Reinout Coremans
HET REDUCEREN VAN HET
AANTAL STORINGEN AAN
TRANSPORTPOMPEN
Het reduceren van het aantal storingen aan transportpompen
Afstudeeropdracht bij DSM
Gegevens student
Naam: Reinout Coremans Studentennummer: 14012898Bedrijfsgegevens
Bedrijf: DSM DelftLocatie: Alexander Fleminglaan 1, 2613 AX Delft Naam bedrijfsbegeleidster: Gaitrie Kalloe
Opleidingsgegevens
Instelling: De Haagse HogeschoolOpleiding: Werktuigbouwkunde Locatie: Rotterdamseweg 137, 2628 AL Delft
Docentbegeleiders: W. van Tiel & A. van der Vlugt
2
Voorwoord
Dit rapport is het eindresultaat van de afstudeerperiode, waarin de student een opdracht heeft uitgevoerd bij DSM Delft. Het afstuderen is onderdeel van de opleiding werktuigbouwkunde aan De Haagse Hogeschool in Delft, waarmee de student de opleiding afrondt.
Tijdens de afstudeerperiode is de kennis en ervaring, die is opgedaan tijdens de opleiding, toegepast bij het bedrijf DSM. Daarnaast is er ook nieuwe kennis en ervaring opgedaan, die na de opleiding in het bedrijfsleven kan worden toegepast.
Inhoudelijk ligt in het rapport de focus op het opstellen van een advies aan de hand van een grondige analyse.
Dit rapport is bestemd voor bevoegde personen van DSM, de docenten en studenten, die geïnteresseerd zijn naar het resultaat van deze afstudeeropdracht.
Tot slot worden de docentbegeleider W. van Tiel, waarnemend docentbegeleider A. van der Vlugt, bedrijfsbegeleider G. Kalloe en engineers, managers en overig personeel van DSM bedankt voor hun begeleiding en bijdrage aan het tot stand komen van dit rapport.
3
Inhoudsopgave
Voorwoord ... 2 Inhoudsopgave ... 3 Samenvatting ... 5 Verklarende woordenlijst ... 6 Symbolenlijst ... 7 1. Inleiding ... 8 2. Opdrachtbeschrijving ... 9 2.1 Probleemstelling ... 9 2.2 Doelstellingen ... 9 2.3 Afbakening ... 92.4 Pakket van eisen ... 9
2.5 Het stagebedrijf DSM ... 10
3. Het vinasse transport binnen DSM... 11
3.1 De totstandkoming van vinasse ... 11
3.2 Wat is vinasse en wat zijn de eigenschappen van dit medium? ... 12
3.3 Het verloop van het vinasse transport ... 13
3.4 De eindbestemming van het vinasse ... 14
4. De transportpompen ... 15
4.1 Informatie en specificaties ... 15
4.2 De proces condities ... 20
5. Root Cause Analysis ... 27
5.1 Definieer het probleem ... 27
5.2 Het verzamelen van bewijzen en gegevens ... 27
5.3 Hoofdoorzaken van het probleem bepalen ... 28
5.4 Mogelijke oorzaken opstellen die leiden tot de hoofdoorzaken ... 31
5.5 Achterliggende oorzaken die leiden tot de hoofdoorzaken specificeren ... 39
6. Het advies ... 40
Competenties ... 41
Conclusie ... 42
Bibliografie ... 43
Bijlagen ... 46
Bijlage 1: Omschrijving van fermentatie processen in fabriek C ... 47
Bijlage 2: Schematisch overzicht van het vinasse transport ... 53
4
Bijlage 4: Onderdelenlijsten van de transportpompen ... 60
Bijlage 5: Documentatie van de transportpompen binnen DSM ... 63
Bijlage 6: Afgenomen interviews, rondleidingen en meetings ... 67
Bijlage 7: Data-analyse in OBS en SAP ... 82
Bijlage 8: Staafdiagrammen met tijdverschil tussen de falende mechanische seals ... 88
Bijlage 9: Berekening cavitatie ... 90
Bijlage 10: Berekening buitentemperatuur ... 92
5
Samenvatting
Binnen het bedrijf DSM is vinasse het restproduct van de processen, waarbij gistcellen worden geproduceerd. Met behulp van verdampers wordt de waterconcentratie in de vinasse verminderd. Transportpompen verplaatsen de vinasse van verdamper naar verdamper. Naarmate de concentratie water in de vinasse minder wordt, wordt de vinasse stroperiger en lastiger te verplaatsen. Deze transportpompen treden vaak in storing. Hierdoor komt de fabriek regelmatig stil te staan, en
ontstaan ongewenste lekkages. In dit rapport wordt naar een advies gewerkt om het aantal storingen van de transportpompen te reduceren.
De probleemstelling voor deze afstudeeropdracht luidt:
Hoe kan het vinasse transport tussen de verdampers verbeterd worden door procescondities en/of het ontwerp van de transportpompen te verbeteren, zodat de transportpompen nog ongeveer twee keer per jaar stil komen te staan door storingen?
Om tot een advies te komen is allereerst een uitgebreid onderzoek uitgevoerd, waarbij de processen rondom de transportpompen in kaart zijn gebracht. Daarnaast is alle beschikbare informatie van de transportpompen verzameld door middel van documentatie, interviews, theoretisch onderzoek en observatie. Aan de hand van deze informatie is een Root Cause Analysis (RCA) uitgevoerd. Uit deze analyse zijn de volgende drie hoofdoorzaken naar voren gekomen, die leiden tot het falen van de transportpompen: lekkages (aan de mechanische seals), beschadigde onderdelen en defecte
onderdelen. Het verschil tussen de laatste twee oorzaken is, dat beschadigde onderdelen nog in staat zijn te functioneren en defecte onderdelen niet.
Uit de RCA is ook gebleken, wat de achterliggende oorzaken zijn van deze hoofdoorzaken: - Montagefouten
- Overbelasting aan de transportpompen
- Geen metingen die worden uitgevoerd aan de transportpompen - Hoge werkdruk
- Het onderhoudsproces en logistiek proces wordt inefficiënt uitgevoerd en bijgehouden - Erosie aan de waaier door een hoge viscositeit van de vinasse
Aan de hand van de uitgevoerde analyses is het advies opgesteld. Op basis van de uitgevoerde analyses kan geconcludeerd worden, dat de volgende verbetermaatregelen benodigd zijn om het aantal storingen aan de transportpompen te reduceren van ongeveer zes keer per jaar naar twee keer per jaar:
- Zorg dat van alle componenten van de transportpomp minimaal één reserve op voorraad ligt. Stel een hogere prioriteit aan de bestelling en levering van reserve onderdelen. Neem
hiervoor een extra werkvoorbereider in dienst of besteed dit werk uit.
- Implementeer een opleiding of een cursus voor de monteurs, waarin zij te weten komen hoe de transportpompen precies onderhouden moeten worden. Stel daarnaast ook
handleidingen en richtlijnen op, waarin men alle handelingen voor het onderhoud aan de transportpompen kan terugvinden.
- Voer twee keer per jaar periodiek onderhoud in aan de transportpompen op een vaste frequentie.
- Meet constant het trillingsniveau, de volumestroom en het ampèreverbruik van de transportpompen.
Naast het opstellen van een advies is het doel van deze afstudeeropdracht om aan te tonen, dat bepaalde competenties op het vereiste niveau zijn behaald. Aan de hand van deze scriptie is aangetoond, dat de competenties ‘professionaliseren’, ‘analyseren’ en ‘adviseren’ op niveau 3 zijn behaald.
6
Verklarende woordenlijst
Afsluiters Een mechanisme waarmee de doorstroming van de vinasse wordt
geregeld.
Cavitatie Een verschijnsel waarbij de plaatselijke druk in de vinasse lager wordt
dan de dampdruk van de vinasse.
Corrosie Het proces waarbij de vinasse componenten van de transportpompen
chemisch aantast.
Dampdruk ‘De druk die het gas waterdamp, als onderdeel van het gasmengsel
lucht, uitoefent op zijn omgeving.’ (VWK, n.d.)
Decanters Grote centrifuges die de zoutafscheiding van de vinasse realiseren.
Erosie Het proces waarbij de vinasse componenten van de transportpompen
slijt.
Fabriek C Hier vindt de productie van gistcellen plaats.
Fabriek D Het gist wordt in deze fabriek ingedroogd (voor de verkoop).
Fermentatie processen De processen in waarbij binnen DSM gistcellen worden geproduceerd.
GEF In de Gist Extracten Fabriek wordt smaak aan gistcellen toegevoegd.
Gist- & waswater Een andere benaming voor vinasse.
GPB-afdeling De afdeling Gist Productie Bedrijf (GPB) is de afdeling waar alle
fabrieken bij horen, die naar voren komen in dit rapport.
KSB De leverancier van (componenten van) de transportpompen.
Lurgi-fabriek De fabriek waar het vinasse transport plaats vindt.
Mechanische seal Een component dat voor de afdichting van de as zorgt.
Monsters Een potje waarin vinasse is afgenomen voor metingen.
O-ring Een ring die zorgt voor de afdichting tussen componenten.
Pareto analyse De analyse waarbij de hoofdoorzaken van de falende
transportpompoen zijn bepaald.
Periodiek onderhoud Onderhoud dat op een vaste frequentie wordt uitgevoerd.
Pompcurve Een grafiek die de karakteristiek van de pomp aangeeft, waarbij de
opvoerhoogte tegen de volumestroom wordt weergegeven.
RCA (Root Cause Analysis) Een analysetool om de oorzaken van gebeurtenissen en problemen
aan te tonen.
Trillingsanalyse Een analyse waarbij de frequentie van de trillingen gekoppeld kan
worden aan oorzaken, die leiden tot falende transportpompen.
