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Haken

| von Kathrin Irmer
Normpumpen ohne Wellenkupplung (die so genannten ‚Blockpumpen‘) bringen es gerade mal auf einen Anteil von 5 % Normpumpen sind die klassischen und bevorzugten ‚Arbeitspferde‘ in der Prozessindustrie: Beispielsweise sind in Chemieanlagen etwa 80 % der installierten Pumpen einer Normbauart zuzuordnen, wobei Chemienormpumpen mit einem Anteil von 68 % klar auf Platz 1 liegen, gefolgt von Wassernormpumpen mit 12 %. In der Praxis sind die meisten der installierten Aggregate auf einer Grundplatte mit einer Kupplung zwischen Antriebseinheit und Hydraulik aufgestellt. Normpumpen ohne Wellenkupplung (die so genannten ‚Blockpumpen‘) bringen es gerade mal auf einen Anteil von 5 %.

Die Vorgaben an eine Normpumpe sind international definiert:

  • EN 733 (DIN 24255) gilt für Kreiselpumpen mit axialem Saugstutzen, die auch als Wassernormpumpen mit einem Nenndruck PN = 10 bar bekannt sind.
  • EN 22858 (ISO 2858) gilt für Kreiselpumpen, die auch als Chemienormpumpen mit einem Nenndruck PN = 16 bar bekannt sind.

Diese Normen regeln die Einbaumaße und die Betriebsbereiche der Pumpen, die hydraulischen Bauteile variieren je nach Hersteller. Normpumpen bieten dem Anwender Vorteile im Hinblick auf Service, Ersatzteilversorgung und Wartung. Die Norm legt Leistungsraster und Hauptmessungen so fest, dass ein Austausch gegen Normpumpen verschiedener Fabrikate ohne Änderung an Rohrleitung und Grundplatte möglich ist.
Wichtig zu wissen: Die Bezeichnung Wasser- oder Chemienormpumpe sagt nichts darüber aus, was die Pumpe fördert. Auch eine Wassernormpumpe kann z.B. als Kältepumpe ein Glykolgemisch bewegen. Relevant für die Unterscheidung in ‚Wassernorm’ und ‚Chemienorm’ sind allein die geometrischen Abmessungen und der Nennbetriebspunkt.

Normpumpen sind für vielfältige Anwendungen in der Prozessindustrie die ideale Wahl - wie hier die Druckerhöhung für Wasserversorgung oder Kühlprozesse.

Bild: Druckeröhung für Wasserversorgung oder Kühlprozesse – Grundfos

 

So gibt die DIN EN 22858 für einen entsprechenden Betriebspunkt größere Saug- und Druckstutzen an – das führt zu geringeren Geschwindigkeiten im Saugstutzen und infolge dessen sinken die Verluste in der Saugleitung (wodurch ein geringerer Zulaufdruck in offenen Systemen möglich wird). Zudem schreibt die EN 22858 größere Wellendurchmesser vor, d.h. eine höhere Steifigkeit – diese Pumpen eignen sich dann besser für Medien höherer Viskosität. Nicht zuletzt verlangt die ‚Chemienorm’ ein längeres Lagergehäuse; das schafft Raum für Sondervarianten der Gleitringdichtung.

Was sind die Entscheidungskriterien, wann sollte sich der Betreiber für eine Normpumpe, wann für eine Blockpumpe entscheiden? Die Hydraulik beider Pumpen ist gleich, in der Leistungsfähigkeit unterscheiden sich die beiden Pumpentypen also nicht. Der Hauptunterschied einer Blockpumpe im Vergleich zur Normpumpe ist, dass die Blockpumpe wegen der fehlenden Kupplung kompakter baut und deshalb weniger Einbauraum benötigt. Dafür ist die Normpumpe einfacher zu warten und zu reparieren, insbesondere wenn sie mit einer Ausbaukupplung ausgerüstet ist. Generell ist eine Blockpumpe leichter, auch die Investitionskosten sind deutlich niedriger als bei einer Normpumpe – das liegt daran, dass eine Normpumpe mehr Bauteile aufweist als eine Blockpumpe.

