Inbetriebnahme So ermittelt man die Ursache für Druckschwankungen bei Inbetriebnahme einer Pumpe

Autor / Redakteur: Karsten Pessel / Dr. Jörg Kempf

Besonders bei der Inbetriebnahme von Anlagen zeigt sich die Kompetenz des Dienstleisters – vor allem, wenn Unregelmäßigkeiten auftreten und die Fehlerquelle schnell gefunden und behoben werden muss. Wie die Fachleute vorgehen, zeigt das folgende Beispiel.

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Erfahrene Projektleiter wissen: Die Inbetriebnahmephase steckt voller Überraschungen, und bei der Fehlersuche wird der Ingenieur häufig zum Detektiv. Wie das vor sich gehen kann, veranschaulicht das folgende Praxisbeispiel. Bei der Inbetriebnahme einer Seitenkanalpumpe, die eine Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe mit Sperrflüssigkeit versorgen sollte, zeigte das Manometer an der Sperrflüssigkeitspumpe unerwartete, deutliche Druckschwankungen, die zunächst Kavitation vermuten ließen. Doch der planerisch ermittelte NPSH-Wert der Anlage, eine Größe zur Beurteilung der Sicherheit gegen Kavitation, lag mehr als ausreichend über dem NPSH-Wert der Pumpe. Kavitation hätte also nicht auftreten dürfen.

Die Suche nach dem Missetäter

Die Saugseite der Pumpe war als erste im Fokus der Untersuchung. In der Installation wird das Abgas der Vakuumpumpe über den Vorlagebehälter geführt, um die Sperrflüssigkeit wieder vom Abgasstrom zu trennen und erneut zu verwenden. Damit sich im Sperrflüssigkeitskreislauf keine Lösemittel aus dem Abgasstrom anreichern, fließt Frischkondensat in den Vorlagebehälter. In nahezu gleicher Menge wird lösemittelhaltige Sperrflüssigkeit füllstandgeregelt ausgeschleust. Die Ingenieure prüften nun, ob es Abweichungen von den zugrunde gelegten Ausgangswerten gab und gingen vier Fragen auf den Grund:

1. Ist der tatsächliche Dampfdruck der Flüssigkeit höher als erwartet?

Ein zu hoher Lösemittelanteil oder eine zu hohe Temperatur können dies bewirken. Temperaturmessungen an der Saug- und Druckleitung von außen sowie die Analyse einer entnommenen Probe schlossen dies jedoch aus.

2. Reicht die Zulaufhöhe nicht aus, da der Füllstand niedriger ist als angezeigt?

Da ein höherer Füllstand keine Veränderung brachte, schied auch die Zulaufhöhe als Fehlerquelle aus.

3. Stören andere Größen?

Größen wie Behälterüberdruck, Dichte, Umgebungsdruck, Geschwindigkeit im Ansaugstutzen und Laufradversatz sind theoretische Einflussgrößen, in der Praxis aber vernachlässigbar.

4. Gibt es einen unerkannten Widerstand auf der Saugseite?

Blenden, Siebe oder angedrosselte Armaturen waren nicht sichtbar. Um den Betrieb nicht zu unterbrechen, wurde eine Verstopfung wie der berühmte vergessene Montage-Handschuh zu diesem Zeitpunkt nicht geprüft.

Das Augenmerk fiel nun auf die Sperrflüssigkeitspumpe, eine Seitenkanalpumpe, die auf Drehrichtung, ordnungsgemäße Aufstellung und die Rohrleitungsanschlüsse geprüft wurde, und schließlich wurde auf die parallel aufgebaute Stand-by-Pumpe umgeschaltet. Die Druckschankungen traten jedoch weiterhin auf. Ein Unterschreiten der Mindestförderstrommenge, das zu einer unzulässigen Temperaturerhöhung in der Pumpe und damit zu Kavitation führen kann, schied als Ursache ebenfalls aus: Denn die Durchflussanzeige zeigte nur deshalb zu niedrige Werte an, weil sie noch nicht justiert war. Die Betriebsanweisung und Rücksprachen mit dem Pumpenlieferanten halfen dabei, weitere pumpenseitige Ursachen auszuschließen.

Schuldig: eine Feder

Somit blieb noch die Druckseite der Pumpe, und als kleiner Störenfried entpuppte sich hier schnell die Rückschlagklappe: Sie benötigt aufgrund einer Feder einen Mindestöffnungsdruck, der allerdings nur bei einer Mindestdurchflussmenge erreicht wird. Andernfalls arbeitet die Klappe im instabilen Bereich und flattert. Dies macht sich in Druckstößen an den Manometern bemerkbar und kann auch zu Langzeitschäden an der Pumpe führen. Nachdem sie die Fehlerquelle ausgemacht hatten, konnten die Ingenieure schnell Abhilfe schaffen. In diesem Fall wurde einfach die Feder entfernt, da die Klappe senkrecht mit Durchflussrichtung nach oben angeordnet war und die Schwerkraft für den Schließdruck sorgt. Bei anderen Anordnungen ist entweder eine schwächere Feder zu wählen oder eine kleinere Rückschlagkappe notwendig, um den Öffnungsdruck zu verringern.

Der Autor ist Projektleiter bei der Probis GmbH, Bomlitz

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