Vierwegklep Een klep waarmee wordt geregeld of het medium of salpeterzuur
naar de verdamper wordt geleid.
Viscositeit De stroperigheid van een medium
Waaier Een roterend component in een centrifugaalpomp, dat de energie van
7
Symbolenlijst
Symbool: Betekenis: Eenheid:
C Constante van Bernoulli Pa
cos ø Vermogensfactor -- d Inwendige leidingdiameter m ε Absolute leidingruwheid m h Opvoerhoogte m I Stroom A L Leidinglengte m P Vermogen W Δp Drukval kPa ρ Dichtheid g/m3 Re Reynolds -- t Tijd s μ Dynamische viscositeit cP U Spanning V V Volumestroom m3/s v Snelheid m/s W Arbeid J λ Weerstandscoëfficiënt -- ζ Weerstandsfactor --
8
1. Inleiding
Binnen het bedrijf DSM is vinasse het restproduct van de fermentatie processen. Met behulp van verdampers wordt de waterconcentratie in de vinasse verminderd. Transportpompen verplaatsen de vinasse van verdamper naar verdamper. Naarmate de concentratie water in de vinasse minder wordt, wordt de vinasse stroperiger en lastiger te verplaatsen. Deze transportpompen treden vaak in storing. Hierdoor komt de fabriek regelmatig stil te staan, en ontstaan ongewenste lekkages.
In dit rapport wordt naar een advies gewerkt om het aantal storingen van de transportpompen te reduceren. Aan de hand van uitgebreide analyses zijn de oorzaken bepaald, waardoor de
transportpompen het meest falen. Op basis van deze analyses is het advies opgesteld.
Het rapport is opgebouwd uit een aantal hoofdstukken. Allereerst wordt de opdracht ingeleid met de probleemstelling, doelstellingen, afbakening, het pakket van eisen en een omschrijving van het stagebedrijf. Vervolgens wordt het vinasse transport binnen DSM beschreven. In hoofdstuk 4 is de verkregen informatie van de transportpompen uitgewerkt. Hoofdstuk 5 geeft de Root Cause Analysis (RCA) wordt weer. Het daarop volgende hoofdstuk behandelt het advies, waarin
verbetermaatregelen en aanbevelingen zijn uitgewerkt. De behaalde competenties worden vervolgens toegelicht. Tot slot is een conclusie opgesteld, gevolgd door de bijlagen.
9
2. Opdrachtbeschrijving
Bij aanvang van de afstudeerperiode is aangegeven, dat de transportpompen ongeveer zes keer per jaar in storing treden. De bedoeling van deze afstudeeropdracht is, dat het aantal storingen aan transportpompen wordt gereduceerd naar twee keer per jaar. In dit hoofdstuk staat de opdracht in een aantal paragrafen uitgewerkt.
2.1 Probleemstelling
De probleemstelling voor deze afstudeeropdracht luidt:
Hoe kan het vinasse transport tussen de verdampers verbeterd worden, door proces condities en/of het ontwerp van de transportpompen te verbeteren, zodat de transportpompen nog ongeveer twee keer per jaar stil komen te staan door storingen?
2.2 Doelstellingen
Voor deze afstudeeropdracht is het de bedoeling, dat er naar een aantal doelen wordt toegewerkt: - Het opleveren van een advies. Dit advies is voorzien van verbeteringen voor de proces
condities of het ontwerp van de transportpompen, zodat de transportpompen nog ongeveer twee keer per jaar stil komen te staan in plaats van zes keer per jaar.
- Het behalen van bepaalde competenties en aantonen dat ze zijn behaald aan de hand van deze afstudeeropdracht. In het hoofdstuk ‘Competenties’ wordt hier verder op ingegaan.
2.3 Afbakening
Het vinasse transport tussen de verdampers dient te worden verbeterd. Hier vallen alle componenten onder, die tussen de verdampers in zitten (transportleidingen, afsluiters en
transportpompen). De focus van deze afstudeeropdracht ligt op de transportpompen. De overige componenten (leidingen en afsluiters) worden ook meegenomen in de analyse. Deze analyse is uitgevoerd met de beperkte hoeveelheid informatie, die van de transportpompen aanwezig en bekend is binnen DSM.
2.4 Pakket van eisen
Voor het opstellen van een advies zijn in de onderstaande tabellen de vaste en variabele eisen weergegeven.
Tabel 2.1: Vaste eisen die gelden voor de transportpompen
Nummer Eis Eenheid Bron Datum
1 Het personeel moet hun werk kunnen doen zonder zich daarbij te bezeren.
N.v.t. Opdrachtgever 18-2-19 2 De transportpompen dienen op dezelfde
huidige manier aangestuurd te worden door het personeel.
N.v.t. Opdrachtgever 18-2-19
3 De transportpompen moeten bestand zijn tegen de zomerse en winterse
buitentemperaturen tussen een range van 40 graden Celsius en -25 graden Celsius.
°C Opdrachtgever, (Startpagina, 2010), (nu.nl,
2012)
18-2-19
4 De huidige transportpompen worden tijdens het verpompen van vinasse, constant voorzien van dit medium om te verpompen.
10 5 De proces condities van de
transportpompen dienen gemonitord te worden.
N.v.t. Opdrachtgever 18-2-19
Tabel 2.2: Variabele eisen die gelden voor de transportpompen
Nummer Eis Eenheid Bron Datum
1 Het aantal storingen moet gereduceerd worden van 6 keer per jaar naar maximaal 2 keer per jaar.
Jaren Opdrachtgever 18-2-19
2 Periodiek onderhoud wordt maximaal 2 keer per jaar gehouden.
Jaren Opdrachtgever 18-2-19 3 De transportpompen beschikken over
minimaal het vermogen om de volumestroom van vinasse naar de volgende verdamper te kunnen pompen.
Watt Opdrachtgever 18-2-19
2.5 Het stagebedrijf DSM
DSM (ook wel ‘Koninklijke DSM N.V.’) is een bedrijf, dat producten produceert in de volgende branches: gezondheid, voeding en duurzaam leven. Bij het bedrijf spelen veiligheid en duurzaamheid een belangrijke rol.
In het begin van de 20e eeuw is DSM in Nederland opgericht. Door de decennia heen is het bedrijf uitgegroeid tot een wereldbedrijf, dat verspreidt zit over de hele wereld met vele tientallen vestigingen.
In Nederland houdt DSM zich naast de productie van allerlei goederen ook actief bezig met het onderzoeken en ontwikkelen van de producten en processen. In moderne laboratoria werken wetenschappers aan maatschappelijke oplossingen op het gebied van voeding en materialen. Succesvolle oplossingen/verbeteringen worden over de hele wereld geïmplementeerd.
De student werkt tijdens de afstudeerstage op de onderhoudsafdeling van de GPB-afdeling. De onderhoudsafdeling van GPB kent één vast gebouw. In dit gebouw zitten de engineers van de onderhoudsafdeling. Om al deze gebouwen te kunnen en mogen bereiken, krijgt de student van het bedrijf veiligheidskleding. Bepaalde gebieden van het bedrijfsterrein mogen namelijk enkel betreden worden met deze veiligheidskleding aan.
Andere middelen die de student aangeleverd krijgt van het bedrijf, zijn een laptop en een werkplek. Daarnaast biedt DSM de transparantie om de afstudeeropdracht zo compleet en kwalitatief mogelijk uit te kunnen voeren.
11
3. Het vinasse transport binnen DSM
Om de situatie rondom het vinasse transport binnen DSM te begrijpen, is een algehele analyse uitgevoerd. Dit hoofdstuk geeft de uitkomst hiervan in een aantal paragrafen weer.
3.1 De totstandkoming van vinasse
Op de GPB-afdeling wordt gist als hoofdproduct geproduceerd aan de hand van fermentatie processen. Bij deze processen voeden gistcellen zich met suiker (melasse), ammonia, zuurstof, zwavelzuur en fosforzuur, waarna zij zich vermenigvuldigen. Het fermenteren begint in een relatief kleine tank, en eindigt in grote gistbakken.
In fabriek C vinden alle fermentatie processen stapsgewijs plaats op de volgende manier:
- Allereerst worden gistcellen toegevoegd aan een kleine tank (de puntbuis) met een inhoud van ongeveer 10 liter. De puntbuis is gevuld met voedingsstoffen voor de gistcellen om zich te kunnen vermenigvuldigen.
- Zodra de fermentatie in de puntbuis klaar is, wordt de inhoud hiervan in een tank (Entketel 1 /EK1) geplaatst. Deze heeft een inhoud van 0,73 m3 en is ook gevuld met voedingsstoffen voor de gistcellen. Het fermentatie proces in deze tank wordt CV1 gisting genoemd.
- Na de CV1 gisting wordt de inhoud van EK1 overgeplaatst naar EK2 (Entketel 2). Entketel 2 is dan ook gevuld met voedingsstoffen, en heeft een inhoud van 34 m3. De fermentatie proces in deze tank wordt CV2 gisting genoemd.
- Na de CV2 gisting worden de gistcellen overgebracht naar de gistbakken, waar zogenaamde CV3 gisting plaats vindt. In totaal zijn er zes gistbakken (nummer 3, 4, 6, 7, 8 en 9) met een inhoud van 220 m3. Ook de gistbakken zijn voorzien van de juiste hoeveelheid voedingsstoffen, voordat de gistcellen zijn overgebracht. (Bruin, 2015)
- Vervolgens worden de gistcellen door vier centrifuges geleid. Hier worden de gistcellen gescheiden van overgebleven voedingsstoffen en andere vervuiling. De overgebleven
voedingsstoffen en andere vervuiling worden in gist- en waswater (als vinasse stroom) afgevoerd naar de Lurgi-fabriek. In de vier centrifuges komt de vinasse stroom dus tot stand. De exacte samenstelling van de vinasse stroom is niet bekend. (Seen, 2015)
- Er kunnen verschillende typen gist worden geproduceerd. Mochten de gistcellen uit de CV3 gisting het gewenste gisttype zijn, dan wordt het afgevoerd naar de GEF en fabriek D. Als het niet het gewenste gisttype is, wordt het gist binnen fabriek C naar een aparte tank verplaatst. In deze tank, die ook is voorzien van voedingsstoffen, vindt SXE fermentatie plaats. Tijdens deze fermentatie wordt het gewenste gisttype verkregen.
