Branchen, die eine Prozesswärmeableitung benötigen, verwenden häufig vor Ort errichtete Kühltürme, um mit ihrer Wärmelast Schritt zu halten. Kühltürme haben große Ventilatoren und leistungsstarke Motoren, was eine Reihe von Herausforderungen mit sich bringen kann, darunter übermäßige Geräuschentwicklung, Vibrationen und Kosten. Um diese Herausforderungen zu bewältigen, werden Getriebe eingesetzt.
Getriebe spielen eine Schlüsselrolle bei der Drehmomentvervielfachung
Getriebe werden als Drehzahlminderer verwendet, um die Drehzahl vom Eingangsmotor zum Ausgangsventilator eines Kühlturms zu verringern. Unternehmen, die Produktionsanlagen mit hoher Kapazität betreiben, wie etwa in der chemischen Prozess- und Energieindustrie, benötigen Kühltürme mit hoher Wärmeableitungskapazität. Ohne Getriebetechnologie wären Kühlturmmotoren massiv, um das vom Ventilator benötigte Drehmoment direkt zu bewältigen. Etwas so Großes und Schweres wäre zu teuer und unpraktisch. Stattdessen wirkt die Drehzahlreduzierung des Getriebes als Drehmomentmultiplikator, wodurch der Motor eine vernünftige Größe behält und das gesamte mechanische System kostengünstiger wird.
Die Drehzahlreduzierung durch Getriebe optimiert auch die Leistung des Kühlturmlüfters. Mit zunehmendem Lüfterdurchmesser muss die Lüfterdrehzahl verringert werden, um akzeptable Geräusch- und Vibrationspegel aufrechtzuerhalten und die strukturelle Integrität des Lüfters selbst sicherzustellen. Eine falsche Getriebegröße im Verhältnis zu Motor und Lüfter kann zu übermäßigen Vibrationen, lautem Betrieb und strukturellen Schäden am Turm führen.
Bei großen Kühlturmanwendungen läuft der Lüfter normalerweise mit einer Drehzahl zwischen 100 und 200 U/min. Die gängigste Motordrehzahl beträgt 1800 U/min, was bedeutet, dass das durchschnittliche Getriebe die Motordrehzahl um das 9- bis 18-fache reduzieren muss, um die gewünschte Lüfterdrehzahl zu erreichen. Die genaue Kombination aus Getriebeübersetzung, Lüfterflügeldesign und Lüftersteigung trägt zur spezifischen Leistung und Energieeffizienz des Kühlturms in einer bestimmten Anwendung bei.
Kühlturmkunden suchen nach Lösungen für häufige Getriebeprobleme
Kühlturmbetreiber und Wartungstechniker nennen mehrere häufige Probleme im Zusammenhang mit dem Betrieb und der Wartung von Getrieben:
- Fehler 1: Hohe Betriebstemperaturen, die zu kürzeren Betriebszyklen, vorzeitigem Getriebeausfall und ungeplanten Ausfallzeiten führen können.
- ICHProblem 2: Übermäßiger Geräusch- und Vibrationspegel, der zu Verstößen gegen die Lärmschutzbestimmungen, Sicherheitsproblemen bei den Mitarbeitern, Geräteermüdung und vorzeitigen Ausfällen führen kann.
- Problem 3: Im Kühlturm herrschen extreme Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen, die zu einer schnellen Verschlechterung mechanischer Systeme führen können, was sich auf den Geräuschpegel und die Lebensdauer der Lager auswirkt.
- Problem 4: Vorzeitiger Lagerausfall und übermäßiger Verschleiß der Ritzelwelle.
- Problem 5: Wenige Getriebeoptionen und Auswahlmöglichkeiten zur Unterstützung geplanter oder ungeplanter Wartung und Austausch
Fortschritte im Getriebedesign berücksichtigen die Bedürfnisse der Benutzer
Kontinuierliche Produktforschung und -entwicklung haben zu mehreren Designinnovationen und Produktverbesserungen geführt. Die Ingenieure von SPX Cooling Technologies haben die folgenden Lösungen für die fünf von Werksleitern und Wartungstechnikern am häufigsten genannten Getriebebetriebsprobleme gefunden:
Lösung #1: Um hohen Betriebstemperaturen gerecht zu werden, wählen Sie ein Getriebe mit integrierten „Kühlrippen“, die in das Gehäuse integriert sind. Anstelle eines glatten Gussteils vergrößern die Kühlrippen die Oberfläche und ermöglichen so eine bessere Wärmeableitung, wenn Luft vom Kühlturmlüfter über das Getriebe gezogen wird. Beispielsweise verfügen Getriebe der Marke Marley Geareducer® über Kühlrippen, die die Oberfläche im Vergleich zu anderen Kühlturm-Getriebeantrieben um 25-47 Prozent vergrößern. Geareducer verfügen außerdem über große interne Ölanschlüsse, um eine gute Ölzirkulation zu gewährleisten und zu insgesamt niedrigeren Betriebstemperaturen beizutragen.
Die Ergebnisse: Die Öllebensdauer wird verlängert, es sind weniger Ölwechsel erforderlich und Zahnräder und Lager werden richtig geschmiert, um Leistung und Lebensdauer zu maximieren.
Lösung #2: Um übermäßige Geräusch- und Vibrationspegel im Zusammenhang mit Getrieben zu dämpfen, wählen Sie robuste Metallgussteile. Wählen Sie ein Getriebe, das so konstruiert ist, dass die Gehäusedurchbiegung im Zusammenhang mit den enormen Drehmoment- und Schublasten, die speziell für den Kühlturmbetrieb erforderlich sind, minimiert wird. Marley Geareducers beispielsweise verfügen über bis zu 40 Prozent dickere Gussteile und sind speziell für den Kühlturmbetrieb konzipiert und gebaut.
