HSP - Herrenknecht Separation Plants: Separationsanlagen für Microtunnelling, Rohrvortrieb und verwandte Verfahren
06.09.2007
Wie die Vergangenheit immer wieder bewiesen hat, ist für den Bereich der Tunnelvortriebstechnik die Separation ein wichtiger und sensibler integrativer Baustein. Beim Einsatz von Tunnelbohrmaschinen mit hydraulischer Förderung hat die Separationsanlage die Aufgabe, die Trennung der Bestandteile - Feststoff und Flüssigkeit - der geförderten Suspension sicherzustellen, um zum einen das Trägermedium erneut dem Förderkreislauf zur Verfügung zu stellen und zum anderen den gewonnenen Feststoff deponierbar zu machen. Bezüglich der Feststoffkonzentrationen und der Korngröße sind dem hydraulischen Transport Grenzen gesetzt. Nur eine leistungsfähige Separation kann folglich auch eine hohe Vortriebsleistung gewährleisten. Eine unzureichende Separation führt zwangsläufig zu Schwierigkeiten beim Abtransport des Materials von der Ortsbrust an die Oberfläche und somit zu Vortriebsunterbrechungen und Minderleistung.
In Abhängigkeit von geforderter Kapazität und Volumenstrom, Tunneldurchmesser, zu erwartender Geologie und Vortriebsgeschwindigkeit sind die Separationsanlagen HSP 170, HSP 250, HSP 400 und HSP 500 für jeden Tunnelvortrieb bis zu einem Außendurchmesser von 4,50 m die ideale Lösung. Durch den Einsatz unterschiedlicher Siebmaschinen, die linear oder auch kreisförmig angetrieben mit einer Beschleunigungskraft von bis zu 6,3 G arbeiten, werden in Kombination mit den zum Einsatz kommenden, gewebten Stahlsieben optimale Siebleistungen realisierbar.
Weitestgehend unbeeinflusst von Veränderungen der Dichte des Zustroms erzielen die 12" (301 mm) und 15" (381 mm) großen, mit steuerbarem Unterdruck arbeitenden Hydro-VACTM Zyklone im Vergleich zu konventionellen Hydrozyklonen einen gleichmäßigeren und trockeneren Unterlauf und reduzieren durch 76 mm große Ein- und Auslassöffnungen die Gefahr von Verstopfungen durch übergroße Partikel. Als wesentliches Merkmal der Hydro-VACTM Zyklone ist der niedrige Arbeitsdruck von 0,8 bis 1,0 bar zu nennen, welcher sowohl den Energiebedarf der Zentrifugalpumpe als auch den Verschleiß im Zyklonenkörper reduziert. Des Weiteren wird durch den geringen Betriebsdruck eine mechanische Zerkleinerung und Zersetzung der angetroffenen Kornfraktionen und damit Verfeinerung, also Verschlechterung der Feststofffracht vermieden. Die bisher überlicherweise im Tunnelbau häufig ver-wendeten 4'' (100 mm) Hydrozyklone haben einen deutlich höheren Arbeitsdruck von über 2,5 bar und zerlegen das Bohrgut bei jedem Prozessdurchlauf immer weiter in kleinste Partikel. Die gegenüber dem Prozessvolumen der Gesamtanlage erhöhte Kapazität der Hydro-VACTM Zyklone ermöglicht es, nicht nur das durch den Vortrieb erzeugte Bohrklein zu separieren, sondern gleichzeitig auch die im Vorratstank befindliche Slurry im Kreislauf zu reinigen, um somit die Effizienz der gesamten Separationsanlage zu erhöhen.
In vielen Fällen ist der Einsatz einer HSP - Anlage ohne zusätzliche Separationsschritte aus-reichend. In schluffigen, tonigen Böden mit einem hohen Feinpartikelanteil ist es jedoch erforderlich, eine Zentrifuge in Verbindung mit einem Vertikalklärer oder auch Eindicker genannt in das System zu integrieren. Dieses Konzept ermöglicht auch die vollständige Entfernung der Anteile bis zu einer Partikelgröße von 0 micron aus der Slurry. Durch das Vorschalten des Vertikalklärers wird gleichzeitig die Leistungsfähigkeit der Zentrifuge stark erhöht.
Mit den innovativen modularen HSP Separationsanlagen bietet Herrenknecht eine auf das Microtunnelling optimal abgestimmte Lösung an. Die Verfahrens- und Regeltechnik der Separationssysteme ist ein integraler Baustein der AVN Vortriebssysteme und garantiert als bewährtes Element einen optimalen technischen und wirtschaftlichen Ablauf.
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Dipl.- Ing. Timo Seidenfuß, M.Eng. (Herrenknecht AG)
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