Pumpen-Power im Orinoco-Becken

Rute Braegger, Project Manager High Voltage Solutions, und Alexandra Mindermann, Key Account & Projects LV Products, WEG

Das Unternehmen Leistritz Pumpen GmbH mit Hauptsitz in Nürnberg gehört zu den Pionieren und Weltmarktführern im Bereich Schraubenspindelpumpen. Heute ist das Unternehmen weltweit mit mehr als 350 Mitarbeitern aktiv und bietet eine große Bandbreite an Lösungen – von der einzelnen Pumpe bis zum kompletten System. Die Leistritz-Schraubenspindelpumpen kommen weltweit in zahlreichen Industriezweigen zum Einsatz. Hierzu gehört auch die Öl- und Gasindustrie, wo einflutige und doppelflutige Schraubenspindelpumpen diverse Förderaufgaben übernehmen, sowohl in der Erdölgewinnung (Upstream) als auch im Erdöltransport (Midstream) oder in Raffinerieprozessen (Downstream).

In dem Erdölförderprojekt im Orinoco-Becken in Venezuela sind Schraubenspindelpumpen der Baureihe L4 für den Transport des Erdöls vom Ort der Gewinnung hin zum Verladehafen zuständig. Nach erfolgreicher Zusammenarbeit im Vorgängerprojekt entschied sich die Leistritz Pumpen GmbH wieder für Motoren von WEG als Antrieb für seine Transferpumpen. Die Motoren wurden an den Endanwender als integrativer Bestandteil der Pumpenaggregate geliefert.

Bei der Umsetzung des Projekts galt es sowohl organisatorische als auch technische Herausforderungen zu meistern. Das Projekt erforderte eine effiziente Projektabwicklung, um die Einhaltung der kurzen Lieferzeit trotz der Anfertigung von Spezialmotoren gewährleisten zu können.

Auf technischer Seite standen bei der Auslegung der Antriebe vor allem Betriebssicherheit und Verfügbarkeit im Vordergrund, um kostspieligen Unterbrechungen des Öltransports vorzubeugen. Da es in Venezuela immer wieder zu Netzschwankungen kommt, müssen die eingesetzten Motoren auch bei Spannungsschwankungen stets zuverlässig funktionieren. Zudem benötigen Schraubenspindelpumpen ein weitestgehend konstantes Gegenmoment, was den Anlauf der Antriebe erschwert. Nicht zuletzt sind die Motoren für den Einsatz in explosionsgefährdeter Umgebung und für den südamerikanischen Markt zertifiziert sein.

In dem Projekt kommen 24 Aggregate mit Schraubenspindelpumpen der Baureihe L4 unterschiedlicher Größe und Typs zum Einsatz. Die zweispindeligen, doppelflutigen, selbstansaugenden Verdrängerpumpen, die hier als Pipelinepumpen fungieren, können bis zu 550 m3/h Öl oder andere Substanzen befördern und Differenzdrücke von bis zu 45 barg sind möglich.

Zum Antrieb dieser Pumpen lieferte WEG insgesamt 24 vier- bzw. sechspolige Spezialmotoren der Baureihe W50 mit Leistungen von 150 bis 750 kW sowie 48 energieeffiziente, vierpolige IE3-Niederspannungsmotoren der Baureihe W22 True Metric. Diese besondere Dual-Baureihe weist zwar IEC-Abmessungen auf, ist aber ansonsten nach Nema-Standard ausgelegt und zertifiziert.

Durch den rasch steigenden Förderdruck, benötigen die Pumpen bereits bei niedrigen Drehzahlen hohe Drehmomente, die es für die Motoren im Anlauf zu überwinden gilt. Deshalb haben die Ingenieure von WEG die leistungsstärksten Motoren in diesem Projekt, fünf mit einer Leistung von 675 kW und drei mit einer Leistung von 750 kW, speziell mit Rotoren aus Kupfer ausgestattet, die aufgrund projektbezogener Auslegung eine besonders hohe Effizienz haben.

