vacuüm system

8
1 Inleiding Nadat in 1657 de burgemeester van Magdeburg, Otto von Guericke, de proef met de Magdeburger halve bollen met succes heeft laten uitvoeren, heeft de vacuümtechniek tot op de dag van vandaag niet stilgestaan. Vele soorten pompen zijn inmiddels de revue gepasseerd en de rendementen en het bereikbare luchtledig hebben sindsdien een geweldige ontwikkeling gekend. Vacuümsystemen worden in diverse sectoren van de indu- strie veelvuldig toegepast. Voorbeelden hiervan zijn vacuüm- verpakken, vacuümdestillatie, pneumatisch transport en vacuümcondensors. Onder vacuüm wordt bij dergelijke processen verstaan een absolute druk tussen 1 mbar (soms 10 -3 mbar) en 1000 mbar. De chemische industrie vormt tezamen ongeveer 1/3 van de markt voor vacuümapparatuur, maar beweegt zich hoofdza- kelijk in het gebied van het grof vacuüm. Alhoewel vacuümsystemen niet zo op de voorgrond staan en zich mogen verheugen in een kleine, doch selecte groep van kennisdragers, is vacuüm een grotere energiegebruiker dan vaak wordt aangenomen. Helaas moet opgemerkt worden dat die kennisdragers sporadisch te vinden zijn binnen de chemische industrie, maar daartegenover wel in de kring van leveranciers van vacuümtechniek. Door in overleg met die leveranciers te kiezen voor het juiste, op de gebruikers afgestemd systeem kan men een zeer effi- ciënt energiegebruik realiseren, met besparingen die kun- nen oplopen tot 40%. Om behulpzaam te zijn bij het verhogen van de energie-effi- ciency van vacuümsystemen worden in deze brochure de diverse vacuümpompen en -systemen toegelicht en worden enige toepassingen in de chemische industrie aangegeven. De nadruk ligt op de energiebesparingsmogelijkheden voor de systeemcomponenten bij nieuwe en bestaande installaties. 2 Categorieën vacuüm Vacuümsystemen worden onderverdeeld in vier categorieën: Grof vacuüm, van 1 tot 1000 mbar (abs), industrie Fijn vacuüm, van 10 -3 tot 1 mbar (abs), industrie Hoog vacuüm, van 10 -7 tot 10 -3 mbar (abs), industrie en wetenschap Ultrahoog vacuüm, minder dan 10 -7 mbar (abs), wetenschap. In het algemeen worden in de chemische industrie alleen grof en fijn vacuüm toegepast. Toepassingen van grof vacuüm zijn: pneumatisch transport, vacuümverpakken, destillatieprocessen, filtratie, kristallisatie, verdamping, drogen en ontwateren van slurries. Fijn vacuüm wordt in de chemie veel minder toegepast. Een voorbeeld hiervan is vriesdrogen. Hoog en ultrahoog vacuüm valt buiten het bestek van deze brochure. 3 Apparatuur in een vacuümsysteem De functies in een vacuümsysteem zijn: Opwekking (pompen met regeling, eventueel koeling en filtratie) Distributie (leidingnet) Toepassing (proces). In de volgende secties wordt nader op de procesapparatuur van deze functies ingegaan. 3.1 Typen vacuümpompen Naar hun werkingsprincipe zijn de vacuümpompen in drie hoofdgroepen te verdelen (tabel 1): Verdringerpompen, lineair werkend of roterend Kinetische pompen, ejecteurs of mechanisch werkend Adsorptiepompen. Een globaal overzicht van de kenmerken van de diverse uit- voeringen wordt gegeven in tabel 2. 1 Vacuümsystemen Tabel 1 Typen vacuümpompen

Upload: paul-van-der-meer

Post on 27-Sep-2015

11 views

Category:

Documents


2 download

DESCRIPTION

vacuüm systemen

TRANSCRIPT

  • 1 Inleiding

    Nadat in 1657 de burgemeester van Magdeburg, Otto vonGuericke, de proef met de Magdeburger halve bollen metsucces heeft laten uitvoeren, heeft de vacumtechniek tot opde dag van vandaag niet stilgestaan. Vele soorten pompenzijn inmiddels de revue gepasseerd en de rendementen enhet bereikbare luchtledig hebben sindsdien een geweldigeontwikkeling gekend.

