Pumpen und Systeme Trockenlaufende Magnetkupplungspumpen Ungeplante Stillstände vermeiden und Kosten sparen Eigensicherer Pumpeneinsatz bewährt sich in der Praxis Annette van Dorp Von unbeliebt bis unhaltbar – die Ansichten über ungeplante Stillstände gehen je nach Schwierigkeiten und Ursachen auseinander. Sicher ist, ungeplant sind Pumpenstillstände immer mit zusätzlichem Aufwand und Kosten verbunden. In verarbeitenden Industrien führen sie häufig zu Produktionsausfällen und im schlimmsten Fall zu Lieferengpässen. Um das Ausfallrisiko von Kreiselpumpen zu minimieren, setzt der Praktiker auf eine redundante Auslegung, ausreichende Ersatzteil-Vorratshaltung und eine kontinuierliche Schulungen des Personals. Zunehmend werden auch digitale Diagnose- und Frühwarn-Systeme zur Störungserkennung angeboten und eingesetzt. Sie sollen überwachend, schützend und regelnd eingreifen. In der Anschaffung sind diese Systeme wiederum kostenintensiv und können zu Fehlinterpretationen oder -alarm führen. Dass es auch ohne zusätzlichen Aufwand geht, stellt der deutsche Pumpenhersteller Bungartz seit Jahren unter Beweis. Das ebenso ungewöhnliche wie erfolgreiche Konzept der eigensicheren Pumpen, die u. a. über einen trockenlaufenden Antrieb und eine ebensolche Lagereinheit verfügen, macht sich bei der Betriebszuverlässigkeit und einer langen Lebensdauer entscheidend bemerkbar. Daneben punkten diese Spezialkreiselpumpen mit vielen weiteren Besonderheiten. Ein schwieriger Prozess sucht Lösungen Die Situation: Ständig ungeplante Stillstände gefolgt von kostenintensiven Dichtungswechseln und nicht unerheblichen Kosten führten in einem produzierenden Unternehmen zu viel Ärger. Das war der Anlass, sich mit einem Pumpenwechsel zu beschäftigen. Das Unternehmen verarbeitet Montanwachs – ein wichtiger Grundstoff für viele Industriezweige. Durch spezielle Prozesse werden hier Hartwachse veredelt, die in Kosmetika, Farben oder in der Kunststoffproduktion benötigt werden. Als Mittel im Keramik- und Metalldruckguss und im Bauwesen werden sie ebenfalls eingesetzt. In einem mehrstufigen Gewinnungsprozess wird der Braunkohle durch Trocknung Wasser entzogen. Anschließend wird das Granulat gesiebt und zerkleinert. In einem Extraktionsprozess durchströmt heißes Lösungsmittel (Toluol) das Kohlebett und löst das Wachs heraus. Das in der Lösung enthaltene Rohmontanwachs wird in Verdampferkolonnen von Lösungsmitteln befreit. Hier ist der Einsatzort der Pumpe. Die erste Herausforderung: Bis zu 30 % feinste Kohlepartikel – oft im Mikrometerbereich – können im Fördermedium enthalten sein. Durch den ständigen Ausfall der Pumpen war die komplette Prozesssicherheit in Gefahr. Das Problem: Mit der Standardkreiselpumpe mit doppelter Gleitringdichtung – redundant ausgelegt – kann der Prozess nicht bewältigt werden. Die nächsten Herausforderungen: Je nach Temperatur in der Anlage kommt es bei der Wachsmasse zu Kristallisationsprozessen. Außerdem arbeitet die Pumpe nahe des Siedebereichs des Fördermediums. Die Folge: Alle 2–3 Monate muss die komplette Anlage ungeplant runtergefahren werden. Dieser Zustand und der damit verbundene Gleitringdichtungswechsel wurden zu zeitraubend und belastend. Das Stoppen des Prozesses wurde letztendlich für das Unternehmen zu kostspielig. Erfolgreicher Pumpenaustausch hilft sparen Abb. 1: Die trockenlaufende Magnetkupplungspumpe ist extrem wartungsarm. Dichtungsund Lagertechnologie arbeiten unabhängig vom Fördermedium und sind dadurch komplett verschleißfrei. Eine optimale Lösung für die aufgezeigten Schwierigkeiten wurde durch die Ingenieure des deutschen Pumpenherstellers mittels einer genauen Analyse der Gegebenheiten erarbeitet. Sie setzten auf eine Umrüstung. Mit der trockenlaufenden, horizontalen Magnetkupplungspumpe wurde eine sichere, kostensparende und effiziente Lösung gefunden. Durch die Normabmessung dieser Pumpe verlief die Umrüstung reibungslos. Zudem konnte eine zweite Pumpe eingespart werden. Vor dem Pumpentausch gab es in einer weite- 32 PROZESSTECHNIK & KOMPONENTEN 2021
