Fallstudie: Stabilisierung eines Presswassersystems in der PVC-Herstellung

In Hochdrucksystemen mit Plungerpumpen treten immer wieder unerwartete Schwingungen auf, besonders dann, wenn mehrere Pumpen auf eine gemeinsame Leitung arbeiten.
Solche Vibrationen sind nicht nur störend, sondern können langfristig zu Leckagen oder Schäden an Rohrleitungen führen. 
 
Ein aktuelles Projekt aus der PVC-Herstellung zeigt, wie sich diese Probleme durch eine angepasste Auslegung der Pulsationsdämpfer dauerhaft lösen lassen.

 

Bei einem PVC-Hersteller kam es im Presswassersystem der Autoklaven-Reinigung zu massiven Schwingungen und Undichtigkeiten.
Das System besteht aus drei Plungerpumpen, die über eine mehr als 100 m lange Rohrleitung mehrere Tankwaschköpfe mit Reinigungsdüsen versorgen.
Der Betriebsdruck liegt bei etwa 160 bar, abgesichert durch Sicherheitsventile bei 170 bar.

Obwohl hinter jeder Pumpe bereits ein Pulsationsdämpfer installiert war, traten sichtbare Rohrleitungsbewegungen und Leckagen an Schweißnähten auf.
Die Vermutung: Die vorhandenen Dämpfer waren nicht korrekt ausgelegt.

 

Analyse und Berechnung

Auf Basis der realen Pumpendaten einer URACA-Plungerpumpe (Hubvolumen 163,3 ml, Förderleistung 8,3 m³/h, 55 kW, 1 475 U/min, 160 bar Betriebsdruck) wurde die Dämpferauslegung überprüft.

Die Berechnung ergab:
– Für eine Restpulsation von ± 1 % ist ein Pulsationsdämpfer mit einem Volumen von 1,5 l erforderlich.
– Für eine Restpulsation von ± 0,5 % dagegen ein Behälter mit 3Liter Volumen.

Die ursprünglich installierten Dämpfer waren deutlich kleiner und zusätzlich mit einer zu geringen Gasvorspannung befüllt.
Der Betreiber entschied sich für die optimierte Variante mit 3 l Volumen.
Die Vorspannung wurde auf >80 % des Betriebsdrucks festgelegt.

Ein Anlagenbesuch bestätigte den richtigen Einbauort direkt hinter den Pumpen.
Eine zusätzliche Abstützung der Rohrleitung wurde geprüft, war aber nicht mehr notwendig.

 

Umsetzung

Geliefert wurden drei SAIP-Pulsationsdämpfer mit folgenden Spezifikationen:
– Volumen: 3 l
– Werkstoff: Duplex-Stahl
– Membran: NBR
– Maximaldruck: 210 bar
– Anschluss: ¾″ G-Fluidanschluss

Die Entscheidung für Duplex erfolgte aufgrund des hohen Betriebsdrucks – 316 L wäre für diesen Anwendungsfall nicht ausreichend druckfest gewesen.

Der Einbau erfolgte während eines geplanten Anlagenstillstands im Rahmen der turnusmäßigen Wartung.
Die Lieferung wurde nach rund zwölf Wochen abgeschlossen.

Ergebnis

Nach dem Austausch der Dämpfer arbeitet das Presswassersystem ruhig und stabil.
Die zuvor aufgetretenen Schwingungen und Undichtigkeiten traten nicht mehr auf.
Auch nach längerer Betriebszeit ist keine Nachjustierung oder Kontrolle erforderlich.

Die Anlage läuft seither zuverlässig, ohne dass erneut Belastungen an Rohrleitungen oder Schweißnähten festgestellt wurden.

 

Fazit

 

Eine korrekte Auslegung der Pulsationsdämpfer kann entscheidend dafür sein, ob ein Hochdrucksystem langfristig stabil bleibt oder sich mit zunehmender Betriebszeit selbst belastet.
In diesem Fall konnte das Problem ohne konstruktive Änderungen an der Rohrleitung gelöst werden – allein durch die passende Dämpfergröße und korrekte Vorspannung.

Das Beispiel zeigt, wie wirkungsvoll eine präzise technische Berechnung sein kann – und wie schnell sich Stabilität im Betrieb auszahlt.

 

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