Hochdruckpumpen

Stromverbrauch reduzieren

Womit der VW Käfer in den 60er Jahren erfolgreich warb, entwickelt sich heute an deutschen Industriestandorten zum Problem: die lange Lebensdauer von Pumpen. Nicht selten fördern 40 oder 50 Jahre alte Aggregate Prozess-, Kühl- und Speisemedien an ihre Bestimmungsorte. Mit modernen Pumpensystemen lassen sich hier enorme Energieeinsparungen erzielen. Bei der Salzgitter Flachstahl GmbH hat man dieses Potenzial bereits vor Jahren erkannt und damit begonnen, es sukzessive zu heben.

Seit die Strompreise permanent steigen, wächst bei Pumpensystemen in Unternehmen ein enormes Einsparpotenzial heran. Moderne, lastabhängig geregelte Pumpensysteme spielen in Sachen Energieeffizienz in einer ganz anderen Liga als die oft 40 oder 50 Jahre alten Geräte. So verhielt es sich auch bei Salzgitter Flachstahl. Das Herz des riesigen Werksgeländes schlägt im Kraftwerk. Hier erzeugt man aus dem Prozessgas des Hüttenbetriebs elektrischen Strom, Prozessdampf und Fernwärme. Mit dieser Fernwärme werden bereits seit den sechziger Jahren eine Reihe umliegender Unternehmen sowie der benachbarte Stadtteil Salzgitter-Lebenstedt versorgt. Aus dieser Zeit stammten auch die vier KSB-Pumpen, die das 100 bis 140 °C heiße Wasser an die Abnehmer verteilten. Die fast 50 Jahre alten Komponenten arbeiteten trotz ihres Alters zuverlässig, aber da es keine Regelung gab, förderten sie permanent unter Volllast. Die Abnahmemengen hingegen schwankten erheblich:Während auf städtischer Seite dafür vor allem saisonale Gründe ausschlaggebend sind, hängt der Wärmebedarf bei den Industrieabnehmern eher an konjunkturellen Einflüssen sowie dem zunehmenden Bestreben, Energie zu sparen.

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Diesen in Summe zum Teil recht starken Schwankungen begegnete man in der Vergangenheit mit Drosselung an den entsprechenden Armaturen. Für Frank Adam, Betriebsingenieur im Kraftwerk, eine unbefriedigende Situation, da hierbei kostbare Energie verschwendet wurde. Als schließlich eine Generalüberholung der alten Pumpen anstand, prüften die Verantwortlichen auch eine Neuanschaffung. Ziel war es, eine energiesparende, flexible Anpassung der Antriebsleistung an die schwankenden Abnahmemengen zu realisieren.

"Eine detaillierte Betrachtung der Fördermengen zeigte uns, dass die installierten Pumpen lediglich 1 bis 2 Prozent ihrer gesamten Laufzeit im Jahr mit maximaler Förderleistung von 1.600 m3/h liefen", erklärt der studierte Energie- und Wärmetechniker die Ausgangslage. Die überwiegende Zeit erreichte die effektiv abgenommene Fernwärmemenge nur Bruchteile davon. Auch über die einzelnen Tagesverläufe hinweg waren Ausschläge in den Abnahmemengen zu beobachten. Ungeachtet dessen arbeiteten die Pumpen permanent unter Volllast, sodass ein erheblicher Teil an Energie ungenutzt vernichtet wurde.

Um derart schwankende Abnahmemengen zu regeln, stehen zwei Alternativen zur Auswahl: Die einfachste Methode ist die mechanische Variante. Wegen den niedrigen Investitionskosten ist diese Art der Fördermengenregulierung - trotz der unbefriedigenden energetischen Aspekte noch weitverbreitet. Als einzige ökologisch und ökonomisch sinnvolle Variante kann nur die bedarfsabhängige, elektronische Regelung der Pumpleistung gelten. Hier passt sich die Antriebsleistung flexibel der tatsächlich benötigten Abnahmemenge an. Als regeltechnische Einheit solcher Pumpensysteme kommen Frequenzumrichter zum Einsatz.

Die im Vorfeld der Investitionsentscheidung durchgeführten Berechnungen stellten beim Einsatz bedarfsabhängig geregelter Pumpensystem eine Einsparung an elektrischer Antriebsleistung um durchschnittlich 50 Prozent in Aussicht. Die Wahl fiel auf drei KSB-Pumpen vom Typ Multitec MTC D150/2. Diese Pumpen besitzen eine Förderhöhe von 190 m und leisten bis zu 580 m³/h. Jede Pumpe ist mit einem 390-kW-Motor ausgestattet, den ein Frequenzumrichter druck- und mengengeregelt ansteuert.

STROMVERBRAUCH UM 50% REDUZIERT

Seit der Inbetriebnahme läuft das überarbeitete System stabil und störungsfrei. Über diesen Zeitraum konnten die theoretisch errechneten Einsparpotenziale in der Praxis sogar noch übertroffen werden. Um durchschnittlich 55 bis 60 Prozent hat sich der Stromverbrauch inzwischen reduziert. Entsprechend schnell wird sich die Investition amortisieren: Bei Salzgitter Flachstahl rechnet man damit, dass die Investitionen Ende 2014 zurückgeflossen sind. Von da an tragen die Energieeinsparungen Jahr für Jahr zum Gewinn des Unternehmens bei. Aufgrund der positiven Erfahrungen ist Frank Adam nun auf der Suche nach weiteren Bereichen, in denen Einsparpotenziale schlummern. Die Aussichten stehen gut, denn im Kraftwerk sind dutzende Pumpen mit mehreren 10.000m3/h an Fördervolumen installiert. Zurzeit hat der Betriebsingenieur einige Kondensatpumpen im Auge. Auch hier zeigten die Voruntersuchungen, dass neue, optimal ausgelegte Pumpen den elektrischen Stromverbrauch um etwa die Hälfte senken können. Hier werden wieder KSB-Systeme dabei helfen, Geld zu sparen. jg

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