Robuste und höhenverstellbare Eintauchpumpe von Netzsch vereinfacht Biogasproduktion

20.06.2013

Der Mais als wichtigste Energiepflanze für deutsche Biogasanlagen bekommt Konkurrenz: Rüben, vor allem Zucker- oder eigens gezüchtete Energierüben, werden immer beliebter. Zum einen erzielen sie einen sehr hohen Trockenmassegehalt, der wegen des großen Zuckeranteils schnell in Gas umgesetzt wird, zum anderen ermöglichen sie eine größere Anbauvielfalt und können so Fruchtfolgekrankheiten und Schädlingsbefall verhindern.

Robuste und höhenverstellbare Eintauchpumpe von Netzsch vereinfacht Biogasproduktion

Durch die hohe Saugleistung der Exzenterschneckenpumpe kann auch in der Vertikalen zuverlässig gefördert werden. Über Schienen und einen Flaschenzug wird die Tauchtiefe dabei dem Füllstand angepasst. (Foto: Netzsch Pumpen & Systeme)

Die Lagerung der Rüben in Silos oder Silageschläuchen ist allerdings mitunter kompliziert und teuer. Eine vergleichsweise einfache und kostengünstige Alternative stellt hier die Sammlung von Rübenbrei in Folienerdbecken dar. Um das Substrat aus diesen Lagunen zur Biogasanlage fördern zu können, hat die Netzsch Pumpen & Systeme GmbH eine höhenverstellbar auf Schienen gelagerte Eintauchpumpe entwickelt, deren Material eigens an den abrasiven Brei angepasst wurde.

Rund 10 m³ fein zerhäckselter Rüben sollten in einem konkreten Anwendungsfall pro Stunde zum Fermenter transportiert werden. Da sich allerdings auf dem Brei in der Lagune eine stichfeste Oxidationsschicht bildet, muss das hochviskose Substrat unterhalb dieser Schwimmdecke angesaugt werden. Horizontal gelagerte Pumpen am Beckenrand oder auf Pontons hätten dazu nicht die notwendige Saugleistung aufbringen können. Stattdessen wurde daher eine Nemo BT Eintauchpumpe installiert, die sonst auch zum Entleeren von Tanks und Gruben von zähen bis nicht frei fließenden Medien, wie beispielsweise Rohöl, eingesetzt wird.

Hohe Saugkraft auch in der Vertikale dank Exzenterschneckentechnik

Die Anlage basiert auf dem Exzenterschneckenprinzip, bei dem sich ein gewendelter Rotor innerhalb eines entsprechend negativ gewendelten Statorkäfigs dreht. Dadurch bilden sich zwischen Rotor und Stator gleichförmige Kammern, in denen das Fördergut schonend und ohne Pulsation von der Saug- zur Druckseite bewegt wird. Die geförderte Menge ist dabei direkt proportional zur Drehzahl, was eine präzise Dosierung erlaubt. Da die Spaltmaße zwischen den beiden Komponenten sehr eng bemessen und die Geometrien exakt aufeinander abgestimmt sind, kann die Verdrängerpumpe sogar einen ausreichend großen Unterdruck aufbauen, um auch in vertikaler Position noch ansaugen zu können. Selbst auf ein Flügelrad an der Saugseite, das das Medium geschmeidiger machen soll, konnte verzichtet werden – obwohl der Rübenbrei thixotrop und hochviskos ist. Die besondere Pumptechnik ermöglicht es, jeden Stoff anzusaugen, solang er nur fließfähig ist.

Problematischer war dagegen der hohe Sandanteil von bis zu 10 Prozent der Substratmenge, der stark abrasiv wirkt. In Verbindung mit dem niedrigen pH-Wert des Breis hätte dies auf Dauer die Werkstoffe der Pumpe angreifen können. Die Entwickler von Netzsch verbauten deshalb für diese Anwendung einen Stator aus dem hochwiderstandsfähigen Elastomer Nemolast und einen verchromten Edelstahl-Rotor. Zusätzlich reicht es auch, die Pumpe mit einer gemäßigten Drehzahl von 190 U/min zu betreiben, was den Abrieb verringert. So konnte trotz der hohen Belastung der Materialverschleiß niedrig gehalten werden, der erste Statortausch wurde erst nach etwa einem Jahr Dauerbeanspruchung notwendig.

Flaschenzugsystem für Tauchtiefe je nach Beckenfüllstand

Da der Füllstand der Lagune beim Entleeren selbstverständlich sinkt, musste eine Möglichkeit gefunden werden, die Tauchpumpe entsprechend mit abzusenken. Aufgrund der vorhandenen Wandgestaltung vor Ort konstruierte der Hersteller ein spezielles Schienengestell, das fest an der Wand montiert wurde. Die Pumpe läuft auf Rädern entlang dieser Schienen, ihre Höhe wird je nach Füllniveau des Beckens über einen Flaschenzug reguliert. Das untere Ende sticht dabei durch die Schwimmdecke in das Rübensubstrat, ein zusätzliches Saugrohr wird nicht benötigt. Der restliche Teil mit dem Schlauchanschluss ragt über der Oberfläche heraus. Der Antrieb wird bei dieser Bauform direkt an die Laterne der Pumpe angeflanscht, wodurch die Anlage kompakt gehalten und Gewicht gespart wird. Eine Kuppelstange mit zwei Kardangelenken überträgt das Drehmoment von dort auf den Rotor. Gefördert wird der Rübenbrei mit 10 bar. Um eventuelle Druckverluste möglichst gering zu halten, wurde die Druckseite großzügig dimensioniert, als Rohrmaß wurde DN 150 gewählt. So beschränkt sich ein etwaiger Druckabfall auf maximal 0,1 bar/m Druckleitung.

Generell eigenen sich die Nemo BT Eintauchpumpen je nach Baugröße für Differenzdrücke bis 24 bar und Fördermengen bis 140 m³/h. Auch bei den Werkstoffen, den Abdichtungen sowie bei der Rotor-Stator-Geometrie gibt es verschiedene Auswahlmöglichkeiten, um das Fördersystem dem Medium und der erforderlichen Leistung anzupassen.

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