Pump Audit identifiziert gezielt die Energieverschwender

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Zwischen Juli 2009 und Mai 2010 führte die Deutsche Energie-Agentur Dena zusammen mit Grundfos bei der Bayer Schering Pharma AG eine Energieanalyse der Kühlwasserversorgung durch. Im Fokus der Analyse standen die in den Rückkühlanlagen installierten Kühlwasserpumpen und das zugrunde liegende Steuerungskonzept.

Smarte Steuerung der betrieblichen Kühlwasserversorgung

Im ersten Schritt erfolgte eine Systembegehung: Die Inspektion umfasste die systemrelevante Rohrleitungsführung, die Absperr- und Rückflussarmaturen, die installierten vertikalen Turbinenpumpen nebst deren Motoren, die Systemsteuerung und die Kühlsystemanordnung. Installiert sind im ersten Kühlturm vier vertikale Turbinenpumpen (400 m³/h; Baujahr 1969-76) und im zweiten Kühlturm ebenfalls vier vertikale Turbinenpumpen, allerdings höherer Leistung (700 m³/h).

Erster Befund: Ein Austausch der zum Teil älteren Pumpen wäre aufgrund der nur geringen Effizienzsteigerung durch neue Pumpen nicht wirtschaftlich (Bild 3). Der Motorwirkungsgrad ist bei dieser Motorengeneration und dieser Motorengröße nicht schlechter als der von neuen Motoren.

Neue Rückschlagklappen sparen zwei von acht Pumpen ein

Die Messungen zeigten allerdings, dass die Rückschlagklappen hinter den Pumpen einen hohen Druckverlust von circa 3 m verursachen. Zur Optimierung des Fördervolumens wurde dem Betreiber dringend empfohlen, diesen enormen Druckverlust zu reduzieren. Ergebnis: Nach Einbau von neuen Rückschlagklappen mit erheblich geringerem Druckverlust werden für die erforderliche Leistung zwei der acht Pumpen nicht mehr benötigt.

Die je vier Vertikalpumpen pro Kühlturm wiesen zum Zeitpunkt der Begehung einen differierenden Volumenstrom auf; sie wurden zudem je nach Bedarf teilautomatisiert zugeschaltet, sodass häufig mehr Leistung bereitgestellt als tatsächlich benötigt wurde. Hier identifizierten die Pumpenspezialisten des Dena- und Grundfos-Teams auch den stärksten Hebel für eine Optimierung: Durch das Zusammenfassen der Rückkühlwerke zu einem integrierten System lassen sich die Pumpen unterschiedlicher Leistung (und unterschiedlicher Lastprofile) über eine Modifizierung der Steuerung zu einem optimalen Lastzyklus verknüpfen – und das bei deutlich reduzierter Stromaufnahme.

Energieeffizienz-Investitionen in das Pumpensystem amortisieren sich in sechs Monaten

Die Umsetzung des Gesamtkonzepts bietet Bayer Schering eine jährliche Energieeinsparung von knapp über 1 Mio. kWh (Ausgangswert: 4,6 Mio. kWh) – und damit eine Kosteneinsparung in Höhe von 109000 Euro (Tabelle). Die Einsparung entspricht einer Amortisationszeit von einem halben Jahr. Über das Projekt lassen sich bis zu 670 t CO₂ pro Jahr reduzieren.

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