- De overige gistbakken worden gebruikt om de juist hoeveelheid van het gewenste gisttype te verkrijgen. Dit gebeurt op dezelfde manier als bij CV3 gisting. Deze fermentatie wordt
handelsgisting genoemd, aangezien het na de fermentatie handelsgist is geworden.
- Tot slot worden de gistcellen wederom door de vier centrifuges geleid om het gist te scheiden van de ongewenste stoffen. (Smit, 2019)
In de onderstaande afbeelding zijn de fermentatie processen in fabriek C schematisch weergegeven. De pijlen geven het verloop van de gistcellen weer.
12
Figuur 3.1: Schematisch weergave van de fermentatie processen in fabriek C en totstandkoming van vinasse (Smit, 2019)
Een uitgebreide omschrijving van de fermentatie processen in fabriek C is in bijlage 1 terug te vinden. Na de fermentatie processen in fabriek C worden de gistcellen in centrifuges gescheiden van
overgebleven voedingsstoffen en andere vervuiling (het gist- en waswater, ook de vinasse stroom genoemd). Op deze manier komt vinasse binnen DSM dus tot stand.
3.2 Wat is vinasse en wat zijn de eigenschappen van dit medium?
Vinasse is de reststroom (gist- en waswater) van de fermentatie processen, die in fabriek C in de centrifuges wordt gescheiden van de gistcellen. Het bestaat uit dode gistcellen en overgebleven voedingsstoffen, die niet door de gistcellen zijn verbruikt. Deze overgebleven voedingsstoffen zijn: ammonia, zwavelzuur, fosforzuur en melasse. (Liem, 2019), (Orgame, n.d.)
Een aantal eigenschappen van vinasse:
- Vinasse is een zout en stroperig medium. Naarmate de waterconcentratie in de vinasse afneemt, wordt het medium steeds stroperiger. (Smit, 2019)
- Het bevat veel organisch materiaal, kalium, calcium en een matige hoeveelheid stikstof. (Dacam, 2015)
13
3.3 Het verloop van het vinasse transport
In de Lurgi-fabriek vindt het vinasse transport plaats. De transportpompen, waar dit onderzoek om draait, staan in deze fabriek. Het doel van de Lurgi-fabriek is om de waterconcentratie in het gist- en waswater te verminderen met behulp van verdampers. Aan het eind van de Lurgi-fabriek vindt een zoutafscheiding plaats, waardoor twee typen vinasse ontstaan. In de volgende paragraaf wordt hier verder op ingegaan.
Het vinasse transport in de Lurgi-fabriek begint, zodra het gist- en waswater uit fabriek C komt. Hier wordt het tijdelijk opgeslagen in drie buffervaten. Vervolgens wordt de vinasse stroom voorverwarmt in een warmtewisselaar en richting de verdampers gepompt. In totaal zijn er acht verdampers met de afkortingen: D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7 en D8. Na iedere verdamper is een transportpomp aanwezig, die het medium doorpompt naar de volgende verdamper. De afkortingen, die voor de
transportpompen worden gebruikt, zijn: P12, P13, P14, P15, P16, P17, P18 en P19. In figuur B2.1 staat aangegeven welke transportpomp onder welke verdamper staat.
Naast een transportpomp is voor iedere verdamper een vierwegklep aanwezig. Met behulp van deze klep wordt geregeld, of het medium of salpeterzuur (reinigingsmiddel) naar de verdamper wordt geleid.
Er is een schematisch overzicht van de Lurgi-fabriek opgesteld. In dit overzicht staat aangegeven hoe de componenten en stromen met elkaar in verbinding staan. In verband met de leesbaarheid van dit overzicht, is deze in bijlage 2 geplaatst (figuur B2.1). Hier is dit schematische overzicht vergroot weergegeven. De componenten zijn met een afkorting aangegeven in dit overzicht. In dezelfde bijlage wordt per component de functie toegelicht. Overigens is een register aanwezig, die de
stromen en symbolen specificeren. In deze paragraaf wordt het overzicht nog verder toegelicht. (Kok, Operator, 2019), (DSM, P&ID's)
Voor verdamper D6 is een warmtewisselaar aanwezig. Voor de overige verdampers (alle verdampers behalve D8 en D7) is een voorverwarmer aanwezig, die de vinasse met restwarmte uit de
verdampers voorverwarmt.
Tegenwoordig is verdamper D7 buiten dienst, en functioneert verdamper D8 als eindverdamper. De transportpomp van D8 verplaatst de vinasse naar de decanters. Decanters zijn grote centrifuges, die de zoutafscheiding van de vinasse realiseren. Aan het eind van de Lurgi-fabriek blijven twee soorten vinasse over: zoute vinasse en ongezoute vinasse. (Smit, 2019)
Naast de vinasse zijn er andere media, die relevant zijn voor het vinasse transport om te kunnen functioneren. Deze overige stromen staan ook in figuur 3.2 weergegeven. Hieronder worden deze beschreven:
- Stoom wordt D1 en D8 (en D7) binnen geleid. Met behulp van het stoom wordt water uit de
vinasse verdampt. Wanneer D1 of D8 buiten dienst is, wordt er ook stoom aan D2 toegevoegd. Met de hoeveelheid stoom, die wordt toegevoegd aan de verdamper(s), wordt de snelheid van het verdampproces geregeld.
- Het stoom koelt af, omdat het warmte afgeeft aan de vinasse. Hierdoor ontstaat condensaat. De restwarmte hieruit wordt gebruikt om de vinasse voor D1 voor te verwarmen. Het condensaat uit de Lurgi-fabriek en fabriek D wordt afgevoerd naar fabriek C.
- Niet al het stoom condenseert. Een deel blijft als damp aanwezig. Deze damp wordt naar de verdamper geleid, waar de vinasse vandaan komt. Deze damp heeft dezelfde functie als het stoom. (Liem, 2019)
- De damp koelt ook af, aangezien het net als stoom warmte afgeeft aan de vinasse. Hierdoor ontstaat destillaat. Het destillaat wordt gescheiden van het condensaat, omdat de damp mogelijk verontreinigd is. Restdamp wordt door drie koelers geleid, waardoor ook destillaat ontstaat.
14 Destillaat uit een verdamper wordt gebruikt om de vinasse voor de verdampers D2 tot en met D6 voor te verwarmen. Daarnaast wordt een deel van het destillaat met behulp van een drukvereffeningsvat weer gasvormig gemaakt, en vervolgens de verdampers D3 tot en met D6 binnen geleid. De overige restwarmte wordt naar een warmtewisselaar in een andere fabriek geleid. Het destillaat wordt tot slot afgevoerd naar een afvalwaterzuivering. (DSM,
Procesbeschrijving indampen)
- Salpeterzuur wordt gebruikt om de transportleidingen, transportpompen en verdampers te
reinigen. (Hart, 2013)
Voor meer informatie over het vinasse transport is in bijlage
3
een uitgebreidere omschrijving te vinden.In figuur B2.1 zijn de kleppen niet weergegeven. Voor en na iedere transportpomp zit één klep. De klep voor de transportpomp is handmatig bestuurbaar, en de klep na de transportpomp werkt automatisch.
De transportpompen van de verdampers D3, D2, D1 en D8 zijn beveiligd met een leiding, die de vinasse terug naar de verdamper voor de transportpomp leidt. Op deze manier kunnen deze transportpompen voorzien blijven worden van vinasse. Het drooglopen van deze pompen wordt hiermee voorkomen. Deze terugvoerleiding is ook voorzien van een klep, die handmatig bediend kan worden. (Kuijper, 2019)
Met behulp van transportpompen wordt het vinasse naar de volgende verdampers geleid. Zo wordt het vinasse transport dus gerealiseerd. De waterconcentratie in de vinasse neemt af naarmate het door meerdere verdampers is geleid.
3.4 De eindbestemming van het vinasse
Zoals in paragraaf 3.3 al in aangegeven, wordt de vinasse met behulp van de transportpomp na verdamper D8 naar de decanters geleid. Dit zijn twee grote centrifuges, die het vinasse opsplitsen in twee soorten vinasse:
- Zoute vinasse (kalimix) wordt gebruikt in de landbouw;
- Ongezoute vinasse (vevomix) wordt in diervoedsel verwerkt.
15
4. De transportpompen
Het onderzoek focust zich op de transportpompen. In dit hoofdstuk wordt de verkregen informatie, specificaties en proces condities van de transportpompen weergegeven.
4.1 Informatie en specificaties
In deze paragraaf worden de volgende informatie en specificaties van de transportpompen gegeven, die tijdens de analyse zijn verkregen en opgesteld:
- Functie
- Overzicht van de transportpompen en componenten in de transportpompen - Materiaal
- Systeemmodel van de transportpomp
- Steady statemodellen van de transportpompen Functie
Uit de analyse van het vinasse transport is duidelijk gebleken, dat de transportpompen de volgende functie dienen te vervullen:
Het verpompen van de vinasse naar de volgende verdamper.
Overzicht van de transportpompen en componenten in de transportpompen
Zoals in het vorige hoofdstuk ook al is aangegeven, zijn er in totaal acht pompen voor het transporteren van de vinasse. Eén daarvan is buiten gebruik (P19). Deze transportpompen zijn centrifugaalpompen.