    Vacumsystemen worden in diverse sectoren van de indu-strie veelvuldig toegepast. Voorbeelden hiervan zijn vacum-verpakken, vacumdestillatie, pneumatisch transport envacumcondensors.

    Onder vacum wordt bij dergelijke processen verstaan eenabsolute druk tussen 1 mbar (soms 10-3 mbar) en 1000 mbar.De chemische industrie vormt tezamen ongeveer 1/3 van demarkt voor vacumapparatuur, maar beweegt zich hoofdza-kelijk in het gebied van het grof vacum.

    Alhoewel vacumsystemen niet zo op de voorgrond staan enzich mogen verheugen in een kleine, doch selecte groep vankennisdragers, is vacum een grotere energiegebruiker danvaak wordt aangenomen. Helaas moet opgemerkt wordendat die kennisdragers sporadisch te vinden zijn binnen dechemische industrie, maar daartegenover wel in de kringvan leveranciers van vacumtechniek.

    Door in overleg met die leveranciers te kiezen voor het juiste,op de gebruikers afgestemd systeem kan men een zeer effi-cint energiegebruik realiseren, met besparingen die kun-nen oplopen tot 40%.

    Om behulpzaam te zijn bij het verhogen van de energie-effi-ciency van vacumsystemen worden in deze brochure dediverse vacumpompen en -systemen toegelicht en wordenenige toepassingen in de chemische industrie aangegeven. Denadruk ligt op de energiebesparingsmogelijkheden voor desysteemcomponenten bij nieuwe en bestaande installaties.

    2 Categorien vacum

    Vacumsystemen worden onderverdeeld in vier categorien: Grof vacum, van 1 tot 1000 mbar (abs), industrie Fijn vacum, van 10-3 tot 1 mbar (abs), industrie Hoog vacum, van 10-7 tot 10-3 mbar (abs), industrie en

    wetenschap Ultrahoog vacum, minder dan 10-7 mbar (abs), wetenschap.

    In het algemeen worden in de chemische industrie alleengrof en fijn vacum toegepast. Toepassingen van grofvacum zijn: pneumatisch transport, vacumverpakken,destillatieprocessen, filtratie, kristallisatie, verdamping,drogen en ontwateren van slurries.Fijn vacum wordt in de chemie veel minder toegepast. Eenvoorbeeld hiervan is vriesdrogen.Hoog en ultrahoog vacum valt buiten het bestek van dezebrochure.

    3 Apparatuur in een vacumsysteem

    De functies in een vacumsysteem zijn: Opwekking (pompen met regeling, eventueel koeling en

    filtratie) Distributie (leidingnet) Toepassing (proces).

    In de volgende secties wordt nader op de procesapparatuurvan deze functies ingegaan.

    3.1 Typen vacumpompenNaar hun werkingsprincipe zijn de vacumpompen in driehoofdgroepen te verdelen (tabel 1): Verdringerpompen, lineair werkend of roterend Kinetische pompen, ejecteurs of mechanisch werkend Adsorptiepompen.

    Een globaal overzicht van de kenmerken van de diverse uit-voeringen wordt gegeven in tabel 2.

    1

    Vacumsystemen

    Tabel 1 Typen vacumpompen

  • 2Tabel 2 Kenmerken industrile vacumpompen

  • Figuur 1 geeft aan op welke wijze de karakteristieken van demeest gebruikte typen van elkaar verschillen.

    Figuur 1 Enkele pompkarakteristieken

    Het energiegebruik van vacumsystemen bestaat in hoofd-zaak uit elektrische energie, terwijl sommige systemen nogwater als koel- en afdichtingsmedium gebruiken. Daarnaastis het mogelijk dat er vloeibaar stikstof voor diepkoelingwordt toegepast.Het energieverbruik wordt veroorzaakt door compressie-arbeid, wrijvingsverliezen in de pomp, lekverliezen en doorverliezen in de elektromotor.Compressiearbeid is de energie die nodig is om een mediumvan de aanzuigdruk op de gewenste afblaasdruk te brengen.De wrijvingsarbeid is de energie die nodig is om de wrijvingvan bewegende pompdelen, afdichtingen en lagers te over-winnen.Lekverliezen treden vooral op bij contactvrije, drooglopendepompen. Bij dit type is er dus geen wrijving tussen de bewe-gende delen van de pomp.De verliezen in de electromotor kunnen minder zijn dan 5%.

