Im Rahmen einer Generalüberholung hat sich der JFK International Airport kürzlich für seine Enteisungsanlage für eine tauchbare Nemo Exzenterschneckenpumpe entschieden.

Die neue Pumpe fördert das zähflüssige Typ-IV-Enteisungsmittel mit Leichtigkeit und bietet gleichzeitig zahlreiche Wartungserleichterungen sowie Vorteile für Gesundheit und Sicherheit der Mitarbeiter. Das neue Konzept der Speicher- und Transportanlage wird auch für weitere Terminals in Erwägung gezogen, sofern es das Budget erlaubt.
Die Flughafenleitung von New York und New Jersey hat kürzlich ein Projekt im Wert von 10 Mrd. US-$ für den Umbau des veralteten John F. Kennedy International Airport zu einem Luftverkehrsdrehkreuz von Weltklasse mit einfachem Zugang veröffentlicht. Der JFK International liegt im Ranking auf Platz 59 der 100 wichtigsten internationalen Flughäfen. Hier werden jährlich 60 Mio. Passagiere abgefertigt, und diese Zahl wird bis 2030 auf 75 Mio. pro Jahr und bis 2050 auf 100 Mio. steigen.

Veraltete Glykol-Speicher- und Transportanlage werden ersetzt
Eines der ersten Upgrades, die für die erste Projektwelle geplant waren, betrifft die Ent­eisungsanlage von Terminal Nr. 1 für den Winterbetrieb. Die bestehende Anlage enthielt einen ca. 56.000-Liter-Tank (15.000 Gallonen) für das zähflüssige Enteisungsmittel vom Typ IV, einen ca. 150.000-Liter-Tank (40.000 Gallonen) für nicht zähflüssiges Enteisungsmittel und eine angeschlossene LKW-Ladestation. Die Anlage, die im Jahr 1996 errichtet wurde, hatte ihre Nutzungsdauer überschritten. Die Entscheidung zur Aufrüstung der Anlage wurde hauptsächlich aufgrund der veralteten Behälterkonstruktion getroffen. Der 15.000-Gallonen-Behälter war in einen 10.000-Gallonen-Behälter und einer Pumpen-Kammer von 5.000-Gallonen unterteilt, in der zwei horizontale Exzenterschneckenpumpen installiert waren, die die Lagerkapazität für das Enteisungsmittel vom Typ IV auf 10.000 Gallonen reduzierten. Man suchte nach einer Neukonzeption, die 100 % der Bruttokapazität (15.000 Gallonen) bieten sollte.
Außerdem waren die ursprünglichen Horizontalpumpen in der leeren Behälterkammer extrem schwer zu warten. Die Mitarbeiter mussten durch ein Mannloch von 90 cm Durchmesser in einen vertikalen Schacht hinabsteigen. Die relative Unzugänglichkeit war zu einem Wartungsproblem geworden und warf mögliche Gesundheits- und Sicherheitsrisiken auf. Dennoch erforderten die Behälter eine regelmäßige Begehung unter beengten Verhältnissen und machten den Zugang zur Ausrüstung sehr schwierig.
Im Rahmen der Initiative für den Ausbau der Anlage in Terminal 1 arbeitete man mit dem Design-Engineering-Unternehmen Eryou Engineering zusammen, um eine Empfehlung für eine Nachfolgeanlage zu entwickeln. Das Unternehmen übernahm das Design, das Genehmigungsverfahren, Kontrollen während der Bauphase und die endgültige Absegnung des Projekts.
Enteisungsmittel werden in einer Vielzahl verschiedener Arten angeboten. Das System JFK ersetzte die Flugzeug-Enteisungsflüssigkeit – das Gefrierschutzmittel Ultra+ von Ucar – ein Mittel auf Propylenglykolbasis vom Typ 1 und IV, das Wasser, Korrosionsschutzmittel, Netzmittel, Verdickungsmittel und grünen Farbstoff enthält. Das neuerlich verwendete Typ-IV-Enteisungsmittel verhindert eine Neubildung von Eis während des Flugzeugstarts und ist extrem zähflüssig, so erzeugt dieses Mittel eine dickere Schicht auf der Flugzeugoberfläche.
Nach Auskunft von Beratungsingenieur Dr. Phil., Dipl. Ing. Dennis Eryou besitzt das zähe Typ IV-Enteisungsmittel eine Viskosität von etwa 30.000 Centipoise (cP), was ungefähr der Fließfähigkeit von Blut entspricht. „Wir wussten, dass wir ein turbulenzarmes Pumpensystem brauchten, um sicherzugehen, dass die scherempfindlichen Eigenschaften der Flüssigkeit nicht zerstört werden“, so Eryou.