De onderstaande afbeelding zijn de transportpompen uit de Lurig-fabriek weergegeven. De lengte van de transportpompen is circa 110 centimeter.
Figuur 4.1: Twee transportpompen in de Lurgi-fabriek Figuur 4.2: Zijaanzicht van een transportpomp
Alle transportpompen hebben overeenkomstige componenten. Enkele afmetingen van de
transportpompen verschillen ten opzichte van elkaar. Zo is bijvoorbeeld de diameter van de waaier niet bij iedere transportpomp hetzelfde.
Van de transportpompen zijn geen tekeningen of overzichten binnen DSM aanwezig. Om een beeld te geven hoe de transportpompen in grote lijnen in elkaar zitten, is hieronder een schematische weergave van een dwarsdoorsnede van een transportpomp weergegeven. Hiervoor zijn de
onderdelenlijsten van de transportpompen, observatie en interviews gebruikt. De onderdelenlijsten van de transportpompen zijn in bijlage 4 weergegeven.
16
Figuur 4.3: Schematische dwarsdoorsnede van een transportpomp (Muires M. , Maintenance engineer, 2019), (KSB, Standardised Chemical Pump, 2015)
In figuur 4.3 zijn de componenten van de transportpompen schematisch weergegeven. De motor drijft de as aan. Na de motoras zit een spacerkoppeling. De spacerkoppeling is een koppeling tussen de motor- en pompas. Zodra de BPO-unit (Back-Pull-Out-unit) vervangen moet worden, wordt de spacerkoppeling verwijderd uit de pomp. De BPO-unit kan vervolgens worden verwijderd zonder de motor of het pomphuis te verplaatsen.
De BPO-unit bevat de mechanische seal en lagers. In de transportpompen zitten dubbele mechanische seals. Om overzicht te behouden is deze niet in de bovenstaande afbeelding
weergegeven. Figuur 4.6 geeft op een schematische wijze weer hoe de mechanische seals in de BPO-unit bevestigd zijn (gevolgd door een toelichting).
Het lantaarnstuk is een afschermingskap op de BPO-unit. De waaier wordt door middel van de pompas in beweging gebracht, en verplaatst de vinasse. Dit gebeurt in het pomphuis.
Met behulp van de onderstaande afbeeldingen wordt schematisch weergegeven: - Waar de waaier zich in het pomphuis bevind;
- Hoe de waaier het medium verplaatst;
- Hoe de waaier in de transportpomp er ongeveer uit ziet.
Figuur 4.4: De waaier in het pomphuis (Sleeptros, 2009) Figuur 4.5: Verplaatsing van de
vinasse (Studeersnel, 2018)
De figuren 4.4 en 4.5 vullen elkaar aan. Als de waaier ronddraait, komen er centrifugaalkrachten op de vinasse te staan. De centrifugaalkrachten op de deeltjes van het medium zorgen voor een constante doorstroming van het medium (gelijkmatige volumestroom). Dit leidt tot een verhoging van de druk en snelheid. Deze snelheid wordt er weer deels uitgehaald, nadat het medium in het slakkenhuis wordt verzameld. De energie, dat het medium hierdoor verliest, wordt omgezet in een verhoging van de druk. (Wilo, 2006)
17
Figuur 4.6: Schematische weergave van een dubbele mechanische seal in de transportpompen
De stilstaande ring zit met een borgpen in de BPO-unit bevestigd. Deze blijft op zijn plek, terwijl de as draait. De roterende ringen zitten aan de as bevestigd en draaien mee. De veer tussen de roterende ringen zorgt ervoor dat de lichtgroene roterende ring tegen de stilstaande ring wordt gedrukt. Tussen deze twee ringen zit een gladde laag (van siliciumcarbide), waardoor er weinig wrijving tussen de onderdelen ontstaat. Na enkele maanden zijn aanloopsporen op deze gladde laag zichtbaar. De voornaamste functie van deze dubbele mechanische seal is het dynamisch afdichten van de pomp. Het sealwater spoelt eventueel doorgelekt vinasse weg. Daarnaast zorgt het voor koeling en smering. Zoals in de bovenstaande afbeelding is weergegeven, is het de bedoeling dat de rechter mechanische seal de vinasse en het sealwater niet in contact komen met elkaar. De linker
mechanische seal heeft als doel om het sealwater in de BPO-unit te houden. Indien minstens één van de mechanische seals faalt, is er sprake van een seal lekkage. (Muires M. , Maintenance engineer, 2019), (Sulteq, 2013)
Overigens zit er tussen de zuigleiding en het pomphuis ook een O-ring om lekkage te voorkomen. In figuur 5.3 is een dubbele mechanische seal van een transportpomp te zien.
Een aantal belangrijke gegevens van de transportpompen is niet duidelijk of bekend binnen DSM en KSB (de leverancier van de transportpomp(onderdelen)). Door onduidelijkheden bij het type waaier is de pompcurve van de transportpompen niet te achterhalen. Dit is nadelig voor de analyse, aangezien in de pompcurve essentiële informatie over de pompen is te vinden. In paragraaf 5.4 wordt hier dieper op ingegaan.
Materiaal
Een aantal onderdelen van de transportpompen is van staal gemaakt. In documentatie zijn de exacte staalsoorten van een aantal transportpompen (P14, P17, P18 en P19) te vinden (zie bijlage 5). De exacte staalsoorten van een aantal componenten (zie figuur 4.3) staan hieronder in een tabel uitgewerkt, gevolgd door een toelichting. Van de onderdelen, die niet in deze tabel staan, is het precieze materiaalsoort onduidelijk.
18
Tabel 4.1: Specifieke staalsoorten bij de componenten van de transportpompen
Component Transportpomp P14 Transportpomp P17 Transportpomp P18 Transportpomp P19 Pomphuis 1.4408 AISI 316 1.4408 1.4408 Waaier 1.4408 AISI 316 1.4408 1.4408 As C45 AISI 316 C45 C45 Asbus 1.4571 - 1.4571 1.4571
Toelichting van de staalsoorten:
- 1.4408 is een roestvaststaal (RVS) legering: 316 RVS. Dit is een staalsoort, dat een hoge corrosieweerstand heeft tegen zure en zoute oplossingen. Eigenschappen van deze legering:
o Niet hardbaar door warmtebehandeling o Goed vervormbaar
o Hoge treksterkte
o Redelijk lasbaar (Staalconstructies.eu, n.d.)
- AISI 316 is een andere benaming voor 1.4408. (Hego, 2019)
- 1.4571 is ook een RVS legering, alleen is er titanium aan de legering toegevoegd: 316Ti RVS. Deze toevoeging zorgt ervoor, dat het staal minder tastbaar is voor interkristallijne corrosie. Er is sprake van dit type corrosie als door hoge temperaturen de chemische samenstelling veranderd. Het gevolg hiervan is, dat het gevoeliger wordt voor corrosie. (Reformatio, 2014)
- C45 is een ongelegeerd veredelingsstaal (1.0503). Sinds een halve eeuw wordt dit type staal het meest gebruikte machinestaal. Het heeft een hoge hardheid en strekgrens. (infoNU, 2013) Het materiaal van de dubbele mechanische seal in de transportpompen is ook bekend. De mechanische seal, die in contact staat met enkel het sealwater, is van koolstof. De andere mechanische seal is van siliciumcarbide. De O-ringen zijn van rubber. (Hans Hogenboom, 2019) Systeemmodel van de transportpomp
In dit systeemmodel wordt aangegeven welke energie, materie en recepten voor het functioneren van de transportpompen zorgen. De onderstaande afbeelding en tabel geven aan welke energie, materie en recepten in en uit de transportpompen gaan.
Figuur 4.7: Aspectsysteemmodel transportpomp
Tabel 4.2: Toelichting aspectsysteemmodel transportpomp Stroom uit overzicht systeemmodel Specificatie van de stroom Toelichting Invoer Energie in Thermische energie
De vinasse is in de verdampers flink opgewarmd. Het product brengt dus thermische energie met zich mee.
Kinetische energie De vinasse wordt met een snelheid de pomp ingeleid, waardoor het dus kinetische energie bevat.
19 Elektrische
energie
Om de pomp te laten functioneren wordt elektriciteit aangeleverd. De theoretische energie is aan de hand van de volgende formule te bepalen:
𝐸𝑒𝑙= 𝑃 ∗ 𝑡 = 𝑈 ∗ 𝐼 ∗ 𝑡 (𝑃 = 𝑈 ∗ 𝐼)
Hierbij is U het voltage, I de hoeveelheid ampère en t de tijd in secondes.
Materie in Vinasse Door de aanvoerleiding wordt de vinasse het pomphuis ingeleid. Sealwater Voor de koeling van de pomp wordt water aangevoerd.
Pomp Nieuwe pompen worden voor defecte pompen vervangen. Pomponderdelen Regelmatig worden nieuwe onderdelen in de pomp geplaatst om
versleten onderdelen te vervangen. Recept in Instructies
regelfuncties
De kleppen en pomp kunnen handmatig of vanuit de controlekamer open/aan en dicht/uit worden gezet.
Uitvoer
Energie uit Thermische energie
Tijdens het draaien warmt de pomp op. Daarnaast blijft de vinasse op temperatuur, waardoor het de thermische energie vast houdt als het de pomp verlaat.
Kinetische energie De vinasse verlaat de pomp met een snelheid, wat betekent dat het kinetische energie bevat. De volgende formules kunnen worden gebruikt voor het bepalen van de energie/arbeid:
- 𝐸𝑘 = 𝑃 ∗ 𝑡 = √3 ∗ 𝑈 ∗ 𝐼 ∗ cos ø ∗ 𝑡
Hierbij is U het voltage, I de hoeveelheid ampère, cos ø de vermogensfactor en t de tijd in secondes. (energieconsultant, n.d.), (Worldpowerfaqs, 2015)
- 𝑊 = 𝛥𝑝 ∗ 𝑉 delta p is het drukverschil en V is de volumestroom.
