Energieeffizienzmöglichkeiten in Pumpsystemen

Pumpsysteme sind in einer Reihe von Industriezweigen weit verbreitet, vom Bergbau über die Erdölindustrie bis hin zur Fertigung. Diese Systeme machen fast 20 % der weltweit von Elektromotoren verbrauchten Energie aus ! Ein winziger Einbruch ihrer Effizienz kann das gesamte System finanziell stark belasten und das Leben der Maschinen gefährden. Die Amerikanische Gesellschaft für Maschinenbauingenieure (ASME) hat eine umfassende Liste von Normen veröffentlicht, die bei der Bewertung der Effizienz von Pumpsystemen helfen können.

Wartung

Die meisten Pumpsysteme erfordern eine Durchflussregelung die Komponenten wie Drosselung, Bypassleitungen, Pumpendrehzahlanpassungen und Ventile verwenden. Eine unzureichende Wartung dieser Komponenten kann ihre Effizienz stark beeinträchtigen und ihre Nutzungsdauer beeinträchtigen.

So können Sie sicherstellen, dass das System in Top-Position bleibt:

• Ersetzen Sie abgenutzte Laufräder, Schmierung und Gleitringdichtungen
• Inspiziere die Lager und repariere sie
• Pumpe/Motor auf Ausrichtung prüfen
• Vermeiden Sie Drosselungsprobleme

Die Amortisation einer solchen kleinen Wartung erfolgt normalerweise innerhalb eines Jahres und kann 2-7 % des Pumpstroms einsparen auf lange Sicht.

Überwachung und Kontrolle

In Verbindung mit der Wartung sollte die Überwachung ein fester Bestandteil des Routinebetriebs sein. Das frühzeitige Erkennen von Problemen und das Studium ihrer Trends über einen langen Zeitraum kann dabei helfen, den nächsten Ausfall vorherzusagen. Dies würde es ermöglichen, vorher Maßnahmen zu ergreifen, anstatt unter einer Betriebsunterbrechung zu leiden.

Die Pumpsysteme sollten in die SCADA-Systeme der Industrie integriert werden und die folgenden Funktionalitäten bieten:

• Verschleißüberwachung
• Vibrationsanalyse
• Leistungsüberwachung
• Druck- und Durchflussanalyse
• Verteilungssystemparameter

Ebenso sollte auch die Kontrolle in geeigneter Weise organisiert werden. Entweder sollte ein geeigneter Schaltschrank beibehalten werden, der optimierte elektrische Steuerungen bietet, oder es sollte ein Front-End-HMI verwendet werden, das alle Schaltanlagen über eine SPS/PAC steuert.

Richtige Pumpen

Die Effizienz einer Pumpe baut sich während seiner Lebensdauer um 10–25 % ab. Einige Leute argumentieren, dass die Effizienz mit der Zeit abnehmen wird, aber Branchenexperten haben darauf hingewiesen, dass die sich verschlechternde Leistung stark durch eine Diskrepanz zwischen der Kapazität der Pumpe und ihrem Betrieb beeinflusst wird.

Heutzutage sind mehrere Pumpen mit spezifischer Druckhöhe und Durchflusskapazität erhältlich. Die Wahl der richtigen Pumpe würde eine Senkung der Betriebskosten sowie langfristig eine höhere Effizienz ermöglichen.

Die Pumpendimensionierung ist ein weiteres Problem, das angegangen werden muss. Wenn eine Pumpe unter gedrosselten Bedingungen betrieben wird, kann sie falsch dimensioniert sein. Gleiches gilt für die Durchflussrate. Wenn die Durchflussrate um mehr als 30 % von ihrem Spitzenwirkungsgradpunkt abweicht, liegt eine Kapazitätsfehlanpassung vor. Wenn Pumpen überdimensioniert sind, kann die Drehzahl mit einem langsameren Motor oder einem Getriebe reduziert werden, was jedoch zu häufigen Ausfällen führt, die gewartet werden müssen. Eine Korrektur der Pumpengröße kann 15–25 % Stromverbrauch einsparen , und sollte daher mit großer Sorgfalt durchgeführt werden.

Außerdem sollten mehrere Pumpen für unterschiedliche Lasten verwendet werden. Dies mag nach einer kapitalintensiven Aktivität klingen, ist jedoch kostengünstiger und energieeffizienter.

Antriebe mit einstellbarer Geschwindigkeit

Der Energieverbrauch für Pumpen steht in direktem Zusammenhang mit der dritten Potenz der Durchflussrate. ASDs oder drehzahlregelbare Antriebe können der Industrie dabei helfen, ihre Lastanforderungen genau anzupassen, was zu einer höheren Effizienz führt. Die Installation von ASDs kann die Produktivität erheblich verbessern und den Verschleiß reduzieren . Die Amortisation erfolgt in viel kürzerer Zeit, da zukünftige Wartungskosten entfallen.

Sofern die Pumpenkurven nicht flach sind, würde eine 10 %ige Regulierung der Durchflussrate durch ASDs 20 % Einsparungen im Vergleich zu Pumpen ausmachen.

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