Spaltrohrmotorpumpen leiten unerwünschte Nebenprodukte aus Gasstrom zuverlässig ab

Da es sich bei den hierbei abgespaltenen Medien oftmals um ein giftiges und stark korrosives Gemisch handelt, ist neben leistungsstarker Pumpentechnik auch ein zuverlässiger, prozesssicherer Abtransport des Mediums zwingend erforderlich. Die eingesetzten Nikkiso Non-Seal Pumpen arbeiten ohne dynamische Dichtungen und verfügen darüber hinaus über eine doppelte Sicherheitshülle, bestehend aus einer inneren Statorauskleidung sowie einem externen druckfesten Statorgehäuse. Leckagen sowie die damit einhergehenden Risiken für Umwelt und Mitarbeiter lassen sich dadurch effektiv vermeiden. Für eine erhöhte Prozesssicherheit der kundenseitigen Installation sorgt zudem ein integrierter E-Monitor, der die Lagerzustände der hermetisch dichten Pumpen überwacht. Das Projekt, das neben Detailplanung und Beschaffungswesen auch die Ausführung von Bau- und Montagearbeiten beinhaltet, wird voraussichtlich 2020 abgeschlossen.

Im Zuge der Rohstoffaufbereitung wird der Öl- beziehungsweise Gasstrom stets von unerwünschten Nebenprodukten gereinigt. „Das aus dem gereinigten Gasstrom abgeleitete, nicht verwertbare Stoffgemisch besteht zu einem Großteil aus Schwefelwasserstoff, Kohlenstoffdioxid und Aminen“, erklärt Riccardo Marcotti, Senior Product Manager bei Lewa Nikkiso Italien. „Vor allem Schwefelwasserstoff spielt hier eine zentrale Rolle, denn es handelt sich um eine chemische Verbindung, die selbst dann eine hoch toxische Wirkung hat, wenn sie nur zu einem geringen Prozentsatz vorliegt. In Wasser gelöst, wirkt sie stark korrodierend auf Leitungen und Ausrüstung durch Schwefelwasserstoff-Spannungskorrosion.“ Ein Abtransport der unerwünschten Nebenprodukte mit herkömmlicher Pumpentechnik ist daher nur bedingt möglich – das Risiko einer Leckage und damit einer Freisetzung von Schwefelwasserstoff in die Atmosphäre ist zu groß.

Zweite Schutzhülle und Verzicht auf dynamische Dichtungen

Vor diesem Hintergrund wandte sich ein global tätiges Öl- und Gasunternehmen im Februar 2019 an Lewa Nikkiso Italien und beauftragte das Tochterunternehmen des Leonberger Pumpenherstellers mit der Produktion und Lieferung von insgesamt 16 Nikkiso Non-Seal Spaltrohrmotorpumpen. Die Pumpen werden benötigt, um im Rahmen der Erweiterung eines Onshore-Gasfelds die toxischen Nebenprodukte sicher und ohne Störungen abzutransportieren und gleichzeitig negative Auswirkungen auf Umwelt sowie Personal zu vermeiden. „Die Anforderungen, die seitens des Anwenders bezüglich Pumpenqualität und Projektorganisation bestanden, waren verständlicherweise sehr hoch“, berichtet Marcotti. „Vor allem die Verlässlichkeit der Pumpen und der Sicherheitsaspekt standen für den Kunden im Fokus – Vorgaben, die wir mit den Nikkiso Spaltrohrmotorpumpen ideal erfüllen konnten.“

Insgesamt umfasst die Lieferung an den Großkunden aus Saudi-Arabien sechs Spaltrohr-Motorpumpen des Typs HN23F-D2, zwei Exemplare des Typs HN24E-D3, vier Pumpen der HN23F-D3-Grundausführung sowie vier Lagerpumpen. Jedes Modell wurde hierbei auf den Kundenbetriebspunkt ausgelegt. Alle eingesetzten Varianten verfügen über einen Stator, der die notwendige Motorleistung der jeweiligen Spaltrohrmotorpumpe sicherstellt und durch eine dichtgeschweißte sowie korrosionsbeständige Auskleidung vor Leckagen geschützt ist. Zudem ist das komplette Statorgehäuse des Motors in einer zweiten leckagesicheren Schutzhülle verkapselt – ein Austreten des Gemischs und eine damit einhergehende Kontaminierung der direkten Umgebung sowie der Umwelt lassen sich somit ausschließen. „Da zusätzlich auf dynamische Dichtungen verzichtet wird, kann die Betriebssicherheit während des Arbeitsprozesses deutlich erhöht werden“, so Marcotti.

