HANSA 04-2024

SCHIFFSTECHNIK | SHIP TECHNOLOGY
Spezial-Pumpe für Zweistoffmotoren
Der Anteil an Duel-Fuel-Antrieben mit alternativen Brennstoffen wie LPG, Methanol oder
Ammoniak steigt. Für solche Antriebskonzepte hat der Hersteller Sero eine spezielle
Seitenkanalpumpe konzipiert
Das in Meckesheim sitzende Unternehmen Sero Pump Systems
hat für Zweistoffmotoren die Seitenkanalpumpe SHP
Marine entwickelt. Die ersten Seeschiffe, die damit ausgerüstet
wurden, waren Gastanker mit einem LPG-Transportvolumen
von 86.000 m3. Da es sich bei LPG um ein Flüssiggas handelt, das
in drucklosen und gekühlten Tanks gelagert wird, ist eine speziell
entwickelte Pumpenanlage erforderlich, um den Druck im »Secondary
Fuel Supply Systems (SFSS)« auf etwa 55 bar zu erhöhen.
Die ursprünglich für Öl- und Erdgasanwendungen entwickelte
SHP-Seitenkanalpumpe deckt viele der hydraulischen Anforderungen
ab, so der Hersteller. Um jedoch die Betriebsbedingungen
an Bord von Schiffen zu erfüllen, wurden verschiedene
Anpassungen an der Grundkonstruktion vorgenommen.
Ziel war es, die einschlägigen technischen Vorschriften
der internationalen Klassifikationsgesellschaften zu erfüllen,
die auf dem IMO-IGC-Regelwerk basieren. Die Klassifikationsgesellschaft
DNV hat die Eignung unter anderem bestätigt. Laut
Hersteller ist SHP Marine damit die erste Pumpe ihrer Art, die
eine »Typenzulassung« für maritime Dual-Fuel-Antriebssysteme
aufweist.
Ursprünglich für die Petrochemie entwickelt
Die Seitenkanalpumpe wurde ursprünglich entwickelt, um saubere
(feststofffreie) leichte Kohlenwasserstoffe, petrochemische
Flüssigkeiten und alle flüchtigen Prozessflüssigkeiten mit einem
Gasanteil von bis zu 20 Volumenprozent zu fördern. Der Transfer
und die Förderung von NGL (Natural Gas Liquid) und LPG sind
gängige Anwendungen. Die Zielanwendungen in der öl- und gasverarbeitenden
Industrie überschneiden sich mit den grundlegenden
Pumpanforderungen eines zweiten Kraftstoffsystems
an Bord, so der Pumpenhersteller.
Die Seitenkanalpumpenkönnen im Extremfall laut Hersteller
eine Förderhöhe von fast 1.200 m bei einer Fördermenge von nur
1 m3/h erreichen. Der Kraftstoffverbrauch eines typischen LPG-
Tankers liegt zwischen 3.000 und 5.000 l Propan pro Stunde, je
nach Größe und maximal erreichbarer Geschwindigkeit. Die
SHP ist erforderlich, um das SFSS und damit die Hauptantriebsmaschine
konstant mit dieser Rate und einer Druckhöhe von etwa
1.100 m zu versorgen. In der Regel werden zwei SHP-Marine-
Pumpen eingesetzt, die mit einem Service-Zwischentank im SFSS
zusammenarbeiten. So können Druck und LPG-Temperatur verbrauchsabhängig
geregelt werden. Einer der Hauptvorteile der
Sero-Pumpe ist ihr geringer NPSH-Wert (Net Positive Suction
Head). Bei extrem begrenztem Platzangebot ermöglicht der niedrige
NPSH-Wert der Pumpe, die Tanks abzusenken und so zu
konfigurieren, dass die Pumpen effizient versorgt werden können,
so Sero.
Ein weiteres Merkmal einer Seitenkanalpumpe ist, dass sie pulsationsfrei
ist. Dank ihres einzigartigen Förderprinzips und im
Gegensatz zu Kolbenmembranpumpen verursachen Seitenkanalpumpen
keine Druckschwankungen oder Impulse, teilt Sero mit.
© Sero
Die SHP Marine-Pumpe ist unter anderem von DNV zertifiziert
Sie arbeiten kontinuierlich und liefern einen gleichmäßigen Förderstrom
mit dem vorgeschriebenen Förderdruck. Pulsationsdämpfer
seien nicht erforderlich. Darüber hinaus ist die SHP
Marine unempfindlich gegenüber den Vibrationen der Hauptantriebsmotoren
des Schiffes.
Wie der Hersteller weiter mitteilt, wurde die SHP Marine an
die IMO-IGC Regeln und Richtlinien angepasst. Die Materialanforderungen
für drucktragende Komponenten beinhalten
die Verwendung von austenitischen Edelstählen oder niedrigwarmfesten
Chromstählen. Außerdem mussten die korrosive
Umgebung und die extremen Temperaturschwankungen berücksichtigt
werden. Dies wurde durch die Verwendung von federbelasteten
Edelstahlbeschlägen und speziellen Tieftemperatur-O-Ringen
sowie einer fünfschichtigen Schiffslackierung
zum Schutz der Bauteile vor Salzwasser und UV-
Strahlung erreicht. Eine spezielle trockenlaufende Gleitringdichtung
wurde entwickelt, um die Emissionsnormen zu erfüllen
und gleichzeitig die Sicherheit bei leckagefreier Leistung
zu gewährleisten.
Um die Fördermengen- und Förderhöhenkriterien zu erfüllen,
hat Sero Pump Systems den Leistungsbereich der SHP Marine bis
zu einer 10-stufigen Hydraulikkonfiguration erweitert. Um die
Wartung der Pumpe zu erleichtern, ist eine Ganzstahl-Abstandskupplung
zwischen der Pumpe und dem Antriebsmotor integriert.
Die SHP Marine verfügt über ein modulares Design. Die Pumpe
kann mit einer variablen Anzahl von Stufen geliefert werden,
um sie an den spezifischen Förderstrom und die erforderliche
Förderhöhe auf dem Schiff anzupassen. Derzeit sind die SHP Marine-Pumpen
sowohl in der Hochdruck- als auch in der Niederdruckversion
in die SFSS verschiedener LPG-Tanker integriert
worden.
RD
HANSA – International Maritime Journal 04 | 2024
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