10 Gründe, Ihre in die Jahre gekommene Hebeanlage auf eine Trockengruben-Tauchpumpe umzurüsten

In Abwasserhebeanlagen werden seit vielen Jahren Tauch- und Trockengrubenpumpen eingesetzt. Diese Pumpentechnologien waren erfolgreich, aber eine andere Technologie erfreut sich in den letzten Jahren immer größerer Beliebtheit: die Trockengruben-Tauchpumpe. Dabei handelt es sich in der Regel um Feststoffpumpen mit direkt gekoppelten Tauchmotoren, die auch in der Lage sind, kontinuierlich in Luft zu laufen. Sie sind in der Regel luftgefüllt und verfügen über ein Kühlsystem wie einen Mantel, können aber auch ölgekühlt sein.

Hier sind 10 Gründe, eine in die Jahre gekommene Hebeanlage auf eine Trockengruben-Tauchpumpe umzurüsten.

1. Energieeinsparungen

Die meisten Trockengruben-Tauchpumpen verfügen über einen hocheffizienten Motor, typischerweise mit IE3-Einstufung. IE3 ist ein durch die Norm der International Electrotechnical Commission (IEC 60034) zertifizierter Motoreffizienzgrad, der garantiert, dass der Motor bei oder über einem bestimmten Effizienzniveau arbeitet. Viele in die Jahre gekommene Pumpen verfügen über Motoren, die entweder überhaupt nicht der IE-Einstufung entsprechen, oder über ältere Motoren der National Electrical Manufacturers Association (NEMA). IE3 entspricht NEMA Premium Efficient, daher sind alle Motoren mit NEMA-Hocheffizienz oder Standardeffizienz weniger effizient. Motoren mit höherem Wirkungsgrad führen bei gleicher Leistung zu einem geringeren Energieverbrauch und damit zu geringeren Energiekosten.

2. Längere Lebensdauer des Motors

Zusätzlich zu den Vorteilen der Energieeinsparung haben Trockenlauf-Tauchmotoren tendenziell auch eine längere Lebensdauer als ihre weniger effizienten Gegenstücke. Motoren können aus vielen Gründen ausfallen, aber eine der Hauptursachen für Motorausfälle ist Hitze. Das Energieministerium der Vereinigten Staaten (DOE) gibt an, dass „jeder Anstieg der Betriebstemperatur um 10 °C die Lebensdauer der Isolierung um die Hälfte reduziert.“ (DOE, November 2012). Das Energieerhaltungsgesetz besagt, dass alle Energie, die hineingeht, wieder herauskommen muss. Der Wirkungsgrad entspricht der Menge der zugeführten Energie, die in Pumpenleistung umgewandelt wird. Der Rest dieser Energie geht auf andere Weise verloren – hauptsächlich durch Wärme. Ein Motor mit höherer Effizienz erzeugt also weniger Wärme und hält daher länger.

3. Hochwasserbeständig

Überschwemmungen von Trockenschachtanlagen können nahezu überall auftreten. Einige Überschwemmungen sind auf Wetterereignisse wie Hurrikane und starke Regenfälle zurückzuführen, andere können jedoch auch auf Ausfälle zurückzuführen sein. Wenn eine Kraftleitung kaputt geht, ein Ventil ausfällt oder eine Pumpe verstopft, kann eine Hebeanlage selbst in der Wüste überfluten. Herkömmliche Trockenschachtpumpen sind in der Regel mit einem NEMA-Motor ausgestattet, der nicht eingetaucht werden kann und bei Überschwemmungen anfällig für Ausfälle wäre. Zu diesen Trockenbrunnen gehört oft eine kleine Sumpfpumpe, die die Überschwemmung abmildert, indem sie das Wasser zurück in den Nassbrunnenteil der Hebestation pumpt. Eine Trockengruben-Tauchpumpe in einer Trockenbrunnen-Hebeanlage fällt bei einem Hochwasserereignis nicht nur nicht aus, sie kann auch den normalen Betrieb fortsetzen.

4. Erhöhtes Betriebsvolumen

Da der Motor einer Trockengruben-Tauchpumpe im nicht eingetauchten Zustand kontinuierlich arbeiten kann, ist die erforderliche Mindesteintauchtiefe in einem Nassbrunnen geringer als im Vergleich zu einer herkömmlichen Tauchpumpe, die die Eintauchtiefe zum Kühlen benötigt. Jeder Nassbrunnen hat ein bestimmtes Betriebsvolumen, das typischerweise das Volumen zwischen dem „Ein“-Pegel und dem „Aus“-Pegel ist. Ein Trockenlauf-Tauchmotor senkt den „Aus“-Pegel, sorgt aber dafür, dass der „Ein“-Pegel an der gleichen Stelle bleibt, wodurch die Betriebslautstärke der Station erhöht wird. Ältere Stationen sind möglicherweise nicht vollständig für die Bewältigung einer wachsenden Bevölkerung ausgestattet, aber ein größeres Betriebsvolumen kann dazu beitragen, die Station zu modernisieren, um sie besser bewältigen zu können (Bild 1).

