Pumpenoptimierung im Chemiepark Marl

Autor Maximilian Halstrick Junior Projekt Manager Energy Solutions, Group Customer Excellence, Wilo

Die seit Jahren steigenden Energiepreise belasten nicht nur die Chemiebranche inzwischen bis an die Schmerzgrenze. Ein Bereich, in dem – oftmals unbemerkt – erhebliche Stromkosten verursacht werden, sind die Umwälzpumpen in den Heiz- und Kühlkreisläufen sowie in der Warmwasserzirkulation. In Verwaltungsgebäuden, aber auch im Produktionsbereich kann eine Vielzahl von Pumpen im Einsatz sein. Je nach Bauart, Einsatzbereich und Nutzungsprofil entstehen dabei jährliche Stromkosten von mehreren 100 Euro – pro Pumpe. Denn: Ungeregelte Pumpen zählen zu den größten Energiefressern und verursachen hohe Kosten. Aktuellen Schätzungen zufolge sind sie für zehn Prozent des weltweiten Energieverbrauchs verantwortlich. Deshalb ist der Umstieg auf moderne Hocheffizienzpumpen geradezu Pflicht.

Der Weiterbetrieb von alten, ungeregelte Pumpen macht sich nicht bezahlt: Selbst wenn sie noch funktionieren, sparen Hausbesitzer, Unternehmen und Industriekunden nur durch einen schnellen Austausch bares Geld. So konnte auch ein nordrhein-westfälisches Chemieunternehmen davon überzeugt werden, die Effizienz von Pumpensystemen in der Haustechnik deutlich zu steigern. Dies ermöglicht erhebliche Stromkosteneinsparungen. Das Unternehmen ist im Chemiepark Marl ansässig, dem mit 6,5 km2 und ca. 100 Produktionsanlagen drittgrößten Verbundstandort in Deutschland. Es produziert im Jahr unter anderem 165 000 t Superabsorber, die sich zum Beispiel in Babywindeln durch extreme Saugfähigkeit auszeichnen.

Bei einem Vor-Ort-Termin in der Produktion von Basis-Chemikalien für diese Superabsorber wurden zunächst die vorhandenen Pumpensysteme erfasst. Im Rahmen einer Initialberatung durch Wilo Energy Solutions sollte ermittelt werden, wo sich – vor allem im Leistungsbereich bis 1 kW – der Einsatz von Pumpen mit geringerem Stromverbrauch anbot. Denn die vorhandenen Nassläuferpumpen in ungeregelter Bauweise wiesen Wirkungsgrade von lediglich 15 bis 20 % auf.

Hocheffizienzpumpen erzielen im Vergleich zu ungeregelten Pumpen eine Energieeinsparung von bis zu 80 % – Jahr für Jahr. Wilo Energy Solutions hat berechnet, dass sich ein proaktiver Pumpentausch auf diese Weise durchschnittlich schon nach zwei bis vier Jahren amortisiert. Eine entsprechende Modernisierung mit Hocheffizienzmodellen zählt damit im Industriebereich zu den wirksamsten Maßnahmen, um sowohl die Wirtschaftlichkeit als auch die Nachhaltigkeit von Gebäuden und Anlagen deutlich zu erhöhen.

Gleichzeitig arbeiten Hocheffizienzpumpen sehr viel umweltfreundlicher, sodass immer mehr Kunden auch aus Nachhaltigkeitsgründen frühzeitig auf ressourcenschonende Technologien umsteigen. Denn ökologisch und ökonomisch untragbare Energiefresser sind mit einem grünen Umweltgewissen nur schwer zu vereinbaren. Als Entscheidungshilfe hat Wilo Energy Solutions ermittelt, mit welchen Maßnahmen sich ein Kilogramm CO2 am effektivsten einsparen lässt.