    Het is vanzelfsprekend, dat het energiegebruik per pomp zalverschillen tengevolge van onderscheid in capaciteit engewenste drukniveau. Tevens dient men er rekening mee tehouden dat een vacumpomp die buiten zijn (ontwerp)werk-gebied functioneert, een relatief hoog energieverbruik heeft,dat de pomp onbetrouwbaar wordt en dat er kans is op over-verhitting en overbelasting van de aandrijfmotor.De laatste jaren is de energie-efficiency van vacumpompenaanzienlijk toegenomen, onder andere door de toepassingvan steeds hogere toerentallen, vooral bij de olievrije schroef-pompen en de zijkanaal- en centrifugaalventilatoren.

    Pompen zonder interne compressie (Roots- en schroefpom-pen) zullen een lager energiegebruik hebben dan verdringer-pompen.Daarom bestaat er in de chemie al langer een tendens omejecteurs en waterringpompen te vervangen door typen alsRoots- of schroefpompen.In het algemeen hebben oliegesmeerde pompen een lagerenergiegebruik dan drooglopende pompen.

    3.1.1 VerdringerpompenBij verdringerpompen wordt gas of lucht aangezogen in depompkamer door de afgesloten pompruimte te vergroten en

    de niet-afgesloten ruimte te verkleinen. Daardoor ontstaateen pulserende stroming aan in- en uitlaatzijde, die in hetalgemeen niet storend en nauwelijks merkbaar is. De bewe-gende delen maken een oscillerende (zuiger- en membraan-pomp) of een roterende beweging (schotten- en klauwen-pomp figuur 2).Dit type is verkrijgbaar in n- of meertraps uitvoering.

    De vloeistofringpomp heeft een exentrische schoepenrotoren een vloeistofring, zodat het volume van de ruimten tus-sen de schoepen tijdens de rotatie toe- en afneemt, figuur 3.

    Rootspompen kunnen een minimale einddruk bereiken van400 500 mbar(abs), figuur 4. Rootspompen in combinatiemet een andere pomp (draaischuif) kunnen een einddrukbereiken van 0,01 mbar(abs). Een Rootspomp heeft een goedeenergie-efficiency en vergt daarnaast tevens een lagere inves-tering.

    3

    Figuur 2 Principe schottenpomp en klauwenpomp

    Figuur 3 Principe vloeistofringpomp

  • N.B. Roots- en schroefpompen zijn overigens geen echte ver-dringerpompen, omdat ze de gassen of lucht niet comprime-ren, maar slechts verplaatsen (positive displacement pumps).

    3.1.2 Kinetische pompenKinetische pompen kunnen volgens twee principes functio-neren: Gas- of vloeistofstraal (ejecteurs) Een schoepenwiel (radiaal- of axiaalventilatoren en zijka-

    naalventilatoren)

    Bij ejecteurs wordt tengevolge van een hoge stroomsnelheidin een vernauwing een onderdruk opgewekt, figuur 5. De tegebruiken media daarvoor zijn: perslucht, stoom of water.

    Ejecteurs gebruiken in het algemeen een veelvoud aanenergie dan andere typen.

    Bij kinetische pompen voert het roterend schoepenwiel kine-tische energie toe aan het te verplaatsen medium, figuur 6.Deze energie wordt omgezet in een drukverhoging, waarbijaan de aanzuigzijde een onderdruk ontstaat.

    3.1.3 AdsorptiepompenUit de naamgeving blijkt al dat de werking van deze pompen be-rust op een fysisch, in plaats van op een mechanisch principe.Dankzij een adsorptiemiddel (zeoliet of actieve kool) met eengroot inwendig oppervlak, worden de uit het proces af tevoeren gasmoleculen bij lage temperatuur gebonden. Na ver-zadiging van het adsorptiemiddel wordt het afgevoerd enverwarmd om de gasmoleculen weer uit te drijven en gecon-troleerd op te vangen. Daarna is het adsorptiemiddel weergeschikt voor hergebruik.Als koelmiddel, om de gewenste lage temperatuur te berei-ken, wordt meestal vloeibare stikstof gebruikt.Deze pompen vinden toepassing in situaties waarbij geenemissie van gevaarlijke stoffen of gassen naar de omgevingmag optreden, maar ze worden nauwelijks nog toegepast.

    3.2 Oliegesmeerde en drooglopende vacumpompenEen andere indeling van vacumpompen wordt gemaakt aande hand van de vraag of er al of niet olie toegepast is voorsmering, koeling en afdichting.