De volgende formule is een aanvulling op deze formule: 𝑃 + 𝜌 ∗ 𝑔 ∗ ℎ +1
2∗ 𝜌 ∗ 𝜁 ∗ 𝑣
2= 𝐶. Hierbij is P de druk (vaak atmosferisch), rho de dichtheid van het medium, g de
valversnelling, h de opvoerhoogte, ζ de weerstandscoëfficiënt (in de leidingen) en v de stroomsnelheid. C is een constante, die hieruit volgt. (universiteit)
In paragraaf 4.2 wordt hier verder op ingegaan.
Materie uit Vinasse De pomp perst de vinasse weg door de afvoerende leiding. Sealwater Dit water wordt ook weer afgevoerd.
Pomp Defecte pompen worden afgevoerd uit het proces.
Pomp(onderdelen) Beschadigde of niet werkende onderdelen aan de pomp worden verwijderd en vervangen.
Recept uit Terugkoppeling instructies
Voor overzichtelijkheid van het proces wordt teruggekoppeld of de kleppen open of dicht staan, en de pomp aan of uit staat. Steady statemodellen van de transportpompen
Met behulp van een steady statemodel wordt aangetoond, hoe de kwaliteit en kwantiteit van de vinasse beheerst wordt. De informatie uit het systeemmodel kan hier deels in worden verwerkt. In bijlage 11 staan twee steady statemodellen van de transportpompen opgesteld (figuur B11.1 en B11.2). De modellen worden toegelicht met de tabellen, die eronder staan (tabel B11.1 en B11.2). Opvallend aan deze steady statemodellen is, dat er in en rondom de transportpompen geen metingen worden gedaan. Aan de hand hiervan kan worden geconcludeerd, dat de kwaliteit en kwantiteit niet voldoende wordt bijgehouden.
20
4.2 De proces condities
Deze paragraaf brengt de volgende proces condities in kaart, die betrekking hebben op de transportpompen:
- Temperatuur van de vinasse
- Vermogen van de transportpompen - Dichtheid van de vinasse
- Viscositeit van de vinasse - Zuurgraad van de vinasse
- Vibratie van de transportpomp P17
- Volumestroom van de vinasse bij transportpomp P17 - Druk voor en na de transportpomp P17
Temperatuur van de vinasse
Om de temperatuur te bepalen zijn meerdere bronnen gebruikt:
- Er is documentatie van de transportpompen P14, P17, P18 en P19 gevonden van meer dan 30 jaar oud. Op deze documentatie is de temperatuur aangegeven van de vinasse bij die
transportpompen. Deze documentatie is in bijlage 5 weergegeven.
- Aspen is een programma, waar de theoretische waarden van de temperatuur van de vinasse in iedere verdamper voor een transportpomp staan. De temperatuur van het medium zal niet exact hetzelfde zijn in de transportpompen. Het geeft een nauwkeurige benadering van deze temperatuur.
- PLC is een programma, dat de proces condities (waaronder de temperatuur) van de vinasse in de verdampers weergeeft. (Kok, Operator, 2019)
- Met behulp van een temperatuursensor is met de hand de temperatuur op de persleiding van iedere transportpomp gemeten.
De resultaten staan in de onderstaande tabel weergegeven.
Tabel 4.3: Resultaten gevonden temperatuurwaarden van de vinasse bij de transportpompen
Transportpomp
Temperatuur (in °C) volgens: Temperatuur afgerond
op tientallen in °C
Documentatie Aspen PLC Handmetingen
P12 Onbekend 37 37 46-47 40 P13 Onbekend 53 53 55-56 50 P14 54,5 59 59 40-42 50-60 P15 Onbekend 74 74 62-66 70 P16 Onbekend 89 89 91 90 P17 9,5 97 97 84-85 90-100 P18 80 92 92 77-78 80-90
Opmerkelijk is dat de resultaten van de handmetingen bij een aantal transportpompen aanzienlijk afwijkt van de theoretische waarden. Het is mogelijk, dat de gebruikte temperatuursensor niet heel nauwkeurig is. Overigens is het aannemelijk, dat de temperatuur van de vinasse bij transportpomp P17 in de documentatie foutief is vastgelegd. Als de komma wordt weggelaten, heeft het bijna dezelfde waarde als die in Aspen en PLC.
Overigens neemt de temperatuur van de vinasse toe tijdens het vinasse transport. Dit is gunstig, aangezien de viscositeit afneemt bij een hogere temperatuur van de vinasse. (Nelemans, 2018) Vermogen van de transportpompen
Voor het bepalen van het vermogen van de transportpompen zijn twee methodes uitgewerkt (zie de formules uit tabel 4.2).
21
Methode 1
Op iedere transportpomp is een bordje aanwezig met daarop het vermogen van de motor bij verschillende situaties. Aan de hand van deze bordjes zijn de vermogens bepaald van de motor per transportpomp. Deze vermogens zijn gecontroleerd met de P&ID’s, Elektro & Instrumentatie tekeningen en in het krachtennet registratiesysteem. (Muires S. v., 2019), (DSM, P&ID's) De resultaten staan in de onderstaande tabel weergegeven.
Tabel 4.4: Vermogen van de motoren van de transportpompen (zie figuur 3.2)
Transportpomp Vermogen Transportpomp Vermogen
P12 5,5 kW P16 11,0 kW
P13 7,5 kW P17 5,5 kW
P14 5,5 kW P18 22,0 kW
P15 7,5 kW
Merkwaardig is het relatief lage vermogen van P17. De vinasse, dat door de laatste transportpompen wordt geleid, heeft minder water in zich. Dit leidt tot een hogere viscositeit van het medium. Bij dezelfde pompomstandigheden (volumestroom, druk, leidingdiameter, enzovoorts) zou dus een hoger vermogen nodig zijn.
Daarom is gekozen om bij deze transportpomp voor drie dagen sensoren te plaatsen, die het volgende hebben gemeten: volumestroom, vibratie, druk (voor en na de pomp) en het
ampèreverbruik. De resultaten van volumestroom, vibratie en druk) staan verderop in deze paragraaf uitgewerkt. Aan de hand van het gemeten ampèreverbruik kan het vermogen van de transportpomp P17 in kaart worden gebracht over de drie dagen waarop is gemeten. De resultaten zijn in de
volgende grafiek weergegeven.
Figuur 4.8: Resultaten metingen motorvermogen en volumestroom
Met behulp van de volgende formule is het werkelijke vermogen, dat de pomp levert berekent. 𝑃 = √3 ∗ 𝑈 ∗ 𝐼 ∗ cos ø (Vos, 2019), (energieconsultant, n.d.)
De spanning is bekend (400 Volt), het stroomverbruik wordt gemeten en cos ø is door specialisten van Vos op 0,86 geschat.
Bekend is, dat de transportpomp P17 een maximaal vermogen van 5,5 kW kan leveren. Uit de resultaten blijkt, dat het geleverde vermogen van de pomp op één enkele piek na onder de 5,5 kW blijft. De waarden schommelen rond de 5 kW.
22 Aan de hand van de verkregen informatie kan geconcludeerd worden, dat transportpomp P17 over voldoende vermogen beschikt om de gewenste volumestroom te kunnen leveren tijdens de meetperiode van drie dagen..
Methode 2
Het theoretisch vermogen kan ook met een andere formule berekend worden (zie tabel 4.2). Elektrisch vermogen van de pomp wordt omgezet in mechanische energie van de motor naar de motoras, pompas en waaier (zie figuur 4.3). Het vermogen van deze componenten kan met de formules in de volgende tabel berekend worden.
Tabel 4.5: Formules vermogen van componenten (Taal, 2012), (Kleijn, 2019)
Component Formule vermogen van component
De motor 𝑃𝑚 = 𝑈 ∗ 𝐼 (zie tabel 4.2)
De motoras 𝑃𝑚𝑎= 𝑀1∗ 𝜔1 M is het moment op de as en ω is de hoeksnelheid van de as.
De pompas 𝑃𝑝𝑎 = 𝑀2∗ 𝜔2
De waaier 𝑃𝑤= 𝑉 ∗ 𝛥𝑝 (zie tabel 4.2)
De vermogens van de componenten zijn niet volledig aan elkaar gelijk. Er dient rekening te worden gehouden met het rendement van de componenten.
Voor de formule: 𝑃𝑤= 𝑉 ∗ 𝛥𝑝 kan delta p berekend worden met de volgende vergelijking: 𝛥𝑝 = 1
2∗ 𝜁 ∗ 𝜌 ∗ 𝑣
2, waarbij ζ de weerstandsfactor, ρ de dichtheid van de vinasse en v de snelheid is. De weerstandsfactor ζ kan ook berekend worden: 𝜁 = 𝜆∗𝐿𝑑 , waarbij λ de weerstandscoëfficiënt, L de leidinglengte en d de inwendige diameter is.
Om de weerstandscoëfficiënt λ is het Moody-diagram nodig (zie onderstaande afbeelding).
Figuur 4.9: Een Moody-diagram (Wikipedia, 2019)
De weerstandscoëfficiënt kan van de linker verticale as worden afgelezen als de relatieve ruwheid van de leiding en het Reynoldsgetal bekend is. De formules van deze twee onbekenden staan in de bovenstaande afbeelding weergegeven.
𝑅𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑒𝑣𝑒 𝑙𝑒𝑖𝑑𝑖𝑛𝑔𝑟𝑢𝑤ℎ𝑒𝑖𝑑 = 𝜀
𝑑 , waarbij ε de absolute leidingruwheid is en de d de inwendige diameter van de leiding.
