In den letzten 10 bis 15 Jahren hat die Abwasserwirtschaft eine grundlegende Veränderung hin zu Pumpen mit variabler Drehzahl durchlaufen. Der Grund hierfür liegt auf der Hand: die Möglichkeit, die Pumpengeschwindigkeit an den Durchsatz anzupassen, sollte – rein theoretisch – zu einem störungsfreieren Betrieb, Energieeinsparungen und geringeren Wartungskosten führen. Allerdings werden von Betreibern ernüchternde Ergebnisse gemeldet und einige konnten sogar überhaupt keine Vorteile verzeichnen. Jetzt werden in einem bahnbrechenden neuen White Paper die Gründe hierfür erklärt und Lösungsvorschläge aufgezeigt.
„Es gibt zahlreiche Missverständnisse und eine Reihe Fehlauffassungen, die im Grunde auf mangelndem Wissen beruhen“, erklärt Stefan Abelin, Co-Autor des White Paper „Variable speed wastewater pumping“, das er im Juni auf der Singapore International Water Week vorstellte.
Als Leiter der Projektausführung bei Xylems Transport Wastewater Pumping Division arbeitete Abelin eng mit den Kunden zusammen und untersuchte, warum deren Aufrüstungen nicht die erwarteten Kosten- und Energieeinsparungen brachten.
„Die Kosten, die durch den Einbau eines drehzahlvariablen Pumpensteuerungssystems entstehen bzw. die Mehrkosten, die hierdurch bei einer Neuinvestition anfallen, können mit den Kosten für die Pumpen gleichgesetzt werden, d. h. es sind enorme Investitionen erforderlich“, erklärt er. „Das System bietet potentiell zahlreiche Vorzüge, hierfür ist es jedoch entscheidend, dass es verstanden und korrekt in den gesamten Prozess integriert wird.“
Warum kommt es zu Energieineffizienz?
Laut White Paper gibt es zwei Faktoren, die bei der Installation von drehzahlvariablen Antrieben (VFD) die Energieeffizienz negativ beeinflussen: das teilweise Zusetzen des Flügelrads (aufgrund von längeren Betriebszyklen und geringerer Rückspülung) und ein Betrieb außerhalb des optimalen Wirkungsgrads der Pumpe.
In dem Bericht werden Ratschläge zur Behebung dieser Probleme gegeben. Dies ist jedoch erst der Anfang der Geschichte. Nachdem sie sich jahrelang mit den Anwendungen der Kunden befasst und Tests im Labor durchgeführt hatten, wurde den Xylem Ingenieuren klar, dass eine Reihe von Überprüfungen und Anpassungen bei zahlreichen Punkten eines Systems erforderlich waren, um das Optimale aus einem VFD herauszuholen.
Bahnbrechend ist an dem neuen White Paper, dass hier zum ersten Mal all diese Bereiche angesprochen werden. Der umfassende Bericht, dessen Fertigstellung drei Jahre dauerte, ist nur 12 Seiten lang und spricht sämtliche technischen Aspekte an, angefangen von Systemkurven, Pumpen- und Motorwahl über Prozesssteuerung und Elektrik bis hin zu Steuerungsstrategien u.a.
„Neu ist, dass wir Aspekte aus zahlreichen Bereichen zusammengetragen haben, d. h. wir erörtern Pumpen und Motoren, sowohl elektrische als auch mechanische, die Elektrik in Zusammenhang mit drehzahlvariablen Antrieben und vor allem – und das ist neu – erörtern wir, wie sich Variationen der Pumpengeschwindigkeit auf das Pumpen von Abwasser auswirken“, erklärt Abelin.
„Im White Paper wollten wir möglichst viele dieser wichtigen Aspekte zusammentragen und sie in einer Form vorstellen, die Probleme, Lösungen und Möglichkeiten umfasst.“
Der Einsatz intelligenter Abwassersteuerungen
Eine der vielversprechendsten Verbesserungen, die in dem White Paper vorgestellt werden, ist der Einsatz von anwendungsspezifischen, intelligenten Abwassersteuerungen. Die hierbei verwendete Software arbeitet mit komplizierten Algorithmen, um die Effizienz der Pumpensysteme zu maximieren und wird in einfach zu installierender, vorkonfigurierter Form geliefert.
Laut Abelin spart dieses komplexe Steuerungssystem nicht nur Energie, sondern – was mindestens genau so wichtig ist – erhöht auch die Zuverlässigkeit des Systems.
Das Problem ist, dass diese Steuerungen bislang nur von Xylem und einigen wenigen anderen Unternehmen angeboten werden und dass sie erst seit zwei bis drei Jahren auf dem Markt sind. „Hier besteht Aufklärungsbedarf – viele Kunden wissen noch nicht einmal, dass es diese Systeme gibt und welche Vorteile sie bieten“, fährt er fort.
Also werden Abelin und seine Kollegen dafür sorgen, dass dies und die anderen Ergebnisse, die im White Paper vorgestellt werden, Verbreitung finden. „Man könnte sagen, dass es sich um den Beginn einer Bildungsreise handelt“, erklärt er abschließend.
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