    3.2.1 Oliegesmeerde vacumpompenDit zijn meestal schottenpompen, waarbij de olie de volgen-de functies heeft: afdichting voor groter drukbereik en capaciteit koeling, waarbij geen of beperkt een ander koelmedium

    nodig is smering om wrijving te verminderen en slijtage te voor-

    komen bescherming tegen vervuiling (corrosie en soms polymeri-

    satie van aanwezige monomeren) vulling van de schadelijke ruimte tussen uitlaatklep en

    pomphart.

    Zoals vaker voorkomt wordt de olie geheel of gedeeltelijkgerecirculeerd, zie figuur 7. Bij condenseerbaar gas of dampin het af te zuigen medium is dit niet zonder meer mogelijk,omdat die in de olie kunnen emulgeren en de kwaliteit vande olie benvloeden. Een oplossing van dit probleem is hetmeevoeren van een gasballast. Daarbij wordt via een aparteinlaat valse lucht aangezogen, waardoor er geen condensa-tie in de pomp zal optreden; bij explosiegevaarlijk gas ofdamp is dit echter niet mogelijk.

    4

    Figuur 4 Principe Rootspomp

    Figuur 5 Ejecteur

    Figuur 6 Doorsnede zijkanaalventilator

  • Wel dient er onderscheid gemaakt te worden tussen pompenmet een recirculerend oliesysteem, waarvoor deze gasballastvereist is en pompen met een doorstroom oliesysteem die ditdus niet nodig hebben omdat de olie toch afgevoerd wordt.

    3.2.2 Drooglopende contactvrije vacumpompenDeze groep van vacumpompen vormt een relatief nieuweontwikkeling in de vacumtechniek. Het ontstaan is mede tedanken aan de halfgeleider techniek, waar dampen uit hetproces de olie snel degradeerden. Bovendien zijn in de loopvan de tijd door de milieuwetgeving steeds strengere eisenaan de emissieniveaus gesteld. Schadelijke emissies ontstaanook wanneer olie (oliegesmeerde pompen), water (waterring-pompen) of stoom (ejecteurs) mengen met het af te zuigenprocesgas. Daarnaast kunnen bij lekkages van het vacum-systeem verontreinigingen (vooral zuurstof) uit de omgevingin het systeem lekken. In sommige industrien spelen hygi-nische eisen een rol, die het gebruik van oliegesmeerde pom-pen verhinderen.

    Indien de vacumpomp een condenserende of gaswasserfunctie moet hebben (zoals bij een waterringpomp), zal ditdus in een afzonderlijk apparaat moeten gebeuren.Drooglopende pompen hebben geen water, olie of stoomnodig om een vacum te creren. De meest bekende zijn deRootspomp, sommige schroefpompen, de klauwenpomp, dezijkanaal- en de centrifugaalventilator.De capaciteit van de drooglopende Rootspomp gaat nu nogtot 2500 m3/h.Een bijzondere versie van de drooglopers is de koolstofge-smeerde schottenpomp, waar koolstof het smeermiddel vormt.

    De laatste jaren zijn de olievrije schroefpompen sterk inopmars, figuur 8. Deze moderne pompen hebben een hogerrendement en lagere onderhoudskosten dan de gebruikelijkedroge vacumpompen.Het opvallendst aan de nieuwste pompen is dat de spindelsvan de schroeven individueel worden aangedreven en detandwielen slechts als back-up dienst doen voor het gevaldat n van de motoren uitvalt. Beide assen hebben een fre-quentiegeregelde aandrijving (maximum toerental 8000omwentelingen per minuut!). Door de perfecte regelingraken de schroeven elkaar niet.Mede door het hoge rendement zijn deze pompen goedge-keurd voor gebruik in explosiegevaarlijke omgeving omdat detemperatuur van de pomp tengevolge van de compressieonder de gestelde limiet van de ontstekingstemperatuur blijft(circa 135C). Momenteel gaat de capaciteit tot 650 m3/h.De complete unit wordt zonder vlamdovers gekwalificeerdvoor zone 1, T3. Met vlamdovers voor zone 0.Tevens voldoen die pompen aan de ATEX 100 EuropeanDirective, die vanaf juli 2003 voor de chemische en far-maceutische industrie zal gelden.

