Aufrufe
vor 3 Wochen

DER KONSTRUKTEUR 3/2020

  • Text
  • Digitale
  • Produktentwicklung
  • Software
  • Zimmer
  • Anforderungen
  • Einsatz
  • Unternehmen
  • Anwendungen
  • Produkte
  • Konstrukteur
DER KONSTRUKTEUR 3/2020

ANTRIEBSTECHNIK

ANTRIEBSTECHNIK MEERWASSER WIRD TRINKWASSER PRODUKTE UND ANWENDUNGEN Die Meerwasserentsalzung mittels Umkehrosmose ist ein recht energieaufwendiger Prozess. In einer Anlage in einem ägyptischen Düngemittelkomplex regeln Single-Drive-Frequenzumrichter energieeffizient und zuverlässig die Hochdruckkreiselpumpen und weitere Pumpen von Düchting. Die Frequenzumrichter-Baureihe hat insgesamt einiges zu bieten und sie ist universell einsetzbar. Trinkwasser ist in Ägypten ein rares Gut. Aufgrund eines knappen Angebots und einer hohen Nachfrage spielt die Meerwasserentsalzung in den Küstengebieten des Landes deshalb eine wichtige Rolle. In Ain Sokhna am Golf von Suez betreibt der ägyptische Chemieund Düngemittelhersteller NCIC (El Nasr Company for Intermediate Chemicals) einen Düngemittelkomplex. Für dessen Versorgung mit Prozess- und Trinkwasser realisiert das spanische Wasseraufbereitungsunternehmen Desalia in mehreren Phasen eine Entsalzungsanlage. Desalia ist auf die Trink- und Brauchwasserversorgung mittels Umkehrosmose-Entsalzungstechnologie spezialisiert und ist mit führend auf dem ägyptischen Markt für Großprojekte, Hotels und Resorts. Nach Abschluss der dritten Ausbauphase wird die Entsalzungsanlage eine Gesamtkapazität von 234 000 m³/Tag an Prozess- und Trinkwasser haben. In der Anlage kommt die Umkehrosmose als Entsalzungsverfahren zum Einsatz. Dabei wird das Meerwasser in einem geschlossenen Behälter mit hohem Druck durch eine semipermeable Membran gepumpt. Die Trägerflüssigkeit passiert die Membran, während die Feststoffanteile zurückgehalten und abgeschieden werden. Je nachdem, welche Schmutzstoffe im Wasser gelöst sind, werden unterschiedliche Drücke eingesetzt. Dabei erhält man auf der einen Seite Trinkwasser, während auf der anderen Seite eine konzentrierte Sole zurückbleibt. HOCHDRUCKPUMPEN ALS KERNSTÜCK Hochdruckkreiselpumpen zur Beschickung der Membrane mit Meerwasser bilden ein Kernstück von Umkehrosmoseanlagen. Hohe Anlagenverfügbarkeit und nicht zuletzt die Wirtschaftlichkeit der Anlage werden maßgeblich durch die Auswahl des richtigen Pumpenkonzeptes mitbestimmt. Desalia hat die Düchting Pumpen Maschinenfabrik GmbH & Co. KG mit der Lieferung sämtlicher Pumpen beauftragt. Der Pumpenspezialist verfügt über langjährige Erfahrung im Bereich Kreiselpumpen für die Meerwasserentsalzung. Düchting liefert schon seit Mitte der 1990er-Jahre Produkte nach Ägypten. Die mehrstufigen ALS EINBAUMODULE KANN DER ANWENDER DIE FREQUENZ- UMRICHTER EINFACH IN SEINE MASCHINE INTEGRIEREN Hochdruckkreiselpumpen sind in ihrer Konstruktion speziell auf die Anforderungen in der Meerwasserentsalzung abgestimmt. So sind sie aus hochwertigem Duplex-Edelstahl hergestellt, einem mehrwasserbeständigen Material. Da es sich bei der Meerwasserentsalzung um einen äußerst korrosiven Prozess handelt, ist eine hohe Korrosionsfestigkeit des Materials wichtig. UMRICHTER STATT DROSSELUNG Die Entsalzung ist noch immer ein energieintensiver Prozess. Zu Beginn ist eine kontrollierte Erhöhung des Drucks auf das Membransystem erforderlich, wobei die Membran behutsam, aber fest gegen ihre Halterung gedrückt wird. Dies sorgt dafür, dass keine Komponenten beschädigt werden und ideale Bedingungen (korrekter Durchfluss und Druck) für die Wassergewinnung vorherrschen. Da für den Anfahrvorgang und die Produktion ein veränderlicher Druck benötigt wird, können die Pumpen durch einen Direktstarter 22 DER KONSTRUKTEUR 3/2020

