Laufrad. Ein Druckausgleich zum Laufradeintritt vermeidet die Dampfbildung. Die Pumpe saugt nicht, daher vermindert sich die Fördermenge mit der Zulaufhöhe, ein NPSH-Wert = 0 wäre möglich.
In dieser Anwendung erfüllt die Spezial-Tauchpumpe seit 2009 sicher und zuverlässig ihre Aufgabe. Auf Sicherheitsvorkehrungen, die beim Versagen der Pumpe einspringen, kann komplett verzichtet werden. Störfälle sind bis heute nicht aufgetreten, obwohl die Pumpe nur zeitweilig im Einsatz ist.    ?

Zur Technik
Magnetgekuppelte Tauchpumpe

Die magnetgekuppelte Tauchpumpe Mpatan eignet sich insbesondere für toxische, feststoffhaltige, siedende und/oder gashaltige Medien. Außerdem kann sie auch bei stark verschmutzten Stoffen eingesetzt werden. Sie kommt in explosionsfähigen Atmosphären bis Zone 0 zum Einsatz. Die Medientemperatur kann bis zu 280 °C  betragen. Die Pumpe wird in     Eintauchtiefen bis 5,5 m eingesetzt und erreicht Förderleistungen bis 70 m3/h sowie Förderhöhen zwischen 10 und 100 m.

Das Prinzip der Pumpe verdeutlicht eine Animation auf den Webseiten des Herstellers (hier).

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