Um trotz der möglichen Netzschwankungen hohe Betriebssicherheit zu gewährleisten sind die W50-Motoren außerdem speziell konfiguriert. Die Motoren sind so konzipiert, dass sie selbst bei einer reduzierten Netzspannung von 80 % anlaufen. Darüber hinaus sind die W50-Motoren als funkenfrei im normalen Betrieb (Ex nA) ausgelegt und eignen sich daher für den Einsatz in explosionsgefährdeter Umgebung (Class 1, Div 2, Group D, T3 nach NEC). Sie sind entsprechend der Standards des American Petroleum Institute (API 541 4th Edition) sowie der Nema für den Einsatzort Venezuela zertifiziert. Die robusten, kompakten Gehäuse sind in Schutzart Nema 4X (IP56) ausgeführt (TEFC, totally enclosed fan cooled).

Dank eines interdisziplinären Projektteams war WEG in der Lage, das Gesamtpaket aus Niederspannungs- und Hochspannungsmotoren innerhalb des engen Zeitrahmens zu liefern. Das Projekt in Venezuela ist eines der ersten, bei dem die 2014 vorgestellte neueste Generation der W50-Motoren zum Einsatz kommt. Diese erbringen dank optimierter Konstruktionsweise zuverlässig hohe Leistung selbst in rauen Umgebungen und überzeugen durch überdurchschnittliche Energieeffizienz.

Patrick Stracka, Projektmanagement bei der Leistritz Pumpen GmbH, begründet die Entscheidung für die WEG-Motoren so: „Ein wesentlicher Wettbewerbsvorteil waren die überaus positiven Erfahrungen aus dem Vorprojekt. Herausforderungen wurden stets angenommen und zeitnah umgesetzt. Bei anspruchsvollen Großprojekten benötigen wir stets eine zuverlässige Partnerschaft, die wir mit WEG haben.“ I

WEG Germany GmbH, Kerpen

Martin Reismann

Sales Manager HV Solutions

Tel.: +49 6201 8730971

Mehr Informationen in der Broschüre zu Lösungen für die Öl- und Gasindustrie: t1pt1p.de/lq6e

Das weiterentwickelte Gehäuse des geschlossenen W50-Motors findet eine optimale Balance zwischen mechanischer Robustheit und höchstmöglicher Wärmeableitung. Gehäuse und Lagerschild sind aus hochwertigem Grauguss, die extra steife Antriebswelle aus besonders hartem Stahl gefertigt. Daher eignen sich die Motoren für Anwendungen mit hohen Drehzahlen oder mit starker Rüttelbeanspruchung sowie für den Frequenzumrichterbetrieb. Das innovative Graugussgehäuse macht die W50-Motoren nicht nur tauglich für den Einsatz in rauer Umgebung, sondern gewährleistet gleichzeitig eine niedrige Vibrations- und Geräuschentwicklung (82 dB bei 3600 min-1). Zudem sind die Antriebe noch kompakter als die Vorgängermodelle, sodass sie leichter sind und weniger Platz benötigen.

Darüber hinaus bringt das innovative Design der W50-Motoren vor allem Vorteile in Sachen Energieeffizienz. So wurde die gesamte Konstruktion im Hinblick auf Verlustreduzierung optimiert, insbesondere die Kühlrippen und Luftführungskanäle am Gehäuse sowie der Lüfter und die Lüfterhaube. Die weiterentwickelten Rotor- und Statorbleche sowie die verbesserte Motorkühlung sorgen für eine hohe Leistungsdichte (Leistung im Verhältnis zu Gewicht) und eine niedrige Betriebstemperatur. Mit einem Wirkungsgrad von 94,7 bis 96,7 %, abhängig von der Baugröße, gehören die Standard-Industriemotoren der Baureihe W50 zu den effizientesten ihrer Art im Markt.