5. Installationsflexibilität

Eine Trockengruben-Tauchpumpe kann auf verschiedene Arten installiert werden. Dieselbe Pumpe kann in einer Nassgrube auf Beinen oder einem Führungsschienensystem, einer Trockengrube – vertikal auf einem Ständer mit Ansaugkrümmer oder horizontal auf einem Halterungssystem, ähnlich einer Pumpe mit Endansaugung – installiert werden. Viele Hersteller bieten auch ein Rollwagensystem für den horizontalen Einbau an. Diese ermöglichen die Wartung des Motorendes, ohne die Saug- und Druckleitungen zu stören, wodurch die Pumpe bei Bedarf einfach gewartet werden kann. Diese Flexibilität macht die Nachrüstung von Pumpen in bestehende Stationen einfacher und kostengünstiger (Bild 2).

6. Einfache Installation

Dieser Vorteil gilt vor allem für Trockengruben-Tauchpumpen, die herkömmliche Trockengrubenpumpen ersetzen, und ist in Wirklichkeit auf die Tatsache zurückzuführen, dass Trockengruben-Tauchpumpen über direkt gekoppelte Motoren verfügen. Erstens ist keine Kupplungsausrichtung erforderlich. Beachten Sie, dass nicht alle herkömmlichen Trockenschachtpumpen Kupplungen verwenden. Die entsprechenden Kupplungen müssen jedoch bei der Installation vor Ort ausgerichtet werden. Da die Enden der Trockengruben-Tauchpumpen direkt auf der Motorwelle montiert sind, ist keine Ausrichtung erforderlich. Zweitens sind die Dichtungskammern vollständig abgedichtet. Eine Dichtungskammer einer herkömmlichen Trockenschachtpumpe muss unter Druck gesetzt werden, häufig mit klarem Wasser. Dies erhöht die Komplexität und die Kosten der Installation. Manchmal wird dem Projekt sogar eine weitere Pumpe hinzugefügt.

7. Fähigkeit zur Handhabung von Feststoffen

Neben den technologischen Fortschritten im Motorbereich hat auch das Design der Pumpenseite in den letzten Jahren große Fortschritte gemacht. Dazu gehören verschiedene Ausführungen von verstopfungsfreien Laufrädern, Zerhackerpumpen und Schneidpumpen. Auch der Anteil an Feststoffen im modernen Abfallstrom ist gestiegen, und ältere Pumpen zur Förderung von Feststoffen, egal ob Tauch- oder Trockenpumpen, sind nicht für die Handhabung dieser Pumpen ausgestattet. Neue Laufradgeometrien, die mit hochentwickelter CFD-Software (Computational Fluid Dynamics) entwickelt wurden, sind bei Anwendungen zur Handhabung von Feststoffen überlegen. Für Anwendungen mit hoher Feststoffbelastung können auch Häcksel- und Schneidpumpen eingesetzt werden.

8. Robuste Konstruktion

Abwasserpumpen kommen in den unterschiedlichsten Anwendungsbereichen zum Einsatz und erfordern jeweils eine unterschiedliche Leistung. Daher müssen sie so konzipiert sein, dass sie selbst die schwierigsten Situationen bewältigen können. Hersteller integrieren in ihre Motorkonstruktionen eine Isolierung der Klasse H, um die Statorwicklungen vor Beschädigungen zu schützen, und dauergefettete Hochleistungslager für längere Wartungsintervalle.

9. Vielfältige Materialien für viele Anwendungen

Parallel zu den Fortschritten im Motor- und Pumpendesign wurden auch Fortschritte beim Materialangebot erzielt. Hebestationsanwendungen müssen möglicherweise mit Komponenten umgehen, bei denen es sich nicht um herkömmliches Abwasser handelt, wie etwa Chemikalien und Schleifmittel, und für den Umgang damit müssen die geeigneten Pumpenmaterialien ausgewählt werden. Pumpen bestehen nicht mehr nur aus Gusseisen; Trockengruben-Tauchpumpen sind in allen Arten von Gusseisen, Stahl, Bronze und anderen Materialien erhältlich.

10. Zusätzliche Sensoren

Da die Technologie immer ausgefeilter wird, wird es immer wichtiger, die Ausrüstung zu schützen. In jüngerer Zeit sind Trockengruben-Tauchboote, insbesondere größere Pumpen, mit zahlreichen Sensoren ausgestattet, um den Betrieb und den Zustand der Pumpe zu überwachen. Dazu gehören Temperatursensoren für Motor, Lager und Dichtungen, Vibrationssensoren (sowohl an der Dichtungskammer als auch an der Oberseite der Pumpe) und sogar elektrische Sensoren zur Überwachung des elektrischen Zustands des Motors. Grundsätzlich gibt es für alles, was ein Benutzer überwachen möchte, einen Sensor dafür. Unabhängig davon, ob nur einer oder mehrere dieser Gründe zutreffen, könnte sich die Aufrüstung auf ein Trockengruben-Tauchboot lohnen.

BILD 1: Ein größeres Betriebsvolumen kann dazu beitragen, die Station zu modernisieren, um einer wachsenden Bevölkerung besser gerecht zu werden. (Bilder mit freundlicher Genehmigung von Crane Pumps & Systems)

BILD 2: Trockengruben-Tauchpumpen

Layla Wilhelm ist Produktmanagerin bei Crane Pumps & Systems. Weitere Informationen finden Sie unter Cranepumps.com.