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31.08.2011

Sparsam Pumpen

Robuste Nieder- und Hochspannungsmotoren sind die Grundlage für störungsfreien Berieb der Pumpen im Heizkraftwerk (Foto: Siemens)

Mit dem Einsatz energieeffizienter Antriebstechnik lässt sich die ökonomische und ökologische Bilanz eines Heizkraftwerks erheblich verbessern. Die Stadtwerke Chemnitz setzen deshalb in ihrem Heizkraftwerk auf drehzahlvariablen Betrieb der Kühlwasser- und Fernwärmepumpen.

Damit lässt sich der Energiebedarf um ein Vielfaches senken.

Das Heizkraftwerk Chemnitz versorgt die 240.000-Einwohnerstadt zuverlässig und umweltschonend mit Strom und Fernwärme. Umweltschonend deshalb, weil dank einer Kraft-Wärme-Kopplung der bei der Stromerzeugung verwendete Dampf in einer weiteren Etappe zur Erwärmung von Wasser verwendet wird. Dieses gelangt durch ein weit verzweigtes Rohrsystem als Fernwärme zu unzähligen Kunden, die diese zum Heizen und als Warmwasser benutzen. In den Pumpen, die für den Transport der Fernwärme zuständig sind, liegen enorme Einsparpotentiale, genauer gesagt in deren Antrieben.

Vor dem Hintergrund des stark schwankenden Fernwärmebedarfs entschlossen sich die Stadtwerke Chemnitz, die Durchflussregelung der Heißwasserumwälzpumpen von Strömungskupplung auf Drehzahlregelung mit Frequenzumrichter umzustellen. Ziel war die Optimierung der kraftwerksinternen Energiebilanz, da die Pumpenantriebe stets mit der auf die maximale Fördermenge ausgelegten Drehzahl liefen, ohne diese in der Realität zu benötigen.

Durch Einsatz eines passenden Motor-Umrichter-Systems lässt sich die Drehzahl der Heißwasserumwälzpumpen exakt auf die aktuell benötigte Fördermenge anpassen. Dabei nimmt der Frequenzumrichter nur so viel Energie auf, wie gerade wirklich erforderlich ist. Damit kann der Energiebedarf um circa 35% gesenkt werden. In Chemnitz besteht das Antriebssystem aus kompakten 690-kW-Niederspannungs-motoren (Typ N-compact von Siemens) und Sinamic G150 Frequenzumrichtern. Letztere eignen sich optimal für Einzelantriebe wie Pumpen, die keine Netzrückspeisung benötigen, und sind besonders zuverlässig, leise und bedienerfreundlich.

Neben den Fernwärmepumpen nutzen die Stadtwerke Chemnitz auch bei den Kühlwasserpumpen die Vorteile der Frequenzumrichtung und profitieren von einem energieeffizienten, exakten und anlagenschonenden Betrieb. Da die Antriebsaufgabe in diesem Fall wegen der höheren Leistungen in Mittelspannung gelöst ist, werden auf der Motorenseite Hochspannungsmotoren des Typs H-compact von Siemens eingesetzt. Das Regeln der Motordrehzahl übernehmen Siemens Mittelspannungs-umrichter des Typs Robicon Perfect Harmony, die ganz einfach nach dem Plug-and-Play-Prinzip ohne Montageeinheiten vor Ort in Betrieb genommen werden können.

Zusätzlich zur Energieeinsparung bringt der drehzahlvariable Betrieb weitere Vorteile. Fördermengen lassen sich wesentlich schneller und exakter den aktuellen Bedürfnissen anpassen. Darüber hinaus schont der sanfte An- und Auslauf die Mechanik des gesamten Antriebsstranges, verringert den Verschleiß, reduziert den Wartungsaufwand und erhöht die Lebensdauer der Komponenten. Auch Druckwellen im Rohrleitungssystem brauchen die Stadtwerke Chemnitz in Zukunft nicht mehr zu fürchten.

Bild: Robuste Nieder- und Hochspannungsmotoren sind die Grundlage für störungsfreien Berieb der Pumpen im Heizkraftwerk (Foto: Siemens)

Quelle: Siemens

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