In der Praxis wird eine Blockpumpe ab Leistungen von 200 kW an ihre Grenzen stoßen – nicht an eine Leistungsgrenze, sondern an eine Handling-Grenze: ab dieser Größe ist ganz einfach das Gewicht von Pumpe plus Motor zu groß, um beide zusammen zu bewegen. Die Montage einer direkt gekuppelten Blockpumpe ist einfacher, entfällt doch die Montage auf der Grundplatte und das Ausrichten der Pumpen- auf die Motorwelle. Auch hier gibt es unterschiedliche Konstruktionen: Auf dem Markt kommen häufig Blockpumpen mit Schalenkupplungen zum Einsatz, die jedoch über eine geringe Wellensteifigkeit verfügen. Grundfos verwendet daher Hülsenkupplungen, bei denen die Motorwelle direkt in die Pumpenwelle eingesteckt wird. Das gemeinsame Auswuchten von Welle und Laufrad ermöglicht eine hohe Laufruhe und Lebensdauer.

Bei Normpumpen müssen hingegen Motor- und Pumpenwelle getrennt ausgewuchtet werden. Grundfos bietet z. B. eine Inbetriebnahme durch exakte Laserausrichtung an. Mit modernsten laseroptischen Messgeräten wird die optimale Position der Pumpen ermittelt. Warum ist das so wichtig? Durch die Montage auf Sockel, Platten oder Fundamente erhalten Normpumpen leicht eine Unwucht, die zu erhöhtem Verschleiß führt. Die Folgen sind erhöhter Energieverbrauch, Verminderung der Leistung sowie langfristig kapitale Pumpendefekte wie z.B. Lager-, Gleitringdichtungs- oder Kupplungsschäden.

Chemienormpumpe

Die Chemienormpumpe NKGE mit doppelter Gleitringdichtung und Losflansch und hohem Wirkungsgrad. (Bild: Grundfos)

Vor diesem Hintergrund (Ausrichtfehler) empfiehlt sich bei Normpumpen in jedem Fall, eine per Ausbaukupplung vom Motor trennbare Pumpe einzusetzen. Der Vorteil: Bei einer notwendigen Wartung oder Reparatur an der Pumpe bzw. an der Dichtung bleibt der Motor auf der Motorhalterung montiert. Das Ausbaustück kann ohne Demontage des Motors entnommen werden. Anschließend verbleibt ausreichend Platz, um die gesamte Wellen-Laufrad-Einheit aus dem Pumpengehäuse zu entnehmen und später, nach der Wartung, wieder zu montieren. Diese Arbeiten können auch von einem Monteur alleine ausgeführt werden. Ein erneutes Ausrichten von Pumpenwelle und Antrieb ist durch die Verwendung von Ausbaukupplungen unnötig – das reduziert die Kosten für Stillstandszeiten.

Grundfos hat die Norm- und Blockpumpen NK(G) und NB(G) – das ‚G‘ steht für die Ausführung als Chemienormpumpe – u.a. für Anwendungen in der chemischen Prozesstechnik entwickelt. Das Angebot unterschiedlicher Werkstoffe (Guss, Edelstahl, Duplexstahl) und die Verfügbarkeit von Dichtungsvarianten lässt deren Einsatz bei anspruchsvollen Anwendungen zu. Die drehzahlregelbaren E-Ausführungen mit dem selbst gefertigten MGE-Hocheffizienzmotor (IE3, bis 22 kW verfügbar) bieten sich in Anlagen mit wechselndem Förderstrombedarf zur Energieeinsparung an. Für Leistungen über 22 kW können externe Frequenzumrichter eingesetzt werden (Baureihe CUE für Pumpenantriebe bis 250 kW). Werden die Pumpen mit einem entsprechenden Sensor ausgestattet, sind diverse Regelungsarten verfügbar. Als elektronisch geregelte Pumpe ist ein Anschluss an die Bus-Kommunikation möglich.

Wichtig für den industriellen Betreiber ist die Prozessbauweise der Pumpen; sie ermöglicht einen einfachen Ausbau von Motor und Laufrad ohne zusätzliche Arbeiten an Pumpengehäuse oder Rohrleitungen. Bei NB(G)-Pumpen kann die Motor- und Laufradeinheit separat ausgebaut werden, was die Wartung erheblich vereinfacht. Bei NK(G)-Pumpen kann ohne Demontage des Motors die gesamte Laufeinheit entfernt werden: (1) Entfernen der Ausbaukupplung zwischen Motor und Lagereinheit; (2) Lösen der Stützfußbefestigung von der Grundplatte; (3) Ziehen der kompletten Lagereinheit mit Laufrad aus dem Spiralgehäuse. Zudem sind diese Norm- und Blockpumpen mit Losflanschen ausgestattet.