E-Monitor ermittelt aktuelle Lagerzustände

Zur absoluten Prozessverlässlichkeit zählt auch die Sicherstellung einer konstanten Motorkühlung, die unmittelbaren und langfristigen Schäden an der Pumpe vorbeugt. So zirkuliert bei den eingesetzten Spaltrohrmotorpumpen ein Teilstrom des geförderten Mediums im Bereich zwischen Rotor und Statorauskleidung zur Kühlung des Motors bei gleichzeitiger Schmierung der Gleitlager. Integrierte Thermostate, die in den Statorwicklungen verbaut sind, überwachen hierbei die Temperatur und schalten den Motor im Falle einer Überhitzung ab. Folgeschäden werden dadurch vermieden.

Neben der Überwachung der Temperatur besteht die Möglichkeit, die Lagerzustände während des Pumpenbetriebs zu kontrollieren. Hierfür übermitteln im Stator integrierte Sensoren die entsprechenden Messdaten an einen modernen E-Monitor – beispielsweise wenn der Rotor durch Lagerverschleiß die betriebssichere Position verlässt. Eine solche Statusveränderung wird von den Sensoren registriert und an die Überwachungseinheit weitergeleitet. „Eine grün leuchtende LED auf dem Display zeigt dem Personal beispielsweise einen guten Lagerzustand an“, erläutert Marcotti. „Eine gelbe LED signalisiert dagegen, dass die Pumpe beim nächsten Anlagenstillstand überprüft werden sollte. Bei einer rot aufleuchtenden LED muss die Pumpe sofort außer Betrieb genommen werden.“ Mit dieser Überwachungseinheit ist es dem Kunden möglich, sowohl vorbeugende Wartungen je nach Lagerzustand zu planen als auch die richtige Drehrichtung der Pumpe zu kontrollieren. Messungen der Phasendrehrichtung während der Inbetriebnahme werden dadurch überflüssig.

Alles aus einer Hand

Das Großprojekt in Saudi-Arabien umfasst seitens Lewa Nikkiso Italien die komplette Bandbreite der Projektabwicklung: So ist die Tochterfirma des Leonberger Konzerns mit der Detailplanung und dem Beschaffungswesen sowie der unterstützenden Überwachung der Ausführung von Bau- und Montagearbeiten beauftragt. „Dank unserer umfangreichen Erfahrung mit anderen EPC-Projekten werden wir alle bestehenden Anforderungen problemlos erfüllen können“, so Marcotti. „Dies betrifft neben der notwendigen Sicherheit und Verlässlichkeit vor allem auch die Vorgaben hinsichtlich der erforderlichen Kompaktheit und der Wartung.“ Hilfreich ist hierbei der modulare Aufbau der zu liefernden Pumpen, die sich aus nur wenigen Bauteilen zusammensetzen. Dies bedingt eine einfache Montage und Wartung – auch ohne Ausgleichsscheiben oder Spieleinstellungen. Außerdem ist keine zusätzliche Schmierung von Motor oder Pumpenlagern notwendig, da das zu transportierende Medium zugleich als Kühl- und Schmiermittel dient. „Das führt zu einer hohen Wartungsfreundlichkeit der Pumpen und minimiert gleichzeitig teure Stillstandzeiten“, erklärt Marcotti abschließend. Die Lieferung der 16 Spaltrohrmotorpumpen ist für Februar 2020 geplant; der Betrieb am erweiterten Onshore-Gasfeld soll im Laufe des Jahres 2022 starten.