Die Ergebnisse: Leisere, sicherere Arbeitsbedingungen, weniger Metallermüdung und längere Lebensdauer.
Lösung #3: Um den extremen Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen entgegenzuwirken, denen Kühlturmgetriebe ausgesetzt sind, bieten Stahlscheiben an den Gehäuseverbindungspunkten Vorteile. Stahlscheiben werden beispielsweise anstelle von Kunststoffscheiben in alle Marley Geareducer-Designs integriert. Kunststoffscheiben, die den Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen im Turm ausgesetzt sind, können mit der Zeit kriechen und Toleranzänderungen verursachen, die sich auf den Klang und die Lebensdauer der Lager auswirken.
Die Ergebnisse: Stahlscheiben sorgen für die richtige Getriebeeinstellung und kontrollieren das Getriebegeräusch unter extremen Betriebsbedingungen.
Lösung #4: Um vorzeitigen Lagerausfall und übermäßigen Verschleiß der Ritzelwelle zu verhindern, verwenden Sie hochbelastbare zweireihige Zwischenlager. Eine Lagerlebensdauer von 100.000 Stunden ist regelmäßig erreichbar. Anstelle einer Lippendichtung, die an der Ritzelwelle reibt, wird auch eine hochwertige Lageröldichtung in Isolierausführung mit fester Statordichtfläche zur Vermeidung von Wellenverschleiß empfohlen. Zur Veranschaulichung: Marley Geareducers verfügen über einen Inpro/Seal*-Lagerisolator, der die Lebensdauer der Dichtung verlängert, ohne dass es zu übermäßigem Wellenverschleiß kommt.
Die Ergebnisse: Der Einsatz hochbelastbarer Doppelreihenlager und Öldichtungen kann Getriebe vor vorzeitigem Verschleiß schützen und die Lebensdauer verlängern.
Lösung #5: Um die Optionen für die Reparatur oder den Austausch von Getrieben sowie die Auswahlmöglichkeiten für planmäßige oder außerplanmäßige Wartungen zu erweitern, wählen Sie einen zuverlässigen Lieferanten mit spezifischen Kenntnissen über Zahnradgetriebe und einem umfangreichen Bestand an Kühlturmkomponenten. SPX Cooling Technologies beispielsweise bietet ein eigenes, engagiertes Getriebebewertungsteam, das Erfahrung mit der Inspektion, Reparatur und dem Wiederaufbau von Getrieben der Marken Marley und Amarillo hat. Getriebereparaturen werden im SPX-Produktionswerk durchgeführt und nicht an Werkstätten vergeben. Um die Fertigstellung zu beschleunigen und Verzögerungen und zusätzliche Kosten zu vermeiden, ist der Transport zum und vom Werk inbegriffen.
Neue Option zur Vereinfachung des Austauschprozesses
Eine aktuelle technische Innovation von SPX ist die Erweiterung der Marley Geareducer-Reihe. Der neue Geareducer der M-Serie, der Anfang 2017 auf den Markt kam, vereinfacht den Austausch von Getrieben in vor Ort errichteten Türmen, in denen derzeit kein Marley Geareducer eingesetzt wird. Die M-Serie ist ein direkter „Drop-in“-Ersatz für Getriebe der Marke Amarillo und verfügt über eine passende Grundfläche, die den Getriebewechsel erheblich vereinfacht.
Für Anlagenbetreiber ist eine praktikable neue Alternative zum Getriebeaustausch wichtig. Die M-Serie macht zeitaufwändige Umbauteile wie Lüfternaben, Antriebswellen und Adapterplatten überflüssig und spart damit zusätzliche Materialkosten und Arbeitszeit vor Ort. Der geringere Zeit- und Arbeitsaufwand vor Ort bedeutet eine sicherere Installation und weniger Ausfallzeiten für den Turm sowie eine zuverlässigere und kostengünstigere Installation für die Anlage.
Die M-Serie kombiniert die bewährte Langlebigkeit und Leistung robuster Gehäuse und Lager mit modernen Dichtungsverbesserungen und integrierter Schwingungswandlerhalterung. Bei ordnungsgemäßer Wartung kann davon ausgegangen werden, dass sie 12 bis 15 Jahre lang zuverlässig ihren Dienst verrichtet, bevor größere Reparaturen oder Umbauten erforderlich werden. Für den ordnungsgemäßen Betrieb sind keine externen Pumpen, Filter oder Kühler erforderlich, wodurch Kunden zusätzliche unerwartete Kosten und andere Zusatzkomponenten, die problematisch werden könnten, sparen. Der Geareducer der M-Serie bietet die Lösungen, die Kunden von einem Kühlturmgetriebe in Industriequalität erwarten.
Zuverlässige Getriebe lindern die „Service-Angst“
Anlagenbetreiber und Wartungstechniker müssen eine Vielzahl von Kühlturm-Wartungsproblemen effektiv bewältigen, egal ob geplant oder ungeplant. Das Finden vernünftiger, langfristiger Lösungen für die häufigsten Probleme vereinfacht nicht nur routinemäßige Wartungs- und Reparaturvorgänge, sondern trägt auch wesentlich dazu bei, die Wartungsangst zu verringern. Zuverlässige Getriebe und zuverlässige Lieferanten vermitteln das Gefühl, dass Wartungs- und Serviceprobleme methodisch und nicht im Krisenmodus bewältigt werden können.
Über den Autor, Jerome Jennings
Jerome Jennings ist globaler Produktmanager für vor Ort montierte Komponenten bei SPX Cooling Technologies mit Sitz in Overland Park, Kansas.
