Zustandsüberwachung von Vakuumpumpen an Papiermaschinen

Die Papiererzeugung benötigt große Mengen Vakuum zum Absaugen des Wassers aus der Papierbahn. Dieses wird an modernen Papiermaschinen durch Flüssigkeitsringpumpen mit Antriebsleistungen von bis zu 600kW erzeugt. Um unvorhergesehene Pumpenausfälle zu vermeiden, bietet sich eine regelmäßige Überwachung des Wälzlagerzustandes und des Allgemeinzustands der Pumpen an (Bild 1). Eine ganzheitliche Lösung für die Zustandsüberwachung für Vakuumpumpen berücksichtigt folgende Parameter: – frequenzselektive Erfassung der Maschinenschwingungen (Unwuchten, Fundamentprobleme, elektrische Probleme) – frequenzselektive Erfassung von Schwingungskenngrößen für die Wälzlagerüberwachung – Tiefendiagnose durch Schwingungsanalyse von Schwingungs- spektren, Hüllkurvenspektren und Zeitsignalen – Temperaturmessung an den Pumpenlagern sowie an der Betriebswasserversorgung – Erfassung von Betriebszuständen (Drehzahl, Druck saugseitig und druckseitig) – Messen des Motorstroms. Für die Erfassung dieser Parameter müssen Pumpenaggregate mit entsprechender Sensorik und dem CMS ausgerüstet werden (Bild 2). Prüftechnik hat in Zusammenarbeit mit dem Vakuumpumpenhersteller Gardner Denver Nash Deutschland GmbH dieses applikationsspezifisch angepasste und völlig autark arbeitende Monitoring-System für Vakuumpumpen entwickelt. Es zeichnet sich durch einige Besonderheiten aus. Wirkungsgrad berücksichtigen Auf Basis der lastabhängigen Kennlinien für cos Phi Last und dem Wirkungsgrad Eta Last kann die nominale Leistung anhand des aktuellen Betriebszustandes ermittelt und über den gemessenen Motorstrom mit der tatsächlichen Leistungsaufnahme verglichen werden. Eine erhöhte Leistungsaufnahme kann ihre Ursache beispielsweise in einer beginnenden Kalkablagerung im inneren der Pumpe haben und ist somit ein Kriterium für eine notwendig werdende Wartung. Grenzwertüberschreitungen Grenzwertüberschreitungen führen zu Warn- oder Alarmzuständen. Diese Statusinformationen werden über Hardware-Signale oder über eine Feldbus-Schnittstelle direkt an die Steuerung (SPS) ausgegeben, um ohne Zeitverzug die Betriebsführung zu informieren. Servicekonzepte weltweit Entscheidende Vorteile für die weitergehende Datenübertragung ergeben sich aus den Möglichkeiten der integrierten Web-Technologie. Da ein eMail-Client bereits im Monitoring-System integriert ist, können weitere Personen sofort per eMail benachrichtigt werden. Wichtige Messdaten werden ebenfalls per eMail versendet und erreichen Instandhaltungs- und Servicepersonal auch dann in kürzester Zeit, wenn die zu überwachenden Anlagen weit entfernt sind, beispielsweise bei Standorten in Asien oder Amerika. Kavitation erkennen Gezielte Schwingungsüberwachung hilft, vorzeitigen Laufrad-Verschleiß durch Kavitationsvorgänge zu vermeiden. Bild 4 zeigt den besonderen Temperatureinfluss auf Kavitationserscheinungen und die Schwingungssignale. Fazit Neben der Überwachung der Papiermaschine selbst, rücken angesichts günstigerer Preis-Leistungsverhältnisse von neuen Monitoring-Systemen auch die sekundären Versorgungsaggregate immer mehr in den Blickwinkel kontinuierlicher Zustandsüberwachung. Hinsichtlich der betriebswichtigen Vakuumpumpen liegen die Vorteile für den Betreiber auf der Hand: – Sicherung der Produktqualität – Reduzierung von Wartungs- und Instandhaltungskosten – Sicherung der Anlagenverfügbarkeit – Vermeidung ungeplanter Stillstände und – Reduzierung der Energiekosten. Hannover Messe: Halle 15, Stand F36