Membrandosierpumpen kommen besonders häufig für Förder- und Dosieraufgaben in der Prozessindustrie zum Einsatz. Durch die hermetisch dichte Trennung zwischen Fluid- und Hydraulikraum bieten diese Pumpen eine hohe Prozesssicherheit und eignen sich besonders gut zur Förderung von gefährlichen, giftigen oder abrasiven Fluiden.
Aufgrund der oszillierenden Wirkungsweise von Membrandosierpumpen kann es im Rohrleitungssystem zu Pulsation kommen, die zu ungleichmäßigen Förderströmen und Vibrationen führt. Wirken mehrere Pumpen gleichzeitig auf ein Rohrleitungssystem, entstehen in den Rohrleitungen Überlagerungen der Druckhübe, die sich aus den einzelnen Hüben ergeben. Dieses Phänomen führt in der Rohrleitung zu Schwingungen, die sich im ungünstigsten Fall zu einer Resonanzschwingung entwickeln. Dabei wächst die Gefahr, dass die Rohrleitung reißt und das Fluid unter hohem Druck austritt.
Die LEWA-Pumpensynchronisation ist eine Technologie zur Harmonisierung oszillierender Pumpen, die im selben Rohrleitungssystem wirken. Dabei werden nicht nur Druckpulsation und Vibrationen in den Rohrleitungen reduziert. Der synchronisierte Betrieb mehrerer Pumpen ermöglicht auch das Hinzuschalten und Abschalten einzelner Pumpen ohne Veränderung des Gesamtförderstroms. So sind verschiedene Anwendungsszenarien wie beispielsweise eine flexible Lastverteilung auf mehrere Pumpen oder Wartung im laufenden Betrieb möglich. Nicht nur die Gefahr von Schäden an Rohrleitungen durch Druckpulsation werden so minimiert; durch flexible Lastverteilung im normalen Betrieb und bei Wartungsszenarien erhöhen sich die Verfügbarkeit und die Lebensdauer der gesamten Anlage.
Um die Pulsations- und Vibrationsreduktion optimal durchzuführen, werden idealerweise identische Pumpen zur Synchronisation miteinander verschaltet. Dafür werden zueinander phasenverschobene Pumpen eingesetzt, wodurch sowohl der Prozess als auch der Durchfluss konstanter und ruhiger werden. Ein Synchronisationsregler steuert zwei oder mehrere Pumpen so an, dass diese das Fluid mit derselben Hubfrequenz – und damit mit derselben Fördermenge – in die Rohrleitung fördern. Zeitbezogen werden die Pumpenhübe so verteilt, dass sich eine ideale Überlagerung mit der geringstmöglichen Druck- und Volumenpulsation ergibt. Der Synchronisationsregler kann bis zu vier Pumpen gleichzeitig synchronisieren. Dazu benötigt dieser lediglich zwei Informationen von jeder zugeschalteten Pumpe: die Hubfrequenz sowie ein Initiator-Signal pro Pumpenhub.
Änderungen der Durchflussmenge werden über die Pumpendrehzahl per Frequenzumrichter geregelt. Hierbei ändert sich die Frequenz der Volumenpulsation. Zeigt eine Rohrleitungsberechnung zum Beispiel gemäß dem Standard API 674, dass die Rohrleitung eine Resonanzfrequenz besitzt, welche im Betriebsfenster liegt, so ist es möglich, durch den Synchronisationsregler Vorsorge hierfür zu treffen. Sollte sich das Phänomen der Resonanz erst vor Ort herausstellen, können unsere qualifizierten Mitarbeiter am Synchronisationsregler anlagenspezifische Optimierungen der Betriebsweise vornehmen.
LEWA-Pumpensynchronisation ist für Neupumpen verfügbar, kann aber auch bei Bestandspumpen nachgerüstet werden. Das System besteht pro Pumpe aus einem Frequenzumrichter und einem Drehgeber sowie einem Initiator. Der Synchronisationsregler, der sich in einem Schaltschrank befindet, ermöglicht die Vernetzung der Pumpen innerhalb des Systems.
Die Pumpensynchronisation für Anlagen hat verschiedene Vorteile für Betreiber, die sich vor allem in der Effizienzsteigerung sowie der Erhöhung der Verfügbarkeit bei gleichzeitiger Kostensenkung widerspiegeln.
- Verringerung von Resonanz und Pulsation: Die LEWA-Pumpensynchronisation trägt maßgeblich zur Verringerung von Resonanz und Pulsation im Rohrleitungssystem bei. Dadurch werden nicht nur die Technik der gesamten Anlage geschont und die Ausfall- und Wartungszeiten reduziert, sondern auch die Effizienz gesteigert.
- Längere Lebenszeit von Verschleißteilen: In einem synchronisierten System werden Änderungen der Durchflussmengen auf die Pumpen verteilt. So werden Lastspitzen bei einzelnen Pumpen verhindert, was sich positiv auf die Lebenszeit von Verschleißteilen auswirkt.
- Planbare Wartung ohne Prozessunterbrechung: Ferner können beliebige Pumpen für Wartungszwecke aus dem Prozess genommen werden, ohne eine Verringerung der Durchflussmenge in der gesamten Anlage.
- Keine zusätzliche Kapitalbindung für Standby-Pumpen: Durch die unterbrechungsfreie Wartung sowie die Umverteilung von Lasten bei Pumpenausfällen sind keine Standby-Pumpen notwendig.
- Kein Pumpenausfall bei Synchronisationsstörung: Wenn der Drehgeber oder Initiator defekt sind, arbeitet die Pumpe trotzdem weiter. In diesem Fall geschieht eine automatische Umstellung im Regler selbst. Dieser schaltet dann bei der betroffenen Pumpe vom Regelbetrieb in den Steuerbetrieb um.