ANFORDERUNGEN
Sicherer und zuverlässiger Betrieb von Thermalölpumpen; frühzeitiger Hinweis auf Verschleiß und Vermeidung vorbeugender Wartung
LÖSUNG
Ergänzung der Allweiler-Thermalölpumpen durch das automatische Uberwachungssystem Allready-Box
ERGEBNIS
Deutliche und langfristige Kosteneinsparungen, optimale Planung von Wartungsterminen
Die Amcor Flexibles Singen GmbH ist mit ihren Folienwalzwerken und den Veredelungsanlagen ein erfahrener Spezialist für bedruckte und unbedruckte aluminiumbasierte Verpackungsmaterialien und technische Applikationen. Etwa 200 Millionen Quadratmeter veredelter Aluminiumfolien in unterschiedlicher Ausführung verlassen jährlich das Singener Amcor-Werk. Für ihre Herstellung sind leistungsfähige Trockeneinrichtungen unverzichtbar. Warmluft trocknet die Folien nach der Lackierung, die mit einer Geschwindigkeit von bis zu 600 Metern pro Minute durch die Trockenanlage laufen.
Die „Allready-Box" an einer Pumpe im Primärkreislauf. „Grün" zeigt, dass sich Temperatur und Leckage im „grünen Bereich" befinden
Entscheidend für die Trocknung ist die sichere, zuverlässige Funktion der zentralen Thermalölpumpen. Zum einen sind die Pumpen hohen Belastungen ausgesetzt. Zum anderen kann ein Pumpenschaden schwerwiegende Folgen haben, insbesondere wenn heißes Öl austritt. Folgerichtig reagieren Betreiber von Wärmeträgeranlagen auf Leckagen sehr sensibel. Die konstruktive Auslegung von Wellendichtungen in Wärmeträgerpumpen ist deshalb eine Gratwanderung. Während Wasser meist dampfförmig aus dem Dichtspalt austritt, ist eine Leckage von Wärmeträgeröl immer visuell sichtbar. Die zur Funktion der Wellendichtung notwendige Leckage wird deshalb so weit wie möglich minimiert, ohne die Grenze zur Überlastung der Dichtung zu überschreiten. Die besondere Beanspruchung der Pumpen ergibt sich zum einen aus den hohen Temperaturen und Temperaturdifferenzen, zum anderen aus möglichen Zersetzungsreaktionen des Wärmeträgermediums, die von thermischen Überlastungen hervorgerufen werden. Insbesondere die kettenförmigen Kohlenwasserstoffe zersetzen sich mit der Zeit in sogenannte Leicht- und Schwersieder. Ein zu hoher Leichtsiederanteil kann dazu führen, dass die Pumpe in Kavitation läuft. Schwersieder treten auf in bitumenartiger Konsistenz bis hin zu extrem harten Verkokungsprodukten und wirken Verschleiß fördernd. Beides bedroht Lager und Wellendichtung der Pumpen. Der Einsatz synthetischer Thermalöle wie bei Amcor Flexibles Singen reduziert die Bildung von Leicht- und Schwersiedern, belastet aber die Pumpen durch niedrige Viskosität und geringere Schmierwirkung. Die tribologische Belastung der Gleitpartner der eingesetzten Gleitringdichtungen ist besonders hoch.
Die Luft im Trockenkanal wird mit 320 bis 330 Grad heißem Wärmeträgeröl erhitzt, das mit speziellen Pumpen gefördert wird. Im Hauptstrang sind dabei Pumpen der Baureihe "Allheat" an sechs Tagen pro Woche rund um die Uhr im Einsatz. Diese Pumpen fördern mit 6 bar 15.000 Liter „Therminol 66" pro Stunde im Primärkreislauf. Sie sind redundant als Zwillingsaggregat ausgeführt. Dies garantiert einen zuverlässigen Dauerbetrieb auch bei Wartungen. Zusätzlich überwacht die „Allready-Box" von Allweiler Lagertemperatur und Leckage der Pumpen. Sowohl bei der Temperatur als auch bei der Leckagemenge reagiert die "Allready-Box" mit Warn- oder Alarmmeldungen — je nachdem, ob eine erste oder eine zweite Schwelle überschritten ist. Diese Meldungen sind direkt an der Pumpe mit einer „Ampel" angezeigt und ermöglichen eine schnelle Reaktion. „Grün" steht dabei für normalen Betrieb, „gelb" signalisiert eine erhöhte Temperatur oder Leckagemenge, „rot" erfordert ein sofortiges Eingreifen. In den letzten 18 Monaten signalisierten die Allready-Boxen zwei Mal „gelb" und damit einen bevorstehenden Ausfall einer Dichtung. Beide Dichtungen wurden ausgetauscht, ohne dass der Betrieb unterbrochen und die Pumpen beschädigt wurden. Statt einer Reparatur war nur eine neue Dichtung fällig.
„Gelb" bedeutet in der Regel lediglich, dass die Wartung der Pumpe geplant werden muss. Eine erhöhte Leckage oder erhöhte Lagertemperatur ab etwa 92 Grad ist ein Anzeichen dafür, dass die Dichtung beginnt, sich abzunutzen oder dass das Pumpenlager getauscht werden sollte. Der Austausch lässt sich dann planen und ohne Unterbrechung der Produktion durchführen, z. B. sonntags, wenn die Anlage steht. Ist eine Unterbrechung während der Produktion nötig, dauert es allein zwei bis drei Stunden, bis die Anlage so weit abgekühlt ist, dass daran gearbeitet werden kann.
