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10/11 | 2013

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SPECIAL

SPECIAL Wasserkreisläufe Mit 4Millionen Tonnen Abraum jährlich ist die Kupfererzmine von HCM auf Zypern eine der größten ihrer Art. Extremsaures Grubenwasser fordert Pumpen heraus Der Minenbetreiber Helenic Copper Mines (HMC) in Nikosia auf Zypern ist einer der größten Kupfererzförderer im Tagebau. Die hydrometallurgische Gewinnung in Skouriotissas imWestteil der Insel machte über viele Jahre Probleme: Bei einem pH-Wert von 2bis 3und Sediment im Wasser hielten die Schmutzwasserpumpen verschiedener Hersteller teils nur zwei Wochen. Stefan Himmelsbach Der Spitzenreiter brachte es immerhin auf drei Monate. Die gesuchte Lösung sollte daher nicht nur deutlich mehr Standzeit indem extrem sauren Milieu bieten, sondern auch das raue Handlingdurch die ständigenStandortwechsel innerhalb der Grube verkraften. Der zuletzt hinzugezogene Pumpenspezialist D.I.S. Powerplant Ltd. brachte dort schließlich die SFQ-Serie des japanischen Herstellers Tsurumi ein. Diese Edelstahlpumpe wurde als Spezialist für korrosive Fördermedien entwickelt:Alle Teile,die mit Flüssigkeit in Berührung kommen, sind aus austenitischem Stahl (Edelstahlguss DIN 1.4408) und daher äußerst widerstandsfähig. Seit mehr als zwei Jahrenlaufen die Pumpen nun schon ohne Beanstandungen. Damit übertraf ihre Haltbarkeit die des schwächsten Wettbewerbers um mehr als das Fünfzigfache und die desstärkstenimmerhin noch um das Achtfache. Eingesetzt wurde das mittelgroße Modell 80SFQ23.7 mit 3,7 kW Nennleistung. Die dreiphasige Pumpe fördert maximal 1180 l/min und schafft Förderhöhen bis 24,6 m. Andere Modelle der Baureihe bieten bis zu2000 l/min und 44 m. Mit 52 kg Trockengewicht ist die angeschaffte SFQ durch zwei Mann gerade noch gut zu handhaben. Auch die Abmessungen sind mit 552 mm Höhe über alles sowie 359 mm Durchmesser inklusive des seitlichen Schlauchanschlusses vergleichsweise kompakt. Patentiertes Schmiersystem Der patentierte und nur bei Tsurumi erhältliche Ölverteiler sorgt dafür, dass das Schmieröl durch die Rotation des Motors angehoben und über die gesamte Gleitringdichtung – sie trennt Fördermedium von Welle und Motor – verteilt wird. Schmierung und Kühlung sind somit stets gewährleistet, egal, ob die Pumpe steht oder liegt. Eine separate Wellenschutzhülse mit Simmerring schützt die Gleitringdichtung, sodass sie mit dem Medium nicht in Verbindung kommt. Die Pumpen verfügen über eine Kombination aus innenliegender Gleitringdichtung, Simmerring und Ölverteiler. Unterstützt wird das doppelte Dichtungssystem durch verschleißresistente Materialien. Von großer Härte sind die Gleitringdichtungen, die Tsurumi aus Siliziumkarbidfertigt. Um denMotor zu kühlen,hat man die Flächen zur Wärmeableitung meist reichlich dimensioniert und die Motorenvergleichsweise hocheingebaut. So erhitzen sich die Pumpen weniger, werden besser gekühlt und die Motortemperatur im Normalbetrieb istniedriger. 26 UmweltMagazin Oktober -November 2013

