Da es sich bei den im Gasstrom abgespaltenen Medien oftmals um ein giftiges und stark korrosives Gemisch handelt, ist neben leistungsstarker Pumpentechnik auch ein prozesssicherer Abtransport des Mediums erforderlich. Die eingesetzten Nikkiso-Non-Seal-Pumpen arbeiten ohne dynamische Dichtungen und verfügen 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 vermeiden.
Für eine erhöhte Prozesssicherheit 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, soll voraussichtlich 2020 abgeschlossen werden.
Toxische Wirkung schon bei geringen Mengen
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 Italy.
Vor allem Schwefelwasserstoff spiele dabei eine zentrale Rolle. Bei ihm handelt es sich um eine chemische Verbindung, die selbst dann eine hochtoxische Wirkung hat, wenn sie nur zu einem geringen Prozentsatz vorliegt. „In Wasser gelöst wirkt sie stark korrodierend auf Leitungen und Ausrüstung durch Schwefelwasserstoff-Spannungskorrosion“, sagt Marcotti. 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 Italy. Das Tochterunternehmen des Leonberger Pumpenherstellers wurde mit der Produktion und Lieferung von insgesamt 16 Nikkiso-Non-Seal-Spaltrohrmotorpumpen beauftragt. Sie werden benötigt, um im Rahmen der Erweiterung eines Onshore-Gasfelds die toxischen Nebenprodukte sicher und ohne Störungen abzutransportieren und negative Auswirkungen auf Umwelt sowie Personal zu vermeiden.
Insgesamt umfasst die Lieferung an den Großkunden aus Saudi-Arabien sechs Spaltrohrmotorpumpen des Typs HN23F-D2, zwei Exemplare des Typs HN24E-D3, vier Pumpen der HN23F-D3-Grundausführung sowie vier Lagerpumpen. 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 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.
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 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 signalisiere hingegen, 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 sind dadurch nicht mehr notwendig.
Leistungsumfang des Pumpenherstellers
Das Großprojekt in Saudi-Arabien umfasst seitens Lewa Nikkiso Italy die Detailplanung, das Beschaffungswesen sowie die unterstützende Überwachung der Ausführung von Bau- und Montagearbeiten. Der modulare Aufbau der zu liefernden Pumpen ermöglicht dabei eine einfache Montage und Wartung, auch ohne Ausgleichsscheiben oder Spieleinstellungen.
Des Weiteren 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 Stillstandszeiten“, sagt 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.