    3.3 RegelingenEen vacumsysteem met meerdere pompen en verbruikersdient een regeling te hebben om de opwekking (c.q. drukver-laging) af te stemmen op de vraag. Daartoe staan de volgendemogelijkheden ter beschikking: frequentieregeling cascaderegeling smoring met regelklep extra gasinlaat by-pass regeling.

    De frequentieregeling heeft de hoogste energie-efficiency. Decapaciteit van de pomp wordt aangepast aan de procesvraag,waarbij de drukvariatie zeer klein is. Bij de mechanisch-kinetische pompen kan met frequentiere-geling ook het toerental verhoogd worden waardoor het ren-dement toeneemt. Bij waterringpompen is het regelgebied beperkt tengevolgevan het feit dat beneden een bepaald toerental de waterringniet meer stabiel is.Deze regeling is in het bijzonder geschikt voor draaischuif-pompen, schroefpompen en Rootspompen. Bij schroefpompenis het rendement zelfs vrijwel constant voor het regelgebied.

    Bij de cascaderegeling worden meerdere pompen naarbehoefte parallel in of uit bedrijf genomen. De investeringkan bij meerdere pompen zelfs hoger zijn dan bij een pompmet frequentieregeling, terwijl het rendement lager isomdat niet altijd de inzet van de pompen optimaal is.

    De smoorregeling is een van de minst kostbare regelingen,en in vacumsystemen de minst energie-verspillende na defrequentieregeling. De regeling vindt plaats door met eenregelklep in de aangezogen gas- of luchtstroom het debietaan te passen aan de vraag. Daar staat tegenover dat het vin-den van een goede regelklep, geschikt voor vacumsystemen,nog steeds een probleem vormt.

    5

    Figuur 7 Schottenpomp met olie-recirculatie

    Figuur 8 Moderne olievrije schroefpomp

  • Met de extra gasinlaat wordt het debiet van de aangezogengas- of luchtstroom aan de vraag aangepast door valselucht in het systeem toe te laten. Als regeling is dit energe-tisch gezien n van de minst aantrekkelijke.

    3.4 KoelingBij een vacumsysteem kan koeling vereist zijn op de volgen-de plaatsen: in de pomp aan de inlaatzijde aan de uitlaatzijde.

    De warmte ontstaat tengevolge van compressie en door wrij-ving. Verdringerpompen worden dus warmer dan rootsblowers enkinetische pompen.

    Koeling van de pomp vindt meestal plaats door omgevings-lucht die langs de koelribben van het pomphuis stroomt. Ditwordt ook bereikt met watergekoelde pomphuizen.Daarnaast kan met het koelmiddel (water, olie of dergelijke)van de pomp ook de warmte afgevoerd worden.Het verdient aanbeveling om na te gaan of die warmte eldersnog te gebruiken is, denk bijvoorbeeld aan lokale ruimtever-warming.Een bijkomend voordeel van vloeistofkoeling is dat door dedempende werking de pomp een lagere geluidsemissie zalhebben dan met luchtkoeling.

    Koeling aan de inlaatzijde is nodig indien de temperatuur tehoog is, of de afgezogen lucht (of het gas) condenseerbaredampen bevat. In het laatste geval wil dat zeggen dat eencondensor voor de pomp geplaatst wordt. Bij waterringpom-pen past men dit ook toe omdat de aangezogen lucht bijhogere temperaturen meer waterdamp bevat.

    Soms moet het gas of de lucht aan de uitlaatzijde nagekoeldworden. Ofwel, omdat men de omgeving niet te veel wilopwarmen, of omdat men om veiligheidsredenen benedeneen bepaalde uitlaattemperatuur wil blijven.

    3.5 FiltratieZoals het in andere systemen noodzakelijk kan zijn omlucht- of gasstromen te filtreren voor een pomp of compres-sor, is dit ook het geval bij vacumsystemen. Deze filtersmoeten corrosieve en andere stofdeeltjes afvangen dieanders de vacumpomp kunnen beschadigen. Hiervoorkomen in de eerste plaats cycloonfilters in aanmerking.

    Aan de uitlaatzijde kan een speciaal filter noodzakelijk zijnals bijvoorbeeld oliedamp niet in de omgeving terecht magkomen. Hier kan een oliedampfilter dienst doen om olie teverwijderen uit de lucht of het gas.

    Om eventueel condensaat uit de leidingen af te voeren, ver-dient het aanbeveling om op de juiste plaatsen condenspot-ten aan te brengen.

