LEWA erhält Großauftrag aus Fernost

Ein starkes Schmiedestück: Neuer Plungerpumpenkopf erreicht Drücke bis über 1.000 bar - standardisierter Plungerpumpenkopf mit integriertem Saugkanal kommt in China zum Einsatz

Für die Modernisierung einer Raffinerie wandte sich ein chinesisches Ölunternehmen Ende 2016 an die LEWA (Dalian) Sales Co., Ltd.: Der Großkonzern deckt die gesamte Wertschöpfungskette der Ölindustrie ab, von der Förderung über den Transport bis zur Weiterverarbeitung in Raffinerien. Dazu zählt auch das thermische Cracken von Kohlenwasserstoffen: In diesem Verfahren werden Rohstoffe gewonnen, die sich zu Kunststoffen, Lacken oder Lösungsmitteln weiterverarbeiten lassen. Bei dem Prozess werden Pumpen für die Hochdruckeinspritzung von Wasser benötigt.

Zukünftig sollen nun insgesamt fünf Plungerpumpenskids von LEWA diese Aufgabe übernehmen. Die Projektverantwortlichen entschieden sich dabei für drei Triplex- und zwei Quintuplex-Plungerpumpen nach API 674-Standard, die mit dem neuen, Schadraum-reduzierten KMC-L-Pumpenkopf ausgestattet sind.

Dieser besteht aus einem einzigen Schmiedestück: Der Saugkanal ist somit integriert, wodurch die Dichtungsfläche und damit mögliche Leckagestellen reduziert werden konnten. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Saugseite auf den Gegendruck ausgelegt werden kann, wodurch auf ein Sicherheitsventil in der Saugleitung verzichtet werden kann. Mit dem neuen Design sind nun Drücke von bis zu 1.075 bar realisierbar. Alle eingesetzten Pumpen wurden in Deutschland produziert und im chinesischen Werk zu einer Anlage komplettiert.

„Es war unser größter Auftrag im vierten Quartal von 2016: Ein chinesischer Großkonzern mit über 260 Milliarden Dollar Umsatz bestellte insgesamt fünf API 674-Plungerpumpenskids“, bemerkt Harry Wang, Geschäftsleiter von LEWA Dalian. Diese sollen bei der Hochdruckeinspritzung von Wassern in einer Raffinerie zum Einsatz kommen. Der Auftrag umfasste drei Triplex- und zwei Quintuplex-Plungerpumpen mit einer Antriebsleistung von 260 kW und einer Fördermenge von 25 m3/h. Der gewünschte Förderdruck lag bei 160 beziehungsweise 183 bar.

Sicherer Betrieb und einfache Wartung durch ein verbessertes Design

„LEWA hat Plungerpumpen seit 2010 als Ergänzung zu den Membranpumpen im Produktprogramm – seither sind über 100 Pumpen weltweit verkauft worden, im Bereich Prozessindustrie sowie der Öl- und Gasindustrie“, erklärt Claudia Schweitzer, Product Manager bei der LEWA GmbH aus Leonberg „LEWA-Plungerpumpen kommen in diesen Industrien bei unkritischen Medien und, wenn große hydraulische Leistung gefordert ist, zum Einsatz.“ Dabei zeichnen sie sich besonders durch das integrierte Getriebe aus, das eine kompakte Bauweise für minimalen Platzbedarf ermöglicht. Durch eine Doppelschrägverzahnung sind sowohl Kurbel- als auch Ritzelwelle praktisch axiallastfrei. Aufgrund der gleichmäßigen Kraftübertragung kann so ein geräuscharmer Betrieb sichergestellt und die Lebensdauer verlängert werden. Das Gehäuse des Triebwerkes ist geteilt, wodurch Wartung und Montage erleichtert werden. Viele weitere Vorteile bietet darüber hinaus das innovative Pumpenkopfdesign: Der Eintrittsdruckverlust der Pumpenköpfe ist sehr gering, weshalb lediglich ein geringer Vordruck benötigt wird und oftmals auf eine Vordruckpumpe verzichtet werden kann. Eine Leckagerückführung von der Packung auf die Saugseite sorgt für einen weitestgehend leckagefreien Betrieb. Wenn der Prozess es fordert, wird die Pumpe mit einer doppelten Abdichtung und der Installation eines Spül- oder Sperrsystems ausgestattet, damit werden im Betrieb Leckagen gänzlich vermieden.

