Verbesserte Zuverlässigkeit der Kläranlage durch vollständige Systemintegration

 FOTO: Grundfos kann eine komplette Netzwerk-Pumpstation mit Pumpen, Ventilen, Regelungen und Services liefern und anpassen.
Wohl durchdachte, geregelte Anlagen

Herkömmliche Abwasserpumpstationen hatten Pumpen mit fester Drehzahl und einfachen An-Aus-Regelungen. Doch diese Zeiten sind vorbei. Pumpstationen sind immer noch für Spitzenzeiten ausgelegt, doch drehzahlregulierte Pumpen sind bei den steigenden Energiekosten immer wichtiger geworden. Außerdem müssen die Bediener mehr überwachen.

„Früher lag der Fokus der Abwasseraufbereitung auf einem zentralen – und urbanisierten – Ansatz, was bedeutete, dass Abwasser aus Städten in Anlagen vor Ort behandelt wurde“, erinnert sich Torben Silberg Poulsen, Global Product Manager/Drives. „Weiter abgelegene Gegenden hatten separate Abwassersammelsysteme, wie z. B. Faulgruben, die nicht mit dem kommunalen Abwassernetz verbunden waren. Jetzt gibt es einen Paradigmenwechsel. Jedes Gebäude, ob Bauernhof oder Industrie, muss an das kommunale Kanalisationsnetz angeschlossen sein, damit das Abwasser behandelt wird. Das bedeutet mehr Pumpstationen, ein größeres und erweitertes Rohrleitungsnetz sowie, insbesondere, die Notwendigkeit das Netz ständig zu überwachen, um den Abwasserstrom zu regulieren.“

Integrierte Systemlösungen

Der Systemansatz für das Abwassermanagement iSOLUTIONS von Grundfos kann diese neuen Anforderungen erfüllen. Torben Silberg Poulsen sagt: „Wir haben weit mehr zu bieten als nur Pumpen – z. B. Regler, Kommunikationseinheiten, die hocheffizienten Motoren Grundfos Blueflux®, Sensoren usw. Wir liefern den Kunden integrierte Systemlösungen.“

Die iSOLUTIONS von Grundfos vereinen das Anwendungs-Know-how und die Pumpenintelligenz von Grundfos, um die folgenden Funktionen bieten zu können:

• Eine zuverlässige, integrierte Systemlösung, über die der Bediender jederzeit die Kontrolle hat
• Hohe Leistung und Energieeffizienz
• Die Möglichkeit, das System zu überwachen und zu regeln, sodass der Bediener die Wartung planen und teure, unvorhergesehene Ausfälle vermeiden kann, um so die Gesamtwartungskosten zu verringern.

Jederzeit die vollständige Kontrolle

Bei Abwassersystemen ist vollständige Kontrolle unerlässlich, um sicherzustellen, dass der Bedarf immer genau gedeckt wird. Um dies zu erreichen, bietet Grundfos eine Dedicated-Control-Einheit (DC-Einheit) mit vielen standardmäßigen und anwendungsspezifischen Abwasserfunktionen an, einschließlich Spülen und Umkehrbetrieb.
„Bei unseren Dedicated-Control-Einheiten sind Zuverlässigkeit und Energieeffizienz unsere Hauptziele“, betont Danny Staerk, Global Product Manager/Controls. „Unser Ziel ist es, ungeplante Wartung auf ein Minimum zu reduzieren und die Energieeffizienz zu optimieren.“

Die DC-Einheiten sind mit Ein- und Ausgangsmodulen erweiterbar, um volle Anwendungsflexibilität zu garantieren. Sie können über internationale Standard-Kommunikationsprotokolle wie MODBUS RTU, Profibus DP und Ethernet in jedes SCADA-System integriert werden.

Sie ermöglichen das Regeln von bis zu sechs Pumpen jeder Baugröße. Unter anderem können sie jederzeit regeln, wie viele Pumpen verwendet werden, abhängig vom Zufluss zur Pumpstation und der Kapazität des Netzwerks.

„Die DC-Regelungseinheiten verfügen außerdem über 27 Sprachoptionen auf einem großen, graphischen Farbdisplay“, ergänzt Danny Staerk. „Das ist wichtig, da wir oft mit Stadtverwaltungen auf der ganzen Welt zu tun haben, die gewährleisten müssen, dass das örtliche Personal die Geräte einfach bedienen kann.“

Grundfos Remote Management

Die Client-/Server-basierte Lösung Grundfos Remote Management (GRM) ermöglicht eine unbegrenzte Anzahl an Anwendungen, die über einen einzigen Server überwacht werden können.

„Das GRM bietet Ihnen eine vollständige Übersicht über Ihre gesamte Anlage – Pumpen, Regelungen, Sensoren usw. – und das jederzeit und effizient“, erklärt Mikael Nedergaard, Global Product Manager von Grundfos/Wastewater. „Auch die Installation vor Ort ist einfach. Das GRM ist komplett vorprogrammiert – es ist keine Programmierung erforderlich. Deshalb dauert es nur wenige Minuten, die Kommunikationseinstellungen und die Produktkonfiguration vorzunehmen.“

ABBILDUNG 1

Proaktive Wartung

„Aus Gesprächen mit unseren Kunden wissen wir, dass Betriebssicherheit wichtiger ist als Energieeffizienz“, erzählt Mikael Nedergaard. „Daher verfügt der Abwasserregler DC von Grundfos über erweiterte Funktionen, um Probleme zu verhindern, bevor sie entstehen.“ (Siehe Abbildung 1.)

Die DC-Einheit kann beispielweise mithilfe ihrer Funktion zur Variation des Start-Niveaus (Start-Level-Variation) verhindern, dass auf den Wänden einer Pumpstation eine Fettschicht entsteht.