    Bij het ontwerpen van een energie-efficinte filtratie, moetmen uitgaan van een toegestane drukval over het filter van

    circa 10 mbar bij een grof vacumsysteem.Bij hoog vacumsystemen luistert uiteraard het drukverliesin het gehele systeem veel nauwkeuriger.

    N.B. ter vergelijking: bij een persluchtfilter is vaak een druk-val van 300 mbar toegestaan!

    4 Distributie

    Bij het ontwerpen van een leidingsysteem is het belangrijkom zodanige diameters te kiezen dat de weerstand energe-tisch gezien optimaal is. Dit betekent in de meeste gevallendat bij een grof vacum de leidingweerstand niet hoger magzijn dan 50 mbar.

    De weerstand is afhankelijk van leidingdiameter, lengte vande leiding, capaciteit en het te realiseren vacum volgens deformule:

    p = 4,3 * 10-3

    * (S / 3,6)2

    * p * L / d5

    waarin:p = drukval in mbarS = capaciteit vacumpomp in m3/hp = vacum in mbar (abs)L = leidinglengte in md = leidingdiameter in cm.

    Vanzelfsprekend wordt de totale weerstand nog vermeerderdmet de weerstand van bochten, kleppen, splitsingen en der-gelijke. Het is sterk aan te bevelen om bochten ruim uit tevoeren en niet met kniestukken.Ook verdient de aanleg van een leidingstelsel voldoende aan-dacht. In het bijzonder dienen bij slangverbindingen specialeafdichtingen (met O-ringen of slangtules) toegepast te wor-den die geschikt zijn voor vacum opdat de lekkages mini-maal zullen zijn.

    Bij het bedrijven van een vacumsysteem dient men bedachtte zijn op een speciaal fenomeen dat geblokkeerde stromingof choked flow genoemd wordt. Dit verschijnsel treedt opwanneer in een systeem de leidingen een te kleine diameterhebben of als er een restrictie in voorkomt. De daardooroptredende drukval kan wel eens z groot zijn dat de kriti-sche stromingssnelheid bereikt wordt. Het installeren vanextra pompcapaciteit heeft geen effect meer.Een geblokkeerde stroming treedt op wanneer geldt:

    pa / pk = pa / pa * p 0,528

    waarin:pa = druk in de aanzuigleidingpk = druk in vacum te pompen ruimte.

    Indien men in een zeer korte tijd een ruimte van atmosferi-sche druk naar vacum moet brengen, levert het volgendeeen zeer energie-efficinte oplossing op.Men kiest dan voor een combinatie van pompen met meerde-re leidingen in plaats van n centrale pomp met n lei-ding, zodat de druk in een aantal stappen verlaagd kan wor-

    6

  • den. Daarbij worden buffers gebruikt om in een zo kortmogelijke tijd de vacumruimten te ontgassen (zie voor-beeld) en de figuren 9 en 10.

    5 Bestrijden van lekkages

    Een min of meer berucht fenomeen in vacumsystemen ishet optreden van lekkages via koppelingen, verbindingen,(draai)doorvoeringen en dergelijke.Door lekkages zal de effectieve capaciteit van de pomp afne-men, omdat lucht het systeem binnendringt.Bij een lekdiameter van 1,0 mm is de lekstroom bij een sys-teemdruk die lager is dan 528 mbar(a), dus bij een geblok-keerde stroming (zie ook punt 4), 0,14 m3/h. Bij een gat van 6mm is dat al 20,4 m3/h.Het regelmatig controleren op lekken loont de moeite.Inspecteren van het vacumsysteem op lekkages en het herstellendaarvan, voorkomt misschien dat men besluit om grotere pompen teinstalleren.

    Enige methoden om lekken op te sporen: de inlekmethode. Hierbij wordt de druktoename per tijds-

    eenheid gemeten nadat het systeem eerst vacumgepompt is. Hoe sneller de druktoename, des te groterhet lek. Een nadeel van deze methode is, dat er ook eendruktoename kan zijn tengevolge van verdampende res-ten olie of water

    met tracer gas. De betrouwbaarste methode is die met eentracer gas. Dit gas (meestal helium) wordt op (mogelijklekkende) verbindingen van het vacumsysteem gespotenen de inlek wordt gemeten via de partieeldruk van hetgas in het systeem. Er zijn gespecialiseerde firmas opvacumgebied, die ook zeer ervaren zijn in het opsporenvan lekken met behulp van de heliummethode

    ultrasoon. Naar analogie van het opsporen van lekkendecondensaatpotten is het ook mogelijk om met een ultra-soondetector het geluid van inlekkende luchtstromenwaar te nemen.