23 𝑅𝑒 = 𝜌∗𝑣∗𝑑
𝜇 , waarbij ρ de dichtheid van de vinasse is, v de gemiddelde stroomsnelheid, d de inwendige diameter van de leiding en μ de dynamische viscositeit. (Pipingdesign, n.d.), (KSB, Alles over centrifugaalpompen, 2005)
Aangezien de absolute leidingruwheid van de leidingen van de transportpompen niet bekend is, kan deze berekening niet volledig worden uitgevoerd.
Overigens heeft iedere pomp een pompcurve, waarin de relatie van de volumestroom en opvoerhoogte (in druk) zijn weergegeven. Door onduidelijkheden binnen DSM en KSB ontbreken belangrijke gegevens, waardoor de pompcurve van de transportpompen momenteel niet achterhaald kan worden.
De onderstaande afbeelding toont een voorbeeld van een pompcurve.
Figuur 4.10: Voorbeeld van een pompcurve (Rijt, n.d.)
Het werkpunt van de transportpomp dient in het toepassingsgebied van de pomp te liggen. Als het werkpunt hierbuiten valt, gaat dit ten koste van de levensduur en het rendement van de pomp. Door gebrek aan gegevens (rendement en absolute leidingruwheid) kunnen de berekeningen van deze methode niet worden uitgevoerd.
Dichtheid, viscositeit en zuurgraad van de vinasse
Om deze proces condities te bepalen, zijn bij iedere transportpomp monsters afgenomen. Eén monster voor en na de transportpomp als dit mogelijk was (zie onderstaande afbeelding).
Figuur 4.11: Afgenomen monsters
De monsters zijn naar het laboratorium gestuurd, waar de dichtheid, zuurgraad en dynamische viscositeit is gemeten. De resultaten staan in de onderstaande tabel opgesteld.
24
Tabel 4.6: Dichtheid, zuurgraad en viscositeit van de monsters
Monster bij transportpomp
Zuurgraad Dichtheid Viscositeit
Eenheid: pH Eenheid: g/cm3 Eenheid: cP spindel 21 RPM 2.0 D6 zuig 5,22 1,036 0,00 D6 pers 5,26 1,035 0,00 D5 pers 5,14 1,043 0,00 D4 zuig 5,09 1,051 0,00 D4 pers 5,29 1,051 25,0 D3 zuig 5,11 1,067 0,00 D3 pers 5,10 1,068 0,00 D2 zuig 5,12 1,112 25,0 D2 pers 5,78 1,351 125,0 D1 zuig 5,55 1,336 50,0 D1 pers 5,52 1,273 25,0 D8 pers 5,17 1,111 25,0
De eenheid van dynamische viscositeit is cP (centipoise). 1 cP is gelijk aan 1 mPa*s. Met spindel 21 RPM 2.0 als gegeven kan de volgende formule worden ingevuld om tot de viscositeit te komen. 𝑉𝑖𝑠𝑐𝑜𝑐𝑖𝑡𝑒𝑖𝑡 (𝑟𝑎𝑛𝑔𝑒) [𝑐𝑃] = 𝑇𝐾 ∗ 𝑆𝑀𝐶 ∗10000
𝑅𝑃𝑀
TK en SMC kunnen uit speciale tabellen worden afgelezen (zie de bron: (Brookfield, n.d.)) en RPM is bekend.
De dichtheid, viscositeit en zuurgraad van de vinasse bij de transportpompen P14, P17 en P18 zijn in documentatie terug te vinden. Deze waarden komen vrijwel geheel overeen met de gemeten waarden. Deze zijn in bijlage 5 terug te vinden.
Uit de resultaten kan het volgende geconcludeerd worden: - De zuurgraad blijft constant (tussen een pH van 5,09 en 5,78);
- De dichtheid van de vinasse neemt toe gedurende het vinasse transport van ongeveer 1,04 g/cm3 naar ongeveer 1,3 g/cm3. De logische verklaring hiervoor is, dat water uit het medium wordt verdampt. Dit is tevens de reden, waarom de viscositeit ook toeneemt gedurende het vinasse transport. De toenemende viscositeit wordt met de resultaten bevestigd.
Vibratie van de transportpomp P17
Gedurende drie dagen is het trillingsniveau op de motor en de pomp gemeten in mm/s. De
frequentie en amplitude van de trillingen zijn niet bepaald tijdens deze metingen. De resultaten staan in de onderstaande grafiek weergegeven.
25
Figuur 4.12: Resultaten trillingsmetingen
Uit de grafiek blijkt, dat gedurende de meetperiode de pomp minimaal met 4 mm/s trilt. Het
trillingsniveau bij de pomp lijkt over het algemeen tussen de 4 mm/s en 6 mm/s te schommelen met wel meerdere uitschieters naar maximaal 12 mm/s. De motor trilt over het algemeen tussen 6 mm/s en 9 mm/s met uitschieters tot 18 mm/s.
Volumestroom van de vinasse bij transportpomp P17
Ook is de volumestroom van de vinasse bij transportpomp P17 in kaart gebracht. De resultaten hiervan staan hieronder weergegeven.
Figuur 4.13: Resultaten metingen volumestroom
Hieruit wordt duidelijk, dat de volumestroom sterk varieert. Zoals in paragraaf 3.3 al is aangegeven wordt de volumestroom geregeld met stoomtoevoer in de verdampers.
Over een periode van de drie dagen, waarin de flow is gemeten, varieert de volumestroom tussen 2 m3/h en 16 m3/h. De diameter van de leidingen zal nagenoeg hetzelfde zijn, wat betekent dat de snelheid in de pomp en leidingen flink fluctueert (in de uiterst gemeten situatie stroomt de vinasse 16/2 = 8 maal sneller).
Druk voor en na de transportpomp P17
Tijdens de metingen zijn de zuig- en persdruk net voor en na de pomp opgemeten. Deze waarden geven een indicatie van de onderdruk voor de waaier en de persdruk, die door de pomp wordt gegenereerd. De onderstaande afbeelding geeft de resultaten weer.
26
Figuur 4.14: Resultaten metingen pers- en persdruk
De druk op de verticale as van de bovenstaande grafiek is in bar(g) aangegeven. Voor het aantonen van bijvoorbeeld cavitatie is bar absoluut (bar(a)) benodigd. Die kan verkregen worden door één bar bij bar(g) op te tellen. Cavitatie komt in paragraaf 5.4 verder aan de orde.
De onderstaande tabel geeft de uiterste drukwaarden weer, die in de drie dagen zijn opgemeten, in bar(g) en bar(a).
Tabel 4.7: Uiterste waarden van de zuig- en persdruk
Druk in bar(g) Druk in bar(a)
Hoogst gemeten zuigdruk 6,4 7,4
Laagst gemeten zuigdruk 4,6 5,6
Hoogst gemeten persdruk 1,4 2,4
27
5. Root Cause Analysis
Aan de hand van Root Cause Analysis (RCA) worden de oorzaken van gebeurtenissen en problemen aangetoond. Er zijn meerdere tools/technieken om een Root Cause Analysis mee uit te voeren. Voor dit onderzoek wordt een RCA uitgevoerd aan de hand van de volgende stappen:
1. Definieer het probleem
2. Het verzamelen van bewijzen en gegevens 3. Hoofdoorzaken van het probleem bepalen
4. Mogelijke oorzaken opstellen die leiden tot de hoofdoorzaken
5. Achterliggende oorzaken die leiden tot de hoofdoorzaken specificeren (Vliet, 2010), (Rootca, n.d.)
5.1 Definieer het probleem
Zoals in de afstudeeropdracht al is aangegeven, komen de transportpompen tussen de verdampers in de Lurgi-fabriek van DSM ongeveer zes keer per jaar tot stilstand te staan door storingen. Er is sprake van een storing, zodra (componenten van) de transportpompen niet meer kunnen functioneren. Aan de hand van deze afstudeeropdracht wordt gestreefd om dit te verlagen naar twee keer per jaar. Dit is een reductie van 66,7%.
5.2 Het verzamelen van bewijzen en gegevens
Binnen de GPB-afdeling wordt het programma SAP gebruikt om onder andere faalvormen, storingen en werkzaamheden aan de transportpompen bij te houden. Voorheen werd dit in het programma OBS gedaan. Aan de hand van de gegevens uit deze programma’s is een data-analyse uitgevoerd. In OBS en SAP is naar de voorkomende oorzaken gekeken, die vanaf 01-01-2010 tot februari 2019 tot de stilstand van de transportpompen hebben geleid. De volgende paragraaf staat deze data-analyse verder uitgewerkt.
De onderstaande tabel geeft aan hoe vaak de transportpompen vanaf 01-01-2010 stil zijn komen te staan, en per transportpomp hoe vaak de pomp per jaar gemiddeld stil is komen te staan.
Tabel 5.1: Aantal keer dat de transportpompen (gemiddeld) stil zijn komen te staan vanaf 01-01-2010
Transportpomp Aantal keer stil
moeten leggen (vanaf 1-1-2010)
Gemiddeld aantal keer stil moeten leggen per jaar
P12 11 1,20 P13 6 0,65 P14 1 0,11 P15 11 1,20 P16 28 3,05 P17 47 5,13 P18 60 6,55 P19 13 1,42 Totaal 177 19,31
Gemiddeld per pomp 22,13 2,41
Hieruit blijkt, dat de transportpompen richting het eind van het vinasse transport het meest hebben gefaald. Een logische verklaring is de toenemende viscositeit van de vinasse. Dit wordt in paragraaf 5.4 verder uitgezocht. P19 is een uitzondering, omdat deze tegenwoordig buiten dienst is.
28 Overigens valt nog een belangrijk gegeven uit tabel 5.1 op. Er is slechts één transportpomp (P18), die gemiddeld zes keer per jaar faalt. De andere transportpompen zitten daar ruim onder. Gemiddeld heeft iedere transportpomp iets minder dan 2,5 keer per jaar gefaald.
