Pumpen-Technologie -
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Spaltrohrmotorpumpentechnik für kryogene Anwendungen in der chemischen und petrochemischen Industrie

Die größte Gasverarbeitungsanlage in Russland, die eine der größten weltweit ist, wurde von Vladimir Putin, dem Präsidenten der Russischen Föderation im Herbst des Jahres 2015, zum Betrieb eröffnet. Sie dient als ein wichtiges Glied in der Prozesskette zur Versorgung von China mit Erdgas über die Erdgasleitung Power of Siberia. Die Anlage ist für eine Zuführleistung von 42 Milliarden Kubikmeter Erdgas pro Jahr ausgelegt. Die Anlage soll zudem bis zu 2,5 Millionen Tonnen Ethangas pro Jahr gewinnen, 1,7 Millionen Tonnen verflüssigtes Kohlenwasserstoffgas pro Jahr herstellen und bis zu 60 Millionen Kubikmeter Helium pro Jahr an einer der größten Heliumgewinnungsanlagen der Welt produzieren.

Die Ausrüstung für den Kernprozess der kryogenen Gewinnung von Helium und Flüssigerdgasgewinnung sowie eine Nitrogen Rejection Unit wurden von einem weltweit führenden Lieferanten von Industrie-, Prozess- und Spezialgasen zur Verfügung gestellt.

Aufgabe

Dieser Lieferant ist einer der Marktführer im internationalen Anlagenbau und vertraut auf Spaltrohrmotorpumpen für den Betrieb seiner Anlagen. Eine Demethanisier-Rückflußpumpe wird benötigt um rund 900 m3/h @ 100 m Flüssigmethan in Kombination mit Stickstoff bei -120 °C zu bewältigen. Diese Mischung führt zu einer Dichte von 374 kg/m3 und einem Dampfdruck von 27,1 bar(a). Darüber hinaus mussten die sehr niedrige Viskosität von 0,046 mPas, ein NPSHA-Wert (erforderliche Zulaufhöhe) von 1,7 m bei LLS und der maximal zulässige Arbeitsdruck von 48 bar bei -196°C/60°C und ein Prüfdruck von 75 bar berücksichtigt werden. Zu den Anforderungen, die es galt zu erfüllen, gehörten die Einhaltung der Klassenspezifikation nach Norm API 685 (2. Ausgabe), der Werkstoffklassen A-7 oder A-8 und eine versenkte Anordnung. Aufgrund des Standorts der Anlage war es unabdingbar die beste erhältliche Pumpentechnik, die für den Betrieb bei Mindestaußentemperaturen von -52°C geeignet ist, mit Ausrüstung entsprechend DIN EN 13445 und TR CU, zur Verfügung zu stellen.

Lösung

HERMETIC ist einer der führenden Anbieter auf dem weltweiten Markt für dichtungslose Pumpen und wohl bekannt für maßgeschneiderte Pumpen. Wir nutzten unsere Expertise, um sämtlichen Anforderungen des Kunden gerecht zu werden.
Wegen der sehr geringen Viskosität, wählten wir eine vertikale Anordnung, gestützt durch ein permanentmagnetisches Lager. Dieses einzigartige Design von HERMETIC stellt die Unabhängigkeit von zwischengelagerten Prozessabläufen mit einer hohen Start/Stopp-Frequenz sicher, gewährleistet den Betrieb unter unbeständigen und sich schnell ändernden Betriebsbedingungen, dem Be- und Entgasen sowie unter der niedrigen Drehzahl im Frequenzumrichterbetrieb.
Eine mehrstufige Pumpe aus Edelstahl wurde eingesetzt, um den Anforderungen für Förderstrom und Förderhöhe gerecht zu werden. Diese standardmäßigen Hydraulik-Komponenten mit einem Nenndruck von PN100 ermöglichen den Einsatz in vielen verschiedenen Anwendungsbereichen. Der Saugtopf aus Edelstahl mit einem Innendurchmesser von rund 1,5m entsprach der konstruktiven Ausführung nach PN64.

Mithilfe einer Rotordynamik-Software erfolgten Torsionsverhaltens- und lineare Seitenanalysen sowie eine Reaktionsanalyse im Ungleichgewicht. Mit diesen Analysen wurde die Gewährleistung des Pumpenbetriebs unterhalb des ersten Torsionsmodus mit einer ausreichenden Trennungsspanne der einfachen bis zweifachen Betriebsgeschwindigkeit, sowie einer zulässigen Netzfrequenz und Laufrad-Passfrequenz, nachgewiesen. Diesbezüglich erfüllt die Pumpe die Anforderungen gemäß der Norm API 685, 2. Ausgabe.
Die äußeren Abmessungen der Ausrüstung betrugen letztendlich im konzipierten, gefertigten und gelieferten Zustand 2,4m x 2,4m x 4,6m mit einem Gesamtgewicht von 16 Tonnen.
Es war eine anspruchsvolle Aufgabe für HERMETIC sämtlichen Anforderungen gerecht zu werden. Mit der Tauchpumpe mit Spaltrohrmotor des Typs TCAMF 90/3 N85z-4 mit Saugtopf gelang es HERMETIC nicht nur sämtlichen Anforderungen gerecht zu werden sondern die Erwartungen des Kunden noch zu übertreffen.

Technik

Hersteller: HERMETIC

Pumpe TCAMF 90/3 N85z-4
Medium Liquid methane/N2
Förderhöhe [H] 100m
Förderstrom [Q] 893 m³/h
Temperatur -120°C
Nenndruck 48 bar

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