Entwicklung einer neuen Chemiepumpe – Blicken Sie hinter die Kulissen

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Die anschließende Analyse der gesammelten Daten ist sehr teuer. Während der Computer die „Lösung“ im Hintergrund liefert, geschieht die Analyse der Berechnungsergebnisse (Nachbearbeitung) interaktiv. Der Hydraulikexperte interpretiert die dargestellten Strömungsvektoren bzw. Druck- und Geschwindigkeitsverteilung in den ausgewählten Schnittebenen, um Informationen zu den vorherrschenden Strömungsbedingungen zu ermitteln und etwaige Verbesserungen vorzunehmen.

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Mittels dieses Tools ist es möglich, Hydrauliken zu entwickeln, die sich einerseits durch hervorragende Wirkungsgrade und andererseits durch Abwesenheit von Nachteilen der Kavitation (NPSH_erf) auszeichnen. Die so optimierten Hydrauliken wurden dann in Testpumpen eingebaut. Die anschließenden Tests ermöglichten eine bessere Kalibrierung der CFD-Tools zur weiteren Verbesserung (eine Grafik zur Wirkungsgradsteigerung finden Sie in der Bildergalerie).

Zusätzlich wurden die tatsächlichen Betriebspunkte in einer Chemieanlage ausgewertet, wobei der Energieverbrauch der installierten CPK-/CPKN-Pumpen mit jenem der Modelle der neuen Mega CPK-Baureihe verglichen wurde. Dieser Vergleich hat bewiesen, dass der Energieverbrauch um 6 % gesenkt werden kann, wenn die neue Pumpe eingesetzt wird und kein konstanter Bypass eingebaut ist.

Hydraulisches Raster

ISO 2858 umfasst 34 Baugrößen, von denen fünf optional sind. Laut dieser Norm ist DN 32 die druckseitige Mindestgröße und DN 150 die Maximalgröße. Der Nenndurchmesser der Laufräder liegt bei mindestens 125 mm und höchstens 400 mm. Fördermenge und Förderhöhe im Bestpunkt (BEP) sind bei 125 m mit zweipoligen Pumpenaggregaten (50 Hz) auf 250 m³/h begrenzt und bei 50 m mit vierpoligen Aggregaten (50 Hz) auf 400 m³/h.

Selbst in der Vergangenheit waren die vorgenannten Grenzwerte zu eng, um noch die Kundenbedürfnisse zu erfüllen. Etwa 15 % der Pumpen in typischen Anwendungen laufen in Bereichen außerhalb der Grenzwerte nach ISO 2858. Durch Einführung der Mega CPK-Baureihe wurde das hydraulische Raster nochmals erweitert (siehe auch Grafik in der Bildergalerie).

ISO 2858 definiert ebenso die Bestpunkte für die einzelnen Baugrößen. In einer normativen Umgebung, in der Normen bestimmenden Charakter haben, ist die Baugröße das beherrschende Kriterium für den an den Kunden weitergegebenen Preis. Daher ist es hilfreich, die betreffenden engen Einschränkungen der ISO 2858 hervorzuheben und Flexibilität anzubieten. Der Ansatz war, zwei mögliche Bestpunkte für jede der gefragtesten Größen anzubieten. Mit der ersten Hydraulik sind relativ hohe Fördermengen möglich, sodass die Baugröße reduziert werden kann. Das heißt, dass die auf einen definierten Betriebspunkt ausgelegte Größe generell unter den in der Norm angegebenen Baugröße liegt. Damit kommt den Kunden ein niedrigerer Preis zugute.

Die zweite Hydraulik für dieselbe Baugröße – mit denselben Außenabmessungen – orientiert sich an den Betriebspunkten laut ISO 2858. Dies ist ein wichtiger Aspekt im Austauschgeschäft. Eine Fallstudie hat gezeigt, dass dieses Konzept wirtschaftlich sinnvoll ist. 98 % aller Pumpen können ohne Änderungen an der Verrohrung ausgetauscht werden.

Die bloße Einhaltung der maßlichen Anforderungen reicht nicht aus, um die Erwartungen der chemischen Industrie zu erfüllen, wie die nächste Seite zeigt.

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