ANTRIEBSTECHNIK eingeschaltet und der Motor mit voller Drehzahl betrieben werden. Der erforderliche Wasserdruck wird dann mittels eines Drosselventils eingestellt. Diese Vorgehensweise erfüllt zwar ihren Zweck, erzeugt aber auch mechanische Belastungen, zum Beispiel durch Vibrationen und Druckschläge in den Rohrleitungen und an den Ventilen, und verbraucht unnötig Energie. Folglich gehört die Optimierung der Energieeffizienz und der Lebenszykluskosten zu den wichtigsten Herausforderungen für den Erbauer und den Betreiber einer Entsalzungsanlage. „Eine Philosophie von Desalia ist es, konsequent alle Pumpen in den Anlagen mit Frequenzumrichtern zu regeln“, betont Michael Gabor, Sales & Project Manager Seawater Desalination bei Düchting. „Bei Umkehrosmoseanlagen wird für die Pumpenregelung oft noch die Drosselung mit einer Klappe oder einem Schieber eingesetzt. Das ist energetisch nicht sinnvoll, da mit der Pumpe Energie erzeugt und mit der Drosselarmatur wieder Energie ‘vernichtet‘ wird. Der Frequenzumrichter stellt den exakten Betriebspunkt ein, ohne dass dafür eine Drosselarmatur benötigt wird. Energetisch gesehen ist das der goldene Weg.“ HÖHERE LEBENSDAUER UND NUTZUNG DIGITALER DATEN Es gibt die Frequenzumrichter als Schrankgeräte (li.), für die Wandmontage (M.) und als Einbaumodule (re.) Frequenzumrichter bieten noch zwei weitere wichtige Vorteile: Im Gegensatz zur Drosselregelung gibt es infolge der Drehzahlregelung keine Druckstöße im Leitungssystem, was die Haltbarkeit der Komponenten wesentlich erhöht. Die Daten aus den Geräten können darüber hinaus für weiterführende Datenanalysen im Prozessleitsystem genutzt werden, zum Beispiel zur Berechnung der Durchflussmengen oder auch für das Condition Monitoring, um die Laufzeiten der Anlage zu verlängern. Insgesamt 116 Pumpenaggregate von Düchting arbeiten in der Anlage von NCIC. Neben den mehrstufigen Pumpen für den Entsalzungsprozess sind es einstufige Pumpen, Prozesspumpen, Druckerhöhungspumpen sowie sogenannte Intake-Pumpen, die das Wasser aus dem Meer in die Anlage fördern. Die Antriebstechnik für die Pumpen stammt komplett von ABB und besteht aus Frequenzumrichter-Schrankgeräten ACS880-07 und M3BP-Prozessmotoren mit Graugussgehäuse. Auch einige rippengekühlte AXR-Hochspannungsmotoren für den Antrieb der großen Hochdruckpumpen kommen zum Einsatz. Die AXR-Motoren sind WITTENSTEIN Service Portal Montage und Inbetriebnahme Inspektion Ersatzprodukte Produktinformation Dialog Smart Services One gate. All support. Das neue webbasierte WITTENSTEIN Service Portal unterstützt Sie während des gesamten Lebenszyklus Ihres WITTENSTEIN-Produktes – von der Installation über die Inbetriebnahme bis zum Servicefall bzw. Austausch des Antriebs. Hier erhalten Sie die für Ihr Produkt relevanten und aktuellen Informationen, technischen Daten, Tutorial-Videos zu Montage & Inbetriebnahme, Dokumentationen, Firmware Files sowie die Kontaktdaten Ihrer Ansprechpartner. WITTENSTEIN – eins sein mit der Zukunft www.wittenstein.de/service-portal

AUSGABE