Die Vorteile eines proaktiven Pumpentauschs liegen damit auf der Hand, denn einer vergleichsweise geringen Investition steht eine deutlich gesteigerte Wirksamkeit gegenüber: Hocheffizienzpumpen lassen sich mit wenig Aufwand einbauen und sparen über ihre gesamte Lebensdauer Geld und CO2. Im Vergleich zu anderen Sanierungsmaßnahmen sind sie außerdem vergleichsweise preisgünstig.

Auch unter dem Aspekt der Betriebssicherheit sind aktuelle Hocheffizienzpumpen erste Wahl, denn die zuverlässige Regelung der Heiz- und Kühlprozesse ist für viele Kunden das A und O. Dabei bietet Hocheffizienztechnologie eine hundertprozentige Versorgungssicherheit – ohne Leistungseinschränkungen oder Wirkungsgradverluste. Gerade in der Chemieindustrie ein wichtiges Argument: Ein Pumpenaustausch garantiert die langfristige Einhaltung aller gesetzlichen und individuellen Anforderungen, zum Beispiel im Bereich der Wasserversorgung und Abwasserentsorgung.

Die Umsetzung der Pumpenerneuerung erfolgte durch die Infracor GmbH, den Betrei- ber des Standortes Chemiepark Marl. Ihr Bereich Technik ist zuständig für die Instandhaltung der Betriebsstätten und Pumpensysteme. Infracor übernimmt für seine Kunden die komplette technische Betreuung komplexer Produktionsanlagen und hält so die Produktion aufrecht.

Als erster Schritt wurde eine vertiefende Energieanalyse durchgeführt, um den Stromverbrauch ausgewählter Systeme des Pumpenbestandes zu messen. Ziel war, den Strombedarf über einen definierten Zeitraum zu erfassen. Anschließend erfolgte in verschiedenen Heiz- und Kältekreisläufen der Anlagen der technischen Gebäudeausrüstung der Austausch dieser Pumpen gegen Wilo-Stratos-Pumpen. Danach wurden Vergleichsmessungen des Strombedarfs unter identischen Bedingungen durchgeführt. Nachdem bereits im Vorfeld ein Einsparpotenzial von bis zu 75 % bei variablen Volumenströmen errechnet worden war, konnte dies durch die Messungen bestätigt werden.

Aber nicht nur die Erneuerung der ungeregelten Nassläuferpumpen gegen Hocheffizienzpumpen stand im Mittelpunkt, sondern auch – im Leistungsbereich über 60 m3/h – der Einsatz elektronisch geregelter Wilo-Trockenläuferpumpen der Baureihe Cronoline. Diese Pumpe bietet einen sehr hohen hydraulischen Wirkungsgrad, denn durch eine präzise Abstimmung von Laufrad und Pumpengehäuse werden die Strömungsverluste minimiert. Zugleich werden eine besonders hohe Laufruhe und Betriebssicherheit erzielt sowie Lager und die Gleitringdichtung entlastet. Auch bei dieser Baureihe wird über einen integrierten Frequenzumformer die Pumpendrehzahl geregelt, der Förderstrom der Pumpe kann auf diese Weise an den anlagenseitig vorgegebenen Bedarf angepasst werden. So sind Energieeinsparungen von bis zu 50 % im Vergleich zu ungeregelten Pumpen möglich.

Als Fazit kann damit festgehalten werden, dass sich der Austausch ungeregelter Standardpumpen gegen Hocheffizienzpumpen oder elektronisch geregelte Trockenläuferpumpen im beschriebenen Beispiel in weniger als vier Jahren amortisieren wird. Bei einer durchschnittlichen Pumpenlebensdauer von mehr als zehn Jahren ergeben sich mittel- bis langfristig erhebliche Entlastungen bei den Betriebskosten. Davon profitiert aber auch und gerade die Umwelt. In Marl werden durch die hier vorgestellte Maßnahme rund 71 t Kohlendioxid-Emissionen pro Jahr eingespart.

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