Normpumpen unterscheiden sich in den Werkstoffen, in der Energieeffizienz und einer Reihe weiterer Features. Oft ist die Datenlage in der Praxis insbesondere mit Blick auf die Zusammensetzung des Mediums und das erforderliche Fördervolumen nicht sehr ergiebig. Für den Einkauf kann das unter Umständen bedeuten, dass ein hochwertiger Werkstoff wie Edelstahl gegenüber einem Grauguss die bessere Wahl sein kann.

von Thomas Gierlich,  Produktmanager
Trockenläuferpumpen, Grundfos GmbH


Checkliste

Haken   Ist tatsächlich eine Chemienormpumpe gemäß EN 22858 / ISO 2858 erforderlich? Oder reicht eine Wassernormpumpe gemäß EN 733 / DIN 24255 im speziellen Einsatzfall aus?
Haken Reicht als Werkstoff ein einfacher Grauguss aus? Oder verlangt das zu fördernde Medium hochwertige Werkstoffe wie Edelstahl 1.4408 / 1.4517?
Haken Welche Effizienzklasse hat der Motor? Ein IE3-Hocheffizienzmotor ‚rechnet‘ sich in sehr kurzer Zeit und spart dann über die gesamte Standzeit Kosten.
Haken Ist ein Frequenzumformer sinnvoll? Diese Frage ist bei wechselnden Förderbedingungen praktisch immer mit Ja zu beantworten.
Haken Ist der Frequenzumformer im Motor integriert oder nur extern verfügbar? Im ersteren Fall spart das Verdrahtungsaufwand und damit Kosten.
Haken Ist die Prozessbauweise (Back-pull-out-Design) umgesetzt? Das spart Zeit und Kosten bei der Wartung/Instandhaltung.
Haken Sind spezielle Wellenabdichtungen erforderlich? Anbieter mit Dichtungsoptionen bevorzugen. Eine Gleitringdichtung als Patronendichtung bietet Vorteile bei der Wartung / Instandsetzung.
Haken Ersetzt die neue Pumpe eine installierte Pumpe? Dann Aggregate mit Losflansch bevorzugen – das erlaubt einen spannungsfreien Einbau.
Haken Bei schwer zugänglicher Installation: Kann mit einer Fernbedienung der aktuelle Betriebszustand der Pumpe überprüft, verändert und gespeichert werden?
Haken Prüfen: Ist ein Trockenlaufschutz bzw. ein Motorschutz verfügbar?
Haken Prüfen: Ist eine Bus-Anbindung möglich?
Haken Prüfen: Ist das Servicenetz des Anbieters ausreichend groß?
Haken Prüfen: Ist ein auch global verfügbarer Service wichtig?

 


Einkaufsführer in Kooperation mit Grundfos GmbH

Mit 17 000 Mitarbeitern in mehr als 60 Gesellschaften, einer Jahresproduktion von über 16 Mio Pumpen und einem Umsatz von ca. 2,3 Mrd Euro (2009) ist Grundfos der weltweit führende Pumpenhersteller. 1945 in Bjerringbro/Dänemark gegründet, ist Grundfos seit 1960 auch in Deutschland vertreten. In drei Produktionsstätten – Wahlstedt in Schleswig-Holstein, Bodenheim bei Mainz und Söllingen nahe Karlsruhe –  und der Vertriebsgesellschaft in Erkrath beschäftigt Grundfos in Deutschland ca. 1 400 Mitarbeiter. Schwerpunkt des Angebots sind Pumpen und verbundene Systemlösungen für alle Gewerke der Gebäudetechnik inklusive Desinfektionstechniken. Hinzu kommen Pumpen für kommunale Wasserversorger und Abwasserentsorger. Spezifische Pumpenlösungen unterstützen unterschiedlichste Prozesse in der Industrie und Verfahrenstechnik. Neben Pumpen entwickelt und fertigt das Unternehmen auch Motoren und elektronische Überwachungs- und Regelsysteme. Umfassende Service-Dienstleistungen runden das Angebot ab.
Mehr unter: www.grundfos.de