Naast de tabel, die het probleem aantoont, wordt het probleem bevestigd door de geïnterviewde mensen voor dit onderzoek. De interviews staan in bijlage 6 uitgewerkt.
Uit observatie zijn ook lekkages waargenomen:
- Een lekkage in de transportleidingen waardoor vinasse op het pomphuis is beland; - Een lekkage van sealwater onder het lantaarnstuk en pomphuis.
Uit databanken, interviews en observatie is dus informatie verzameld over de falende (componenten van de) transportpompen.
5.3 Hoofdoorzaken van het probleem bepalen
De hoofdoorzaken van het probleem worden bepaald met behulp van een Pareto analyse. Bij de Pareto analyse (ook wel de 80 20 regel genoemd) wordt er vanuit gegaan, dat de meerderheid van problemen (80%) ontstaat door ongeveer 20% van de oorzaken. Door deze oorzaken te
elimineren/verbeteren, kan het merendeel van de problemen worden opgelost. (Mulder P. , 2012) De volgende basisstappen worden gevolgd om de Pareto analyse in praktijk uit te kunnen voeren:
- Stap 1: Leg de problemen overzichtelijk vast in een tabel;
- Stap 2: De problemen in volgorde van belangrijkheid opstellen;
- Stap 3: Koppel een waarde/score aan de problemen;
- Stap 4: Geef de problemen met afnemende belangrijkheid weer in een diagram, en tel de
scores op;
- Stap 5: Het opstellen van een actieplan.
Het is de bedoeling, dat de transportpompen van ongeveer 6x per jaar naar ongeveer 2x per jaar onverwachts stil mogen komen te staan. Dit is een reductie van 66,7%.
Binnen dit hoofdstuk zal de Pareto analyse worden toegepast op de afstudeeropdracht aan de hand van het genoemde stappenplan. De Pareto analyse wordt in dit geval toegepast om te achterhalen welke oorzaken ongeveer 80% van de stilstand veroorzaken.
Stap 1
Binnen DSM is het programma OBS vanaf begin 2000 tot mei 2017 gebruikt om onder andere faalvormen, storingen en werkzaamheden aan de transportpompen bij te houden. Vanaf mei 2017 wordt het programma SAP hiervoor gebruikt. Deze programma’s zijn gebruikt om overzichtelijk aan te kunnen tonen hoe vaak bepaalde oorzaken zich hebben voorgedaan.
Hieronder staat de tabel opgesteld met hoe vaak en waar bepaalde oorzaken zich hebben voorgedaan vanaf 01-01-2010. In bijlage 7 staat de data-analyse uitgebreid per transportpomp uitgewerkt.
Tabel 5.2: Frequentie van oorzaken uit OBS en SAP
Oorzaak Waar
(componenten)
Hoevaak Waar (bij welke
pomp/pompen)
Totaal per oorzaak binnen afbakening
Verstopping In transportleiding 3 P16, P17, P18 17
In seal 5
In BPO-unit 12
29 In BPO-unit 3 Lekkage In transportleiding 8 P12, P13, P14, P15, P16, P17, P18, P19 67 In seal 67 Afgebroken - / defecte componenten Waaier 2 P12, P13, P15, P16, P17, P18, P19 22 As van de pomp 6 Lagers 3 Schakelaars 5 Transportleidingen 1 Seal componenten 6
Losse onderdelen In transportleiding 1 P12, P14, P15, P16, P18, P19 12 Aan binnenzijde pomp 10 Aan buitenzijde pomp 1 Motor van de pomp 1 Beschadigde onderdelen Buitenzijde pomp 5 P12, P13, P15, P16, P17, P18, P19 25 Binnen in pomp 20 Transportleidingen 10 Montagefout - 2 P18 2 Ontwerpfout - 3 P15, P16 3 Overbelasting In BPO-unit 1 P19 1 Geen beveiliging/zekeringen - 1 P16 1 Niet aangegeven - / onduidelijke oorzaak (deze wordt niet meegenomen in de Pareto analyse)
- 11 P16, P17, P18 11
Het verschil tussen beschadigde- en defecte onderdelen is, dat beschadigde onderdelen nog kunnen functioneren en defecte onderdelen zijn niet meer in staat hun functie uit te voeren.
De storingen zijn gekoppeld aan een oorzaak aan de hand van de beschrijvingen in SAP en OBS. Deze waren niet altijd even duidelijk. In bijlage 7staan alle storingen, die gekoppeld zijn aan de oorzaken. In paragraaf 5.4 wordt onderzocht wat de onderliggende oorzaken zijn van de oorzaken, die aan de hand van SAP en OBS zijn geconstateerd.
Stap 2
De meest voorkomende oorzaken zijn de belangrijkste problemen, die het liefst opgelost worden. In de rechter kolom van tabel 5.2 staat per oorzaak aangegeven, hoe vaak deze zich vanaf 01-01-2010 heeft voorgedaan bij de transportpompen. De oorzaak, die hier de hoogste waarde heeft, is de meest voorkomende oorzaak. De laagste score refereert naar de minst voorkomende oorzaak. Op deze wijze zijn de oorzaken op belangrijkheid gesorteerd (van meest voorkomend naar minst
voorkomend):
- Oorzaak 1: Lekkage
- Oorzaak 2: Beschadigde onderdelen
- Oorzaak 3: Afgebroken- / defecte componenten - Oorzaak 4: Verstopping
30 - Oorzaak 5: Losse onderdelen
- Oorzaak 6: Vervuiling - Oorzaak 7: Ontwerpfout - Oorzaak 8: Montagefout - Oorzaak 9: Overbelasting
- Oorzaak 10: Geen beveiliging / zekeringen
Stap 3
Het doel van de Pareto analyse is om overzichtelijk aan te tonen, welke belangrijkste oorzaken voor ongeveer 80% van de stilstand zorgen. Daarvoor is de onderstaande tabel opgesteld, waarin bij iedere oorzaak staat aangegeven in aantallen en percentages hoe vaak deze zich heeft voorgedaan vanaf 01-01-2010. In de rechter twee kolommen worden de waarden opgeteld (cumulatief), waardoor duidelijk is te zien vanaf welke oorzaak ongeveer 80% van de stilstand van de pompen wordt veroorzaakt.
Tabel 5.3: Oorzaken in aantallen en percentages hoe vaak deze zijn voorgekomen
Type oorzaak Aantal keer
voorgekomen per oorzaak
% van het totaal Aantal keer
voorgekomen (cumulatief) % aantal keer voorgekomen (cumulatief) Oorzaak 1 67 42,95% 67 42,95% Oorzaak 2 25 16,03% 92 58,97% Oorzaak 3 21 13,46% 113 72,44% Oorzaak 4 17 10,90% 130 83,33% Oorzaak 5 12 7,69% 142 91,03% Oorzaak 6 7 4,49% 149 95,51% Oorzaak 7 3 1,92% 152 97,44% Oorzaak 8 2 1,28% 154 98,72% Oorzaak 9 1 0,64% 155 99,36% Oorzaak 10 1 0,64% 156 100% Totaal 156 100% 156 100% Stap 4
De waarden uit tabel 5.3 zijn in de onderstaande grafiek weergegeven.
Figuur 5.1: Waarden uit tabel 5.3 in een grafriek weergegeven
0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 0 10 20 30 40 50 60 70 80 O o rza ak 1 O o rza ak 2 O o rza ak 3 O o rza ak 4 O o rza ak 5 O o rza ak 6 O o rza ak 7 O o rza ak 8 O o rza ak 9 O o rza ak 10
Pareto analyse
31
Stap 5
Uit deze Pareto analyse blijkt dus dat de drie meest voorkomende oorzaken (33,3% van alle
oorzaken) zorgen voor 72,44% van de stilstand bij de transportpompen. Het doel van de opdracht is om de transportpompen ongeveer 66,7% minder vaak te laten falen.
Voor het vervolg van de afstudeeropdracht zal de focus op de verbetering van de drie meest voorkomende oorzaken komen te liggen. Dat geeft een speling van (72,44% - 66,7% =) 5,74%.
5.4 Mogelijke oorzaken opstellen die leiden tot de hoofdoorzaken
Hoofdoorzaken zijn dus: lekkages (1), beschadigde onderdelen (2) en afgebroken- / defecte componenten (3).
Voor deze stap wordt een visgraatdiagram opgesteld. Hierdoor wordt een oorzaak-gevolg analyse uitgevoerd, waardoor mogelijke oorzaken aan de orde komen. In dit diagram staat aan de
rechterkant het probleem opgesteld. De mogelijke oorzaken worden links weergegeven in zes categorieën:
- Mens (oorzaken die door menselijk handelen ontstaan);
- Machine (oorzaken die door het functioneren van machines/gereedschappen ontstaan);
- Materiaal (oorzaken die ontstaan door het aanwezige/gebruikte materiaal);
- Methode (oorzaken die ontstaan door werkmethodes/processen);
- Milieu (oorzaken die ontstaan door factoren uit de omgeving);
- Meting (oorzaken die ontstaan door gegevens van processen om de kwaliteit te evalueren).
(Mulder P. , 2013), (online, 2014)
Op basis van de informatie uit SAP en OBS, interviews, de analyses in hoofdstuk 3 en 4 en observatie zijn mogelijke oorzaken voor in het visgraatdiagram opgesteld (zie onderstaande afbeelding). Iedere mogelijke oorzaak is onderzocht en staat in deze paragraaf uitgewerkt. (Brimhall, 2015), (Companies, 2014)
Figuur 5.2: Het visgraatdiagram Mens
Miscommunicatie
Miscommunicatie komt voor onder het personeel, die betrokken zijn bij processen voor de transportpompen. Men is zich hier ook bewust van en werkzaamheden worden stilgelegd bij onduidelijkheden. Daarnaast zijn er dagelijkse meetings, waarin het personeel op de hoogte wordt gehouden van de situatie op de afdeling. (Thompson, 2019), (Nijland, 2019)
32 Er worden dus geen overhaaste handelingen uitgevoerd door miscommunicatie. Op basis hiervan kan worden gezegd, dat miscommunicatie geen onderliggende oorzaak is van de bepaalde
hoofdoorzaken. Gebrekkige kennis
Het personeel, dat betrokken is bij de processen van de transportpompen, bestaat niet enkel uit monteurs en operators. Engineers behoren hier ook bij.
