Herausforderungen beim Einsatz konzentrischer Reduzierstücke in der Ansaugleitung von Schaum-Zumischsystemen

Für die Schaumlöschanlage eines Gefahrgutlagers in Australien wurde ein FD6000 FireDos-Zumischsystem mit neuen EV-Ventilkegeln installiert. Als Schaummittel kam ein fluorfreies, nicht-newtonsches Konzentrat zum Einsatz. Auf Basis der Viskositätsdaten war zu erwarten, dass das Zumischsystem innerhalb des FM-zugelassenen Bereichs ohne Durchflussbegrenzungen arbeitet. Eine sorgfältige Überprüfung der Schaummittel-Ansaugleitung einschließlich Rohrlängen, Formstücke und Armaturen bestätigte diese Annahme sowie die Kompatibilität mit dem Schaummittel.

Unerwarteter Leistungsabfall

Bei Inbetriebnahmetests erreichte das FireDos-Zumischsystem die Zielzumischrate bis zu Durchflussmengen von 4500 l/min. Bei höheren Durchflussraten sank die Zumischrate jedoch unter 3 % und verfehlte damit die geforderte Leistung – trotz zuvor validierter Schaummitteldaten und Auslegung der Ansaugleitung. Um die Ursache zu finden, wurden die Pläne erneut geprüft. Dabei zeigte sich mit Blick auf die Anlagenpläne und -zeichnungen, dass am FireDos-Zumischsystem – am Anschluss zur Schaummittelleitung - ein konzentrisches Reduzierstück installiert worden war. Konkret wurde eine 6"-Ansaugleitung mit einem konzentrischen Reduzierstück auf den 2½"-Einlass reduziert.

 

Ursachenanalyse

Konzentrische Reduzierstücke halten die Rohrmittellinie zwischen größeren und kleineren Durchmessern auf einer Achse. Bei horizontalem Einbau können sich am oberen Rohrscheitel Lufttaschen bilden, insbesondere wenn die Leitung nicht vollständig geflutet ist.

Diese eingeschlossene Luft kann:

• in die Pumpe geraten,
• zu fehlerhafter Zumischung führen,
• Kavitation verursachen, was

• • Vibrationen und Geräusche,
  • verringerte Pumpenwirkungsgrade und
  • potenzielle Schäden an Pumpeninnenteilen nach sich zieht

Im Gegensatz dazu lassen exzentrische Reduzierstücke – flache Seite oben eingebaut – die Luft entlang der Rohrkrone frei abströmen. So wird Lufteinschluss vermieden und eine stabile Saugbedingung sichergestellt.

 

Lösung

Da das konzentrische Reduzierstück bereits installiert war und nicht ersetzt werden konnte, empfahl FireDos, am oberen Scheitel des Reduzierstücks eine Entlüftung vorzusehen, um eingeschlossene Luft abzuführen. Nach der Installation der Entlüftung wurde ein Leistungstest bei der maximalen Durchflussmenge der Einheit von 6000 l/min durchgeführt. Sobald die Luft entweichen konnte, erreichte das System die Zielzumischrate. Damit war bestätigt, dass Lufteinschlüsse im konzentrischen Reduzierstück die Ursache für den vorherigen Leistungsabfall waren.

Planungsempfehlungen für die Schaummittel-Ansaugleitung

Um ähnliche Probleme zu vermeiden und die optimale Leistung von Schaum-Zumischsystemen sicherzustellen, sollten bei der Auslegung von Schaummittel-Ansaugleitungen folgende Best Practices beachtet werden:

• Saugleitungen kurz und geradlinig halten
• Höhenwechsel („Auf und Ab“) vermeiden
• In horizontalen Saugleitungen exzentrische Reduzierstücke mit flacher Seite oben verwenden
• Sackgassen vermeiden
• Bei mehreren Schaummitteltanks diese in Reihe verbinden
• Für jede Schaumpumpe eine eigene Saugleitung vom Schaummitteltank vorsehen
• Exakte Berechnungen zur korrekten Dimensionierung der Saugleitungen durchführen
• Den Tankauslass an den Durchmesser der Saugleitung anpassen
• Einheitliche Rohrnennweiten für alle Formstücke in der Saugleitung verwenden
• Keine federbelasteten Rückschlagventile oder Filter in Saugleitungen einbauen
• Die gesamte Saugleitung vakuumdicht ausführen, um Lufteintritt zu verhindern