Der Pumpenkopf wurde vor kurzem im Rahmen eines Standardisierungsprojekts umfassend überarbeitet. Nun sind die bewährtesten Technologien von vier bislang geführten Pumpenköpfen in einem Modell vereint: Der neue Typ KMC-L, der in allen fünf Pumpen des Auftrags aus China zum Einsatz kommt, besteht aus nur einem einzigen Schmiedestück. Dadurch ist er nicht nur ausgesprochen robust, sondern verfügt auch über weniger Dichtungsflächen, was die Wartungszeiten reduziert und mögliche Leckagestellen einschränkt. Mit diesem Design sind nun Drücke bis zu 1.075 bar problemlos möglich. Außerdem zeichnet sich der neue Pumpenkopf durch eine veränderte Werkstoffwahl aus, wodurch Fluide mit einer Temperatur von bis zu 200°C gefördert werden können. Durch die Überarbeitung wurden die Schadräume im Arbeitsraum reduziert, womit die Effizienz der Pumpe gesteigert werden konnte. Um die Wartungszeiten zusätzlich zu vermindern, sind die Ventile vertikal angeordnet, was einen einfachen Ein- und Ausbau garantiert und die Demontage von angeschlossenen Rohrleitungen unnötig macht. Auch die Stopfbuchse benötigt keinerlei Wartungsarbeiten; das Nachspannen und Einstellen der Packung entfällt, da der Plungerdichtungssatz – genau wie die zusätzlichen Dichtungsringe – fest in der Stopfbuchse fixiert ist.

„Made in Germany“ – auch in China

„Viele chinesische Kunden legen Wert auf Pumpen ,Made in Germany‘“, weiß Wang. „Aus diesem Grund haben wir ein kooperatives Design- und Fertigungskonzept zwischen der LEWA GmbH und der chinesischen Tochter entwickelt.“ Konkret bedeutet das: Bereits in der Verkaufsphase werden die Pumpen in enger Zusammenarbeit zwischen Deutschland und China geplant und ausgelegt, wobei während des gesamten Ablaufs LEWA Dalian die Projektverantwortung und -leitung innehat. Die Pumpen werden in Deutschland produziert, die Bestellung der weiteren Anlagenbauteile wie etwa Kupplung, Motor, Dämpfer, Rohrleitungen sowie Armaturen obliegt LEWA Dalian. Nach Auslieferung der Pumpen werden diese im chinesischen Werk den Anforderungen des Kunden entsprechend auf einem Grundrahmen montiert. Auf diese Weise erfolgt ein Großteil der Wertschöpfung in China, weshalb attraktivere Angebote möglich sind und dem Kunden Serviceleistungen und Ansprechpartner in der Landessprache und auf kurzem Wege zur Verfügung stehen. Auch intern hat die enge Zusammenarbeit Vorteile: Die LEWA GmbH steht ihrer Niederlassung unterstützend zur Seite. So kann LEWA Dalian von dem Know-how der deutschen Mutter profitieren und eigene Kompetenzen ausbauen.

Ganz diesem Konzept entsprechend fand die Montage der Pumpen auf den kundenspezifischen Skids nach erfolgreicher Lieferung durch die LEWA GmbH direkt in China statt: Die Maße der fertig montierten Skids betrugen etwa 4 x 2 x 1,5 m. Vor Auslieferung an den Kunden wurden die Anlagen vor Ort getestet um eine einwandfreie Funktion zu gewährleisten: „Die Abnahme erfolgt stets gemäß den Prüfanforderungen der API 674. Diese Prüfanforderung umfassen einen mechanischen Probelauf bei Nennleistung mit einer Dauer von mindestens vier Stunden und ein Performance Test, bei welchem unterschiedliche Drehzahlen und Drücke erprobt werden“, bemerkt Schweitzer.

Ein weiterer Teil des Auftrages waren zwei Pulsationsstudien welche durch die LEWA durchgeführt wurden. Hier werden mittels 1-D CFD die zu erwartenden Druckpulsationen im Rohrleitungsnetzwerk simuliert und den Kriterien der API 674 gegenübergestellt. Bei Überschreitung der Kriterien werden in Zusammenarbeit mit dem Kunden weitere Einbauten wie Pulsationsdämpfer, Blenden etc. erörtert. Ziel ist es vor der Inbetriebnahme kritische Betriebszustände zu erkennen und Abhilfemaßnahmen einzuleiten.

„Die enge Zusammenarbeit zwischen deutscher Zentrale und chinesischer Niederlassung hat sich auch hier als Erfolgsmodell herausgestellt: Wir freuen uns, dass wir unserem Kunden auf diese Weise die Summe aller Vorteile bieten konnten“, so Schweitzer abschließend.