Kombiniert mit der Funktion zur vollständigen Drainage werden Fette, Sande, Rückstände und Fasern abgepumpt, um die Pumpstation sauber zu halten und einen robusten und zuverlässigen Betrieb sicherzustellen. Die täglichen Spülungssequenzen des DC bei voller Pumpendrehzahl verhindern ebenfalls Sedimentation in den Rohrleitungen.

„Dieses umfassende Programm an ausgeklügelten Funktionen verhindert eine Menge potenzieller Ausfälle im Abwassertransportnetz“, sagt Danny Staerk. „Der Regler misst in Echtzeit und stellt sicher, dass die Pumpen stoppen, bevor es zu einem Ausfall kommt.“

 

ABBILDUNG 2

Energieoptimierung

Viele Abwasserpumpen von Grundfos sind für eine flache Wirkungsgradkurve ausgelegt. „Für Abwasseranwendungen und den drehzahlgeregelten Betrieb ist das ideal, da der Betriebspunkt sich ständig ändert“, erklärt Mikael Nedergaard. „Bei der Konstruktion und Entwicklung von Pumpen und Reglern bemühen wir uns um die energieeffizientesten Lösungen, damit unsere Kunden davon profitieren können. Außerdem versuchen wir, zusätzliche Services im System zu entwickeln, die dabei helfen, dies zu erreichen.“

Der Abwasserregler DC von Grundfos ermöglicht beispielsweise das Einstellen einer „Mindestregelung“ (siehe Abbildung 2). Dieser energiesparende Algorithmus sorgt dafür, dass die Pumpen bei der niedrigsten zulässigen Frequenz laufen, um den Abwasserstrom aufrechtzuerhalten. Das ist besonders bei Anwendungen nützlich, bei denen das Aufbauen von Druck im Rohr zu übermäßigem Energieverbrauch führt, wenn die Pumpe startet.

Lebenszykluskosten

Grundfos weist potenzielle Kunden darauf hin, bei der Auswahl der Abwassermanagementlösung die Lebenszykluskosten zu bedenken. In dem Buch Pump Life Cycle Costs: A Guide to LCC Analysis for Pumping Systems von Europump und dem Hydraulic Institute wurden Untersuchungen veröffentlicht, die zeigen, dass der Anschaffungspreis kaum mehr als fünf Prozent der Gesamtkosten einer Pumpe während ihrer Lebensdauer ausmacht (siehe Abbildung 3).

ABBILDUNG 3: Die Energiekosten machen 85 Prozent der Lebenszykluskosten einer Pumpe aus. Quelle: Europump, das Hydraulic Institute und das US Department of Energy

Der Stromverbrauch ist mit 85 Prozent der Gesamtkosten bei Weitem der ausschlaggebendste Faktor, während Wartungskosten bei ungefähr 10 Prozent liegen.

„Selbstverständlich sollte einem energieeffizienten Betrieb eine sehr hohe Priorität eingeräumt werden“, sagt Mikael Nedergaard. „Das gilt besonders für größere Pumpstationen, bei denen die Anschaffungskosten verglichen mit den Energiekosten während der Lebensdauer der Anlage relativ gering sind. An dieser Stelle bietet der Ansatz iSOLUTIONS von Grundfos große Vorteile.“

Nehmen wir ein Abwasserpumpennetz in Lolland, Dänemark, als Beispiel. Durch den Austausch des bisherigen An-Aus-Betriebs mit Grundfos iSOLUTIONS hat die Anlage 45 Prozent ihres Energieverbrauchs eingespart (siehe Abbildung 4).


„Das umfassende Programm an ausgeklügelten Funktionen verhindert eine Menge potenzieller Ausfälle im Abwassertransportnetz.“

Danny Staerk, Global Product Manager/Controls

ABBILDUNG 4: Eine Kläranlage in Lolland, Dänemark, hat es geschafft, durch die Einführung des Systemansatzes iSOLUTIONS von Grundfos 45 Prozent ihrer Energie zu sparen. Quelle: Grundfos

Ein einziger Lieferant für maximale Funktionalität

Grundfos kann eine zuverlässige, energieeffiziente Leistung liefern, weil das Unternehmen alle Komponenten so entwickelt, dass sie ohne Probleme kombiniert werden können.

„Bei Grundfos verwenden wir die GeniBUS-Kommunikation schon seit mehreren Jahren“, erklärt Torben Silberg Poulsen. „Fast alle unsere Produkte unterstützen diese Standard-Kommunikationsform. So können sie leicht miteinander verbunden werden, wenn wir ein kombiniertes System entwickeln.“

Da Grundfos alles liefern kann – von vorgefertigten Pumpstationen bis zu eingebauten Sensoren und Motorschutz – stellt das Unternehmen eine zentrale Anlaufstelle dar, sagt Danny Staerk. Indem Kunden die komplette Lösung von einem einzigen Lieferanten beziehen, können sie das Beste aus ihrem System herausholen.

„Wenn Sie lediglich unsere Pumpen kaufen, aber einen Standardregler von einem Drittanbieter beziehen, besteht das Risiko, dass dieser mit der Anlage nicht gut kombiniert werden kann und Sie nur über eingeschränkte Funktionen verfügen“, sagt er. „Mit unserem Regler haben Sie viel mehr Möglichkeiten.“

Über Grundfos iSOLUTIONS

Klicken Sie hier für weitere Informationen dazu, wie die Grundfos iSOLUTIONS geregelte, zuverlässige und energieeffiziente Abwasserpumpanlagen für Unternehmen liefern.

Text von Justyn Barnes





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