Die Suche nach der richtigen Pumpe
Neben der Forderung nach zusätzlichem Behälterinhalt und verbesserter Erreichbarkeit für die Wartung wollte Terminal 1 die gesamte Anlage auf der bestehenden Grundfläche unterbringen und gleichzeitig die Anforderungen an Förderleistung und Druck erfüllen.
Sie wollten Kosten reduzieren, indem sie Bodenplatte und Verkleidung des bestehenden Behälters für die Montage des neuen Behälters wiederverwendeten. Dies bedeutete, dass die Pumpe wieder auf engstem Raum untergebracht werden musste, was nur minimale Abweichungen von der bestehenden Konstruktion zuließ.
Die Beratungsingenieure verglichen eine Vielzahl vertikaler Pumpenoptionen, darunter auch vertikale Zentrifugalpumpen. Diese werden häufig für die Typ-I-Enteisung verwendet, bei der eine wasserähnliche Substanz im Einsatz ist. Für die dickere, viskosere und scherempfindliche Typ-IV-Flüssigkeit, die gepumpt werden muss, eignen sich Zentrifugalpumpen nicht besonders gut. Eine Zentrifugalpumpe würde eine höhere Scherbelastung für das Produkt bedeuten, wodurch sich seine Viskosität und somit Effektivität erheblich reduziert.
Während der Suche stieß Eryou Engineering auf Informationen über die tauchbare Nemo Pumpe, eine Exzenterschneckenpumpe mit integrierter Montageplatte, die von Netzsch gebaut wird. Die Pumpe ist für hochviskose scherempfindliche Substanzen einsetzbar. Eryou hatte von dem Unternehmen aus Waldkraiburg gehört und wandte sich an deren Vertreter vor Ort, die Firma Burt Process Equipment.
Dave Carson, National Sales Manager von Burt Process Equipment, erklärt, dass das Unternehmen eng mit dem Entwicklungsingenieur zusammengearbeitet hat, um ein Design zu entwickeln, das die angestrebten finanziellen Einsparungen bringen würde und gleichzeitig die Systemanforderungen für das zähflüssige Mittel einhält. Die Förderleistung der Anlage betrug ca. 190 L/min (etwa 50 Gallonen), mit einem Ausstoßdruck von 35 kg/ m2 (50 Pfund pro Quadratzoll), einem spezifischen Gewicht von 1,11 und Temperaturbereichen von 0 °C bis 18 °C (32 °F bis 65 °F).

Allen anderen Optionen haushoch ­überlegen
„Die Nemo Pumpe war den anderen in Betracht gezogenen Optionen haushoch überlegen,“ sagte Eryou. „Außerdem konnte keine der anderen Pumpen in der für diese Anwendung erforderlichen vertikalen Position montiert werden. Dies war wirklich ein ausschlaggebender Faktor in dem Projekt.“
Für jeden Tank wurden zwei Pumpen benötigt, die direkt über einen Schacht im oberen Teil des Behälters montiert wurden. Durch diese Konstruktion wurde die Montage einer Pumpen-Kammer überflüssig.
Carson erläutert: „Bei dieser Konstruk­tion benötigen wir keinen unterirdischen Lagerungsbehälter für die Pumpe, keine Zugangsleiter für den Weg nach unten und kein Mannloch bzw. Ladeluke. Eine vertikale Pumpe bedeutet, dass sie vom Schacht aus zugänglich ist. Dadurch kann die Pumpe – einschließlich des Elektroteils – einfach vertikal aus dem Behälter herausgezogen werden. Durch die Konstruktion sind alle Bereiche des Motors erreichbar und einfach zugänglich. Außerdem sind keinerlei beengte Platzverhältnisse vorhanden, für die eine Genehmigung von der Bundesbehörde für Arbeitsplatzsicherheit (OSHA) erforderlich wäre.“
Carson arbeitete mit Netzsch zusammen, um Preis und technische Daten einzuholen. Netzsch stellte kurzfristig ein Paket mit Angebot, Zeichnungen und allen technischen Angaben zusammen, um das Projekt zu verwirklichen. „Wir gaben ihnen eine Zeichnung des Behälters und die Abmessungen und sagten, dass die Pumpen dort hineinpassen sollten. Dann kamen sie mit zwei oder drei Optionen zurück, und innerhalb von zwei Tagen hatten wir alles unter Dach und Fach.“
Die ausgewählte tauchbare Nemo Exzenterschneckenpumpe bot zahlreiche Vorteile für diese Anwendung. Zusätzlich zu der Platz sparenden Montage im Behälter bot sie einen schwingungs- und geräuscharmen Betrieb. Darüber hinaus gibt es keine Wellenabdichtungen an der Saugseite – stattdessen ist ein Teflon-­Packungsring mit einem Laternenring eingebaut. Dies bedeutet, dass es weniger Teile gibt, die beschädigt werden können, plus eine eindeutige finanzielle Ersparnis. Die Pumpe wird mit einer oberen und einer unteren Montageplatte geliefert, die für optimalen Halt sorgen und fördert das mit 30.000 cP hochviskose Enteisungsmittel ohne Mühe.

Unterstützung bei Montage, Inbetrieb­nahme, Schulung und Serviceaußendienst
In enger Zusammenarbeit mit dem Entwicklungsingenieur übernahmen der Waldkraiburger Hersteller und Burt Process Equipment die Pumpenkonstruktion und -auswahl, Herstellung sowie Unterstützung bei Montage, Inbetriebnahme, Schulung und Serviceaußendienst. Die Außendiensttechniker von Burt übernahmen die Montage der Pumpen und der variablen Frequenzumrichter.
„Wir haben mit einem Griff das richtige Unternehmen gefunden“, sagte Eryou. „Netzsch hat geliefert und seitdem läuft alles problemlos wie ein Uhrwerk.“