Auch bei den 54 Verteilerpumpen des Sekundärkreislaufs ist ein Dauerbetrieb nötig. Hier gibt es keine Zwillingspumpen und keine Redundanz. Fällt eine dieser Pumpen aus, steht die Produktion. Die Allheat-Pumpen verteilen Wärmeträgeröl mit 4 bar Druck auf die Trocknungsstraße.
Allweiler-Wärmeträgerpumpe mit „Allready-Box" im Sekundärkreislauf. Auch hier ist alles im „Grünen Bereich"!
Die Allready-Box bringt für uns eine Arbeitserleichterung, mehr Sicherheit und deutlich geringere Schadensbilder durch die Früherkennung von Verschleiß.
Verantwortlicher für die Wärmeträgerpumpen im Veredlungswerk bei Amcor Flexibles Singen
Aktuell setzt Amcor Flexibles Singen die „Allready-Box" testweise bei einzelnen Pumpen im Primär- und Sekundärkreislauf ein. Die Erfahrungen sind positiv:
fasst Karl Dreher zusammen, der bei Amcor für den Betriebsunterhalt, die Wartung und Planung der Pumpenanlagen in der Veredelung verantwortlich ist. Nach seiner Erfahrung rechnet sich die Investition in die „Allready-Box" sehr schnell. Es ist geplant, weitere Pumpen mit „Allready-Boxen" auszurüsten und diese direkt mit den PCs in der Leitwarte zu verbinden. Damit wird der Aufwand für die bisher nötige tägliche Überprüfung aller Pumpen durch einen Mitarbeiter deutlich reduziert. Ein Blick auf die Anzeigen in der Leitwarte reicht dann, um den Zustand aller Pumpen zu erkennen. Auch bei den Pumpen selbst blickt Dreher auf positive Erfahrungen zurück. Die Pumpen und die Uberwachungseinrichtungen laufen seit Anfang 2009. Zusammen mit dem Hersteller wurden dabei die Dichtungen so optimiert, dass sich ihre Lebensdauer vervierfacht hat. Ein Jahr ohne Dichtungstausch ist jetzt die Regel. Doppelkupplungen gleichen die Temperaturdifferenzen aus, die bei betriebsbedingten Abschaltungen entstehen. „Die Pumpen müssen auch in kaltem Zustand fluchten" so Dreher.
Im Laufe der nächsten Jahre wird sich ein weiterer Vorteil der „Allready-Box" zeigen: Da der Verschleiß von Dichtungen zuverlässig dann erkannt wird, wenn tatsächlich der kritische Grad erreicht ist, sind vorbeugende Wartungen deutlich seltener notwendig. Mit der „Allready-Box" lassen sich so die Vorteile qualitativ hochwertiger Pumpen mit langer Lebensdauer voll ausnutzen. Damit sinken die typischen Wartungskosten für Pumpen in Wärmeträgeranlagen um bis zu 50 Prozent. Allein schon dadurch macht sich das einfache, aber effektive System innerhalb kurzer Zeit bezahlt und gibt dem Betreiber von Wärmeträgeranlagen das gute Gefühl, jederzeit alles unter Kontrolle zu haben.
Die „Allready-Box" passt zu allen Allweiler-Wärmeträgerpumpen der Baureihen NTT und Allheat NTWH und CTWH. Die Überwachungseinrichtung kann fertig montiert mit neuen Pumpen geliefert oder jederzeit auch bei älteren Pumpen nachgerüstet werden.
Ab Mitte 2011 plant die Allweiler GmbH die Auslieferung eines noch leistungsfähigeren elektronischen Systems unter dem Markennamen „Allmind". Dieses wird nicht nur die Pumpen überwachen und irreguläre Betriebsbedingungen sofort signalisieren. Das neue System kann auf Wunsch auch direkt die Drehzahl je nach verschiedenen Parametern wie Pumpen-zustand und Medieneigenschaften regeln. Überwacht werden zusätzlich die Pumpenschwingungen, der Filterzustand und die Motorleistung. Weitere Sensoren lassen sich jederzeit integrieren. „Allmind" schützt damit nicht nur die Anlage vor Ausfällen. Sie regelt die Pumpen so, dass die Produktionsprozesse in optimaler Weise und mit höchstem Wirkungsgrad ablaufen.
Passende Produkte
Unsere leistungsstarken ALLHEAT®-Baureihen sind für den sicheren und zuverlässigen Transport von Wärmeträgerfluide konzipiert. Ob organische Wärmeträger auf Mineralölbasis oder synthetische Wärmeträgeröle bis 400°C oder Heißwasser bis 207°C, mit unserer vielseitigen Pumpenbaureihen finden Sie eine kosteneffiziente Lösung, die Ihren technischen Anforderungen entspricht. Die Allweiler ALLHEAT®-Baureihen bietet Pumpen für Hochtemperaturanwendungen in drei Bauformen. Pumpen in Prozessbauweise und zwei platzsparenden Bauarten - Block und Inline-Ausführungen.