Probelauf über mehrere Monate Diese praktisch unter Beweis gestellten Eigenschaften überzeugten den Minenbetreiber bereits im zweiten Vierteljahr, sodass weitere Pumpen angeschafft wurden: Mehrere Modelle der mit maximal 15,8 kg zwar deutlich leichteren, mit höchstens 800 l/min aber auch schwächeren PU-Serie. Sie verfügt über ein Kombi-Gehäuse aus Edelstahl und glasfaserverstärktem Kunststoff, das eine ähnliche Säureresistenz bietet. Mit ihrem freien Einlassdurchgang von bis zu 46 mm verträgt sie reichlich Sediment im Förderwasser. Sonderproblem Schlürfbetrieb Neben demSäuregraddes Wassers erschwert die diskontinuierliche Förderung die Arbeit der Pumpen. Sie laufen daher oftmals über längere Zeit halbgetaucht, was die Hersteller als Schlürfbetrieb bezeichnen. Darüber hinaus gibt es den Trockenlauf, wenn überhaupt kein Wasser gefördert wird, die Pumpe aber trotzdem im Saugbetrieb läuft. Dieser Betriebszustand ist sowohl bei offener Wasserhaltung, wenn Grubenwasser aus den Tiefpunktenvon Gräben verpumpt wird, als auch bei der geschlossenen Variante durch Grundwasserabsenkung über Brunnen, häufig anzutreffen. In beiden Fällen ist das Wasseraufkommennicht stetig und niedrige Pegelstände sind keine Seltenheit. Viele Anwender kennen die Problemkette,die daraus resultiert:Geringe Zweijähriger Dauereinsatz bei niedrigsten pH-Werten: Pumpe der PU-Serie von Tsurumi Fördermengen bedeuten weniger Wärmeableitung vom Motor, Pumpenstillstand durch Hitzestau ist häufig die Folge. Eine Schwachstelle mancher Aggregate istdie Elektrik nebstKabelführung. Der Anwendungsexperte Stefan Himmelsbach von Tsurumi erklärt den Ansatz seines Unternehmens: „Ein Stück jeder Phase ist abisoliert und in Kunstharz gegossen. Damit kann durch den Kapillareffekt kein Wasser über den Draht zum Motor wandern.“ Ein Kurzschluss sei damit ausgeschlossen. Bei vielenPumpen istdiesein neuralgischer Punkt, bedenkt man, dass in der Praxis viele Anwender gern amKabel statt an Handgriff oder Haltekette ziehen. Dauerbelastung Abrasion Im Fördermedium mitgeführte Sedimente, wie zum Beispiel ausgewaschener Kalk, machen naturgemäß allen Pumpenkonstruktionen zu schaffen und erfordern eine Reinigung der Aggregate.Durch die Modulbauweise können viele Komponenten recht einfach und ohne Fachkenntnisse oder spezielles Werkzeug ausgewechselt werden. Zum Austausch eines Laufrades sind Paradox: Wo diverse Wett- bewerbspumpen versagten, hatte sich die SFQvon Tsurumi fastschon als zu robust erwiesen. Somit erschien eine Ergänzung und teilweise Substitution durch die kleineren einphasigen PU- Pumpen möglich. Die erste Pumpe der Schwester-Serie steht nach mittlerweile 1,5Jahren immernochimDienst. beispielsweise nur wenige Schrauben an derPumpenunterseite zulösen. Der Vorteil liegt auf der Hand: DerWeg zur Fachwerkstatt erübrigt sich, denn die Wartung kann in Eigenregie vor Orterfolgen. Auch gibtesidentische Bauteile, was sich positiv auf die Ersatzteilhaltung und -versorgung auswirkt. Das spart Zeit, ist aber letztlich nur einer der Gründe, weshalb Tsurumis Schmutzwasserpumpen laut Himmelsbachmittlerweile in jedem Land der Erde eingesetzt werden. ImBaugewerbe ist Tsurumi derWeltmarktführer. Neben dem Bergbau werden die SFQ- und PU-Pumpen in der Abwasserlogistik verwendet. Kommunale und industrielle Kläranlagen sindhierdie typischenVerwender. Sie setzen die Pumpen oft in Verbindung mitTauchbelüftern ein, die Sauerstoff ins Wasser eintragen und in vielerlei Hinsicht den konventionellen Membranbelüftern überlegen sind. Wegen des schwierigen Mediums zählen Anwendungen wie die in der Kupfererzmine zu den anspruchsvollsten für Tauchpumpen. Dem entsprechend hoch ist die technologische Herausforderung aneine Lösung, die sich auch im Dauerbetrieb bewähren soll. Problematisch ist neben dem pH-Wert das Sediment, welches vor dem Verpumpendurchmischt werden muss,um ein fließfähiges Medium zu erhalten. Zudem sind Schlämme Medien hoher Konzentration, die Pumpe und Schlauchleitungen schneller zusetzen, als demAnwenderliebist.Von besonderer Relevanz ist indiesem Zusammenhang die Konsistenz, daabrasive Stoffe dieWartungs-und Instandhaltungskostenindie Höhe schnellenlassen. Bilder (2): Tsurumi Stefan Himmelsbach, Tsurumi (Europe) GmbH, Düsseldorf, tsurumi-newsroom@pressways.de UmweltMagazin Oktober -November 2013 27

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