Pumpentechnik für älteste Spezialraffinerie

Die Raffinerie in Salzbergen im Emsland wurde 1860 gegründet und ist heute die älteste noch produzierende Spezialraffinerie der Welt. Neben Paraffinen und Wachsen für industrielle Anwendungen stellt sie unter anderem Produkte für die kosmetische und pharmazeutische Industrie, den Mineralölhandel und die Bauindustrie her. Um ihre Produktion nach einem Schadensfall im Jahr 2020 schnellstmöglich wieder aufnehmen zu können, beschloss H&R Chempharm, unter anderem in neue Pumpen zu investieren.

„In einer Destillationsanlage war es zu einem größeren Schaden gekommen, bei dem auch einige Pumpen zerstört wurden“, berichtet Patrick Günnemann, Leiter Produktion bei H&R Chemisch-Pharmazeutische Spezialitäten. „Die nicht mehr einsatzfähigen Aggregate sollten zeitnah neu beschafft werden, sodass die Anlage möglichst schnell wieder in Produktion gehen konnte.“ Weil das Unternehmen gute Erfahrungen mit „Nikkiso“-Pumpen von Lewa gemacht hatte, welche bis dahin für das Verpumpen der in der Anlage erzeugten Destillate genutzt worden waren, entschieden sich die Verantwortlichen erneut für Aggregate des japanischen Herstellers. „Wir haben in unserer Destillationsanlage schon seit langer Zeit Nikkiso-Pumpen im Einsatz, die sich bewährt haben“, bestätigt Günnemann. „Daher sollte der Ersatz mit annähernd baugleichen Pumpen erfolgen.“

Personal und Umwelt schützen

Die Wahl fiel auf vier Non-Seal Pumpen, die aus zwei wesentlichen Komponenten bestehen: einer Zentrifugalpumpe und einem luftdichten Spaltrohrmotor, die sich eine Welle teilen und folglich eine Einheit bilden. „Weil sich der Motor im Inneren des druckfesten Statorgehäuses befindet, ergibt sich ein gekapselter, komplett leckagefreier Aufbau, der eine dichtungsfreie Pumpenkonstruktion ermöglicht“, erläutert Oliver Schroll, Sales Non-Seal Pumps und Projektverantwortlicher bei Lewa. „Die doppelte Sicherheitshülle minimiert unmittelbare wie langfristige Gefahrenrisiken für Mitarbeiter und Umwelt, da selbst im Fall eines beschädigten Spaltrohrs nicht nur Produktverluste, sondern auch schädliche Emissionen in die Atmosphäre verhindert werden.“ Somit ist das Bedienpersonal vor dem Kontakt mit gesundheitsschädlichen Substanzen geschützt, und auch explosive, entzündliche sowie aggressive Fluide können gefördert werden. Weil keine dynamischen Dichtungen eingesetzt werden, die in der Regel kosten- und reparaturintensiv sind, erhöhen sich zudem die Mean-time-between-failures-Werte, was ebenfalls zur Anlagensicherheit beiträgt.

Bei den verwendeten Lagern handelt es sich um Gleitlager, die abhängig von den Eigenschaften des geförderten Mediums in verschiedenen Werkstoffen ausgeführt sein können. Die Palette reicht von verschiedenen Kohlenstoffgraphitsorten über PTFE und Siliziumkarbid bis hin zum Mischgefüge aus Kohlenstoff und Siliziumkarbid, das einen besonderen Verschleißschutz gewährleistet. Bei den Pumpen für Salzbergen kam eine Graphitmischung zum Einsatz. Die Schmierung der Lager erfolgt durch das geförderte Fluid selbst, das gleichzeitig zur Kühlung des Motors genutzt wird. „Je nach Pumpenausführung und Medium lässt sich eine Förderleistung von bis zu 1200 m³/h erreichen, wobei die Fluidtemperaturen zwischen – 200 und 450 °C liegen können“, so Schroll. Die Pumpen können nach API 685 konstruiert und bis 350 °C nach ATEX 2014/34/EU zertifiziert werden. Dies war auch bei den Modellen für H&R der Fall, sodass sie die hohen Anforderungen und Belastungen in Raffinerien, der chemischen sowie der petrochemischen Industrie erfüllen.

Ausgelegt für heiße Flüssigkeiten und Suspensionen

Für das Verpumpen des Destillats in der Raffinerie wurden zwei Pumpen in der Ausführung „HT“ mit externer Motorkühlung ausgewählt, die speziell für heiße Medien konzipiert wurden. Bei diesen Modellen wird die Prozessflüssigkeit innerhalb der Rotorkammer über ein Hilfslaufrad umgewälzt. Zur Aufrechterhaltung einer geeigneten Flüssigkeitstemperatur in der Rotorkammer ist ein Kühlmantel zusammen mit einem Spiralrohrwärmetauscher und einem thermischen Isolierzwischenstück vorgesehen. „Aggregate dieses Typs erreichen eine Fördermenge von bis zu 780 m³/h, eine Förderhöhe von bis zu 210 m und eine Motorleistung von maximal 200 kW“, berichtet Schroll. „Sie können bei Medien mit einer Viskosität ≤ 200 cP und Temperaturen bis 450 °C eingesetzt werden.“ Das 324 °C heiße Medium, das in Salzbergen gepumpt wird, stellt daher kein Problem dar. Wie die anderen Modelle der Serie zeichnen sich die Aggregate durch eine absolute Dichtheit, große Laufruhe und lange Lebensdauer aus.

Dies gilt auch für die zwei angeschafften Non-Seal-Pumpen in der Ausführung „HS“. Sie verfügen über eine Rückspülung und eignen sich daher besonders gut für feststoffbeladene Flüssigkeiten. „Die Aggregate pumpen Medien mit einer Viskosität von bis zu 500 cP zuverlässig, ihre Förderhöhe liegt bei bis zu 210 m“, so Schroll. Beide Pumpen wurden für die H&R-Anwendung mit einer externen Motorkühlung für heiße Medien ausgestattet.

Alle vier Pumpen haben einen sogenannten E-Monitor im Einsatz. „Dieses Überwachungssystem ermöglicht eine permanente Kontrolle der Lagerzustände leckagefreier Pumpen und bildet so die Voraussetzung für einen hochsicheren Einsatz“, betont Schroll. „Im Stator integrierte Sensoren ermitteln zu diesem Zweck die radiale und axiale Position der Rotorbaugruppe während des Betriebs.“ Kommt es beispielsweise zu einem Lagerverschleiß, registrieren die Sensoren diese Ausnahmesituation sofort. Angezeigt wird sie über ein Display mit Ampelsystem, sodass sich gezielt Maßnahmen zur Wartung planen lassen.

Zügige Lieferung der Ersatzpumpen

Entscheidend für den Auftrag im Emsland war nicht zuletzt, dass die Nikkiso-Non-Seal-Spaltrohrmotorpumpen schnell geliefert werden konnten. „Wir haben bereits einen Tag nach der Bestimmung der schadhaften Pumpen beziehungsweise eine Woche nach dem Vorfall in der Raffinerie ein Angebot mit der kürzesten für uns realisierbaren Lieferzeit vorgelegt, das im September 2020 auch den Zuschlag erhielt“, sagt Schroll. Die Pumpen erreichten die Raffinerie in Salzbergen wie geplant Ende Januar 2021 und sind seit Februar dieses Jahres in Betrieb. „Die Liefertermine wurden eingehalten und die gesamte Zusammenarbeit mit Lewa verlief bei diesem Projekt sehr gut“, unterstreicht Günnemann. „Die Pumpen laufen zu unserer vollen Zufriedenheit.“

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