Pumpen und Systeme Trockenlaufende Magnetkupplungspumpen Abb. 2: Kundenspezifische Lösungen, innovative, kontinuierliche Weiterentwicklung sind der Erfolgsgarant für den erfolgreichen Pumpeneinsatz. ren Stufe des Prozesses noch eine Pumpe. Auf Rat der Spezialisten bedient die trockenlaufende Magnetkupplungspumpe jetzt beide Prozesse. Ersparnisse ergeben sich nicht nur durch den Wegfall der zweiten Pumpe und der damit verbundenen Folgekosten (Wartung etc.). Auch der Stromverbrauch konnte maßgeblich reduziert werden: Nahezu 65 % können jährlich eingespart werden. Die beiden Vorgängerpumpen benötigten ca. sieben Ampere. Diese sparsame Pumpe kommt mit zwei Ampere aus. Besonderheiten der Konstruktion Ausgetauscht und neu installiert wurde eine einstufige, horizontale Chemiepumpe mit einer Magnetkupplung. Durch die intelligente Konstruktion, bei der die Lagereinheit ohne Produktberührung läuft, ist die hermetisch dichte Pumpe dauerhaft trockenlauffähig. Das ermöglicht einen nahezu flüssigkeitsunabhängigen Einsatz. Zwischen der Laufradrückseite und der Wellenlagerung befindet sich ein von Sperrgas durchströmter, produktfreier Labyrinthbereich. Er sorgt für eine Wärmebarriere mit hohem Temperaturgradienten und damit für eine niedrige Temperatur der Lager. Feststoffbarrieren ermöglichen eine wirksame Flüssigkeits-Feststoff-Separation. Die Welle ist mit fettgeschmierten Wälzlagern ausgestattet. Der keramische Spalttopf, der zwischen innerem und äußerem Mag netrotor sitzt, läuft in einer Gasatmos phäre ohne Produktberührung. Er hat nur eine geringe Druckbelastung. Damit sorgt er für eine wirbelstromfreie Magnetfeldübertragung, die erhebliche Energieeinsparungen beschert. Selbst bei minimaler Belastung oder einer längeren Strömungsflussunterbrechung des Mediums sorgt die dreifache Dichtungsanordnung für einen sehr hohen Sicherheitsstandard. Es entstehen keine Schäden an der Pumpe. Die fettgeschmierten Wälzlager mit einer Mindestlebensdauer von 32.000 Stunden benötigen weder Überwachung noch Wartung. Die ATEX-konforme Ausführung ist sicher gegen Fehlbedienung (z. B. unzureichende Entlüftung) und Blockaden. Auch hier kann auf weitere Überwachung und Zusatzeinrichtungen verzichtet werden. Entscheidende Kriterien für den Einsatz in allen ATEX-Klassen ist die Eigensicherheit der trockenlaufenden Magnetkupplungspumpe die mit einer optimale Betriebszuverlässigkeit und ihrer Unempfindlichkeit gegen Fehlbedienungen Maßstäbe setzt. Ökonomisch punktet sie mit geringen Betriebskosten wie die lange Lebensdauer der Lager, niedrigen Installationskosten durch Normmaße und großzügigen Wartungsintervallen (3 Jahre). Zur Effizienz und Nachhaltigkeit trägt auch der geringe Energieverbrauch bei. Merkmale und Vorteile der horizontalen Austauschpumpe – robuste und langlebige Konstruktion – trockenlaufende und druckentlastete Magnetkupplung – Dichtungs- und Lagertechnologie arbeiten unabhängig vom Fördermedium und sind dadurch komplett verschleißfrei – fettgeschmierte Wälzlager mit einer Mindest-Lebensdauer von 32.000 Stunden – ohne Wartung – geringe Installations- und Wartungskosten, niedriger Energieverbrauch, schnelle Verfügbarkeit aller Normabmessungsgrößen (https://bungartz.de/ru/home.html) Der Begriff Eigensicherheit beschreibt einen Faktor, der sicherstellt, dass selbst bei Bedienungsfehlern keine gefährlichen Situationen entstehen. Die Spezialpumpen des Herstellers Bungartz verfügen über diese Eigensicherheit, die externe Überwachungssysteme überflüssig macht. Autorin: Annette van Dorp freie Journalistin, im Auftrag von Paul Bungartz GmbH & Co. KG, Düsseldorf, Deutschland Innovation konsequent weiterentwickelt. EIPQ NEU 4-Quadranten Pumpe für Anwendungen im offenen oder geschlossenen Kreis Hohe Dynamik Sehr hoher volumetrischer Wirkungsgrad bei kleinen Drehzahlen Kompakte Bauform EIPS1 V th von 1,6 – 5 cm³/U Kompakte Bauweise Sehr guter Wirkungsgrad Dauerbetriebsdruck bis 300 bar Lange Lebensdauer Erfahren Sie mehr: eckerle.com ECKKL-20003_Anz_EIPQ_EIPS_185x60mm_rz.indd 1 31.03.20 13:57 PROZESSTECHNIK & KOMPONENTEN 2021 33