Binnen de GPB-afdeling worden monteurs en operators aangenomen, die minimaal een mbo-opleiding hebben afgerond. Tijdens werkzaamheden doen ze ervaring op. Het merendeel van de monteurs/operators beschikt over jaren werkervaring. Nieuwe monteurs werken de eerste periode volledig met ervaren monteurs. Na verloop van tijd kunnen de ingewerkte monteurs zelfstandig klussen uitvoeren, die ook nog gecontroleerd worden tot ze volledig op eigen voeten kunnen werken. (Nijland, 2019)
De meeste engineers op de GPB-afdeling hebben al meerdere decennia aan werkervaring. Overigens beschikken alle engineers over minimaal een HBO- of WO-diploma. (Thompson, 2019)
Daarnaast wordt er onderling veel gecommuniceerd en zoals bij ‘miscommunicatie’ ook al is aangegeven, vinden er dagelijkse meetings plaats. Hierdoor blijft het personeel betrokken bij de processen.
Op basis van deze informatie kan geconcludeerd worden, dat er geen gebrek is aan kennis, ervaring en betrokkenheid. Deze oorzaak valt dus ook af.
Hoge werkdruk
Onder het personeel wordt werkdruk ervaren. Dit komt met name, omdat er veel activiteiten uitgevoerd moeten worden. Ondanks de werkdruk wordt wel de tijd genomen voor de activiteiten, die worden uitgevoerd. Monteurs hebben regelmatig overuren moeten maken, wat voor een
bepaalde periode tot veel ziekte heeft geleid. De oorzaak hiervan was een tekort aan personeel. Over het algemeen zijn er tegenwoordig voldoende monteurs. In bepaalde (drukke) periodes is er een tekort aan personeel, wat dan wordt ingehuurd.
Van de werkvoorbereiders wordt ook veel verwacht. Ze komen niet aan alle activiteiten toe, die op de planning staan. Hierdoor worden bepaald activiteiten over het hoofd gezien of versneld
(waardoor mogelijk foutief) afgerond. Onderdelen, die besteld moeten worden, worden niet altijd besteld. Bij een revisie van een transportpomp zijn mede daarom niet de gewenste
reserveonderdelen op voorraad. (Nijland, 2019), (Thompson, 2019)
Door werkdruk en gebrek aan tijd is een aantal reserveonderdelen van de transportpompen dus niet aanwezig. Dit gaat ten kostte van de onderhoudsprocessen. En aangezien het streven is om de Lurgi-fabriek zo snel mogelijk weer te bewerkstelligen, worden (versleten) onderdelen hergebruikt. Gebrekkige motivatie
Uit alle observatie en gesprekken met personeel is geen gebrek aan motivatie opgevallen. Personeel heeft zelf aangegeven, dat het goed gemotiveerd is om het werk zo goed en kwalitatief mogelijk uit te voeren. (Nijland, 2019), (Thompson, 2019)
Montagefouten
Uit de data-analyse van SAP en OBS en de Pareto-analyse zijn montagefouten niet naar voren gekomen als directe hoofdoorzaak. Desondanks is het mogelijk, dat montagefouten onderliggende oorzaken zijn met de bepaalde hoofdoorzaken als gevolg.
Uit observatie en de data-analyse is informatie gevonden over montagefouten omtrent de transportpompen.
33
Observatie
Tijdens de revisie van een seal van een transportpomp, zag de seal er als volgt uit:
Figuur 5.3: Een vervuilde dubbele mechanische seal
Deze dubbele mechanische seal is zwaar vervuild. Op de bovenstaande afbeelding is vervuiling op de seal en tussen de componenten van de seal te zien. Aan de binnenkant van deze seal zat vinasse in kristalvorm tussen de veer. Deze seal heeft twee maanden in werking gestaan voor de
transportpomp. Normaal hoort een seal meerdere jaren mee te kunnen gaan, voor het vervangen dient te worden. (Hans Hogenboom, 2019)
Naast deze defecte seal was een werkende seal aanwezig. Deze werkende seal was niet vervuild, en met de hand was het niet mogelijk om het roterende component naar achter te drukken. Dit betekent, dat de veer goed gespannen staat. Bij de defecte seal was het mogelijk om zelfs met de hand deze naar achter te drukken. Deze veer heeft dus niet voldoende druk geleverd om de mechanische seal niet vervuild te laten raken.
Tijdens het monteren wordt de veer handmatig aangedraaid. Daarom is het goed mogelijk, dat het verkeerd gemonteerd is. Daarnaast is gebleken, dat er geen handleiding/richtlijn aanwezig is voor het plaatsen of vervangen van de dubbele mechanische seals.
Data-analyse
In bijlage 7 is per transportpomp aangegeven welke componenten over een periode van 01-01-2010 tot en met februari 2019 faalde en wanneer dit het geval was. Door te focussen op de seal bij iedere transportpomp wordt duidelijk, dat er geen constante frequentie is tussen de falende mechanische seals. Montagefouten zijn hiervoor een logische verklaarbare reden. Per transportpomp is in een staafdiagram aangegeven, hoeveel maanden er tussen de falende mechanische seals heeft gezeten. Hieronder staat de staafdiagram van transportpomp P17. De overige staafdiagrammen staan in bijlage 8 weergegeven.
Figuur 5.4: Tijdverschil tussen falende mechanische seal bij transportpomp P17
8 9 0 3 2 1 0 18 1 0 0 1 1 8 15 0 21 3 8 0 5 10 15 20 25 Aan ta l maa n d en n a laa ts te m ech an is ch e se al faa l
Tijdverschill tussen falende mechanische seals bij
transportpomp P17
34 Tijdens een revisie worden de mechanische seals ook vervangen. Dit is niet meegenomen in de staafdiagrammen. Het is dus goed mogelijk, dat tussen de storingen door de mechanische seals ook nog vervangen zijn.
Uit het onderzoek in SAP en OBS is ook gebleken, dat er door kleine montagefouten componenten zijn beschadigd in het pomphuis. Zo zijn bepaalde moeren niet beveiligd tijdens de montage, waardoor ze door trillingen losser zijn komen te zitten. Met als gevolg, dat de waaier scheef is gaan draaien en zo in het pomphuis is geslagen.
In totaal heeft dit tussen 01-01-2010 en februari 2019 zich vijf keer voorgedaan.
Op basis van deze gegevens kan nog niet geconcludeerd worden, dat de dubbele mechanische seals veelal falen door montagefouten. Er kan nog een andere oorzaak achter zitten (zoals trillingen). Deze kunnen ook ontstaan door montagefouten, alleen dat kan niet met zekerheid gezegd worden. Daarnaast hebben montagefouten enkele keren geleid tot loskomende onderdelen, waardoor componenten van de transportpompen zijn vervangen.
Machine
Ontbrekende onderdelen
Tijdens de revisies van de transportpompen is tot nu toe altijd geconstateerd dat alle onderdelen aanwezig zijn, die ook in de pomp aanwezig zijn voor deze in bedrijf wordt gesteld. Wel worden regelmatig extra onderdelen (zoals bouten) in het pomphuis en de waaier aangetroffen. Ontbrekende onderdelen leiden dus niet tot het falen van de transportpompen. (Nijland, 2019) Overbelasting
De volgende aspecten zijn onderzocht, die mogelijk tot de overbelasting van (componenten van) de transportpompen leiden:
- De temperatuur van de transportpompen; - Trillingen
De temperatuur van de transportpompen
De temperatuur van de transportpompen geeft een indicatie over de toestand van de hele pomp. Er zijn tijdelijk temperatuursensoren beschikbaar geweest om het temperatuurverloop van de
transportpomp(en) in kaart te brengen. Bij de uitgevoerde metingen was het de bedoeling, dat de temperatuur ook zou worden opgemeten. In verband met ingeplande onderhoudstops bij andere fabrieken, waren de temperatuursensoren op de dag voor de metingen voor urgentere zaken benodigd. Deze waren dus niet meer beschikbaar om een indicatie te kunnen wekken over het temperatuurverloop in de pomp.
Om alsnog na te kunnen gaan of het aannemelijk is, dat de transportpompen regelmatig door thermisch afslaan stil komen te liggen, worden SAP en OBS geraadpleegd. Hieruit is gebleken, dat in de periode van 01-01-2010 tot en met februari 2019 dit slechts één keer is voorgekomen bij één transportpomp.
Op basis van dit gegeven is het aannemelijk, dat de pompen niet door een te hoge temperatuur stil komen te staan.
Trillingen
Tijdens de metingen op transportpomp P17 is het trillingsniveau op de motor en het pomphuis van de pomp gemeten gedurende drie dagen. In paragraaf 4.2 staan de resultaten van deze meting weergegeven. Hieruit blijkt, dat gedurende de meetperiode de pomp tussen de 4 mm/s en 6 mm/s te schommelen met wel meerdere uitschieters naar maximaal 12 mm/s. De motor trilt over het
algemeen tussen 6 mm/s en 9 mm/s met uitschieters tot 18 mm/s.
In ISO 10816-7 is de norm voor machinetrillingen weergegeven. Het overzicht van deze ISO-norm staat in de onderstaande afbeelding weergegeven.