    6 Aandachtspunten bij nieuwe installaties ofrenovaties

    Bij het ontwerpen van nieuwe installaties of renoveren vanbestaande systemen is het noodzakelijk om de procesuit-gangspunten eenduidig vast te stellen. Met uitgangspuntenworden bedoeld: functie van het vacumsysteem, batch of continu proces systeemeisen, zoals vacumdruk, capaciteit, emissie-eisen

    en eventuele evacuatietijd centrale of decentrale installatie serie- of parallelschakeling van meerdere pompen

    (figuur 4) oliegesmeerde of olievrije pompen. zonering van de opstellingsplaats. wenselijkheid van condensatie en/of gaswassing vaststel-

    len regelnauwkeurigheid van druk en capaciteit.

    Nadat bovenstaande punten zijn vastgesteld, is ten aanzienvan de uitvoering een aantal aspecten van belang waarbij de

    7

    Figuur 9 Enleidingsysteem

    Figuur 10 Drie-leidingsysteem

    Voorbeeld meerdere leidingen

  • energiekosten, c.q. de mogelijkheden voor energiebesparingzeer ruime aandacht verdienen.Ter illustratie: de typische verdeling van de exploitatiekosten voor een schottenpomp is als volgt:

    energiekosten 69%afschrijving 22%onderhoud 9%.

    Andere typen pompen wijken in detail af van deze verdeling maar het energiegebruik ligt toch tussen 60 en 80%.

    Enige suggesties om een hoge energie-efficiency bij vacum-systemen na te streven: minimaliseren van het drukverlies in de leidingen. Dat

    wil zeggen, naast zo kort mogelijke leidingen dient mende diameters van leidingen en appendages niet te krap tekiezen. Een ringleiding kan de energieverliezen en druk-schommelingen beperken. Selecteer vacumfilters meteen laag drukverlies

    de einddruk dient niet lager te zijn dan voor het procesvereist. Kies ook een daarbij passende vacumpomp, eenpomp met een te hoge capaciteit is niet energie-efficient

    pas een condensor toe indien de gassen condenseerbaredamp bevatten. De vacumpomp hoeft dan geen conden-saat te verpompen, c.q. wordt beschermd tegen condens-vorming in het pomphuis

    overweeg het toepassen van een toerenregeling op devacumpomp om de capaciteit optimaal aan de vraagaan te passen

    overweeg het opstellen van een centraal systeem in plaatsvan diverse decentraal opgestelde vacumpompen. Dit isechter slechts toepasbaar indien het vereiste drukniveauvoor alle gebruikers hetzelfde is

    vooral bij gecentraliseerde systemen is het terugwinnenvan de vrijkomende warmte bij de vacumopwekkingaan te bevelen.

    7 Aandachtspunten bij bestaande installa-ties

    Behalve de punten genoemd in hoofdstuk 5 (met betrekkingtot lekkages) gelden voor bestaande installaties nog de vol-gende aandachtspunten: apparatuur die niet (of tijdelijk niet) in gebruik is, afslui-

    ten van het systeem overweeg het vervangen van verouderde vacumpompen.

    Het verschil in energie-efficiency van 15 jaar oude pom-pen met de moderne, maakt vervanging vaak haalbaar.Denk hierbij aan klauwen- of (droge) schroefpompen

    voordat men overgaat tot het opstellen van grotere pom-pen omdat het systeem niet meer voldoet, is het aan tebevelen om eerst na te gaan of de leidingdiameters noggroot genoeg zijn

    planmatig inspecteren en onderhouden van het gehelevacumsysteem.

    8 Technologische vernieuwingen

    De toekomstige ontwikkelingen gaan in de richting van ver-dere verbetering van drooglopende vacumpompen en devergroting van de capaciteiten.Daarnaast zullen, vooral om procestechnologische eisen,oliegesmeerde pompen mede de markt blijven beheersen.

    9 Referenties

    Novem, Efficinte vacumsystemen in de Industrie, 1999. Rietschle, Technische Leergang. Diverse leveranciersdocumentatie.

    8