PuK - Prozesstechnik & Komponenten 2024

Titelgeschichte Seepex

Titelgeschichte Seepex optimiert den Klärschlammtransport im Ruhrgebiet Pumpenmonitoring und Prozessexpertise für Kläranlagen Das Wasser der Ruhr muss rein sein. Der namensgebende Fluss des größten Ballungsraums Deutschlands wird unter anderem mit den geklärten Abwässern von rund zwei Millionen Menschen gespeist, die hier leben. Digitale Monitoring Lösungen des international gefragten Spezialisten SEEPEX sorgen mit dafür, dass der Ruhrverband im Dickicht der Klärschlämmbehandlung den klaren Durchblick behält. Nach erfolgreicher Testphase des Pump Monitorings ist man dort überzeugt: Die permanente Live-Überwachung aller Parameter im Pumpenbetrieb perfektioniert die Performance, steigert die Energieeffizienz und bringt ein hohes Maß an Verlässlichkeit und Planbarkeit in die Wartungsabläufe. Abb. 1: Der Ruhrverband reinigt das Abwasser im Ballungsraum Ruhrgebiet von ca. 2,2 Mio. Menschen täglich. (Quelle: Ruhrverband, Kläranlage Essen Kupferdreh) Abb. 2: Auf zwei Kläranlagen im Essener Süden installierte Seepex digitale Monitoring Lösungen und optimierte so den Klärschlammtransport. (Quelle: Seepex) Den Ruhrverband und SEEPEX verbindet eine langjährige Partnerschaft im Bereich der Schlammförderung. Die leistungsstarken Exzenterschneckenpumpen des Bottroper Unternehmens fördern hier viskose Klärschlämme auf langen Strecken in die Klärwerke. Mit dem Einsatz der modernen Pump Monitoring-Lösungen aus dem Portfolio der Digital Solutions von SEEPEX können jetzt die Prozesse in zwei Kläranlagen der Großstadt Essen dauerhaft optimiert werden. Seit 2021 zeichnete das Pump Monitoring dort Sensordaten für Analysen auf, um die Betriebsleistung für die installierten Pumpen zu optimieren und deren Wartungsaufwand zu reduzieren. Mit Erfolg. Die Technologie aus dem Ruhrgebiet für das Ruhrgebiet hat sich bewährt und wird nun dauerhaft verwendet. Anspruchsvoller Prozess auf der Langstrecke Beide Partner stellten sich den besonderen Herausforderungen, die die langen Förderstrecken von bis zu acht Kilometern wie auch die variierende Menge und schwankende Viskosität des Fördermediums mit sich bringen. Daraus ergibt sich ein anspruchsvoller und komplexer Prozess mit großem Optimierungspotenzial. Der Auftraggeber erhoffte sich von der Langzeitanalyse des Pumpenbetriebs und der Prozessbedingungen durch das Pump Monitoring Optimierungsvorschläge bezüglich Betriebsparametern, Be- 14 PROZESSTECHNIK & KOMPONENTEN 2024

Titelgeschichte triebszeiten und Ener gieverbrauch. Auch sollten kritische Druckzustände sowie Verschleiß überwacht und optimiert werden. Das Pump Monitoring erfasste in der Folge Pumpendaten wie Durchfluss, Drücke, Schwingungen und Temperatur, um die Komponenten und Prozessbedingungen in Echtzeit überwachen zu können. Für das einjährige Pilotprojekt wurden zwei Pumpen ausgewählt, die Primärschlamm von unterschiedlichen Standorten zur weiteren Verarbeitung fördern. Eine Pumpe des Typs NS 70-24 fördert den Primärschlamm von der Kläranlage Essen- Kupferdreh über eine Strecke von acht Kilometern zur Klärschlammbehandlungsanlage, die andere Exzenterschneckenpumpe des Typs BN 130-12 fördert vom Standort Essen- Süd über sechs Kilometer dorthin. Es galt, beide Förderverfahren auf die Kapazität der Klärschlammbehandlung abzustimmen. Probleme aufdecken und Ursachen ermitteln Im Februar 2021 installierte SEEPEX an den beiden Standorten seine Pump Monitoring Einheiten. Zum Lieferumfang gehörte die Pump Monitoring Hardware, ein maßgeschneidertes Sensorpaket sowie die Kommunikationsinfrastruktur und die Connected Services zur Datenerfassung, -überwachung und -analyse. „SEEPEX unterstützte den Ruhrverband mit monatlichen Berichten, der Präsentation der Erkenntnisse sowie Handlungsempfehlungen auf der Basis von Algorithmen und unserem Expertenwissen“, berichtet der Product Manager Digital Solutions bei SEEPEX. Gleich zu Beginn der Analyse konnten die SEEPEX-Experten bis dahin unbekannte Probleme aufdecken und die Ursachen dafür ermitteln. So waren beispielsweise die Förderdrücke erhöht und befanden sich zeitweise außerhalb der Pumpenspezifikation. Als Ursache für gelockerte Schraubverbindungen und eine gebrochene Spannstange wurde schnell festgestellt, dass solche mechanischen Bauteile resonanzfrequenzbedingten übermäßigen Belastungen ausgesetzt sind. Den Zustand von Rotor und Stator machte die Zustandsüberwachung im weiteren Verlauf der Testphase transparent. Hierfür konnte SEEPEX den idealen Zeitpunkt für deren Austausch mit einem Monat Vorlauf bestimmen. So konnte der Kunde den Wartungseinsatz frühzeitig planen und Prozessunterbrechungen vermeiden. Andererseits hat er somit die Nutzung der Verschleißteile voll ausgereizt, ohne dabei die Prozesssicherheit zu gefährden. Im Zusam- menspiel mit weiteren Anpassungen konnte die Lebensdauer von Rotor und Stator um mehr als 50 % erhöht werden, was jährlichen Einsparungen in Höhe von mehr als 6.000 Euro pro Pumpe entspricht. 25 % weniger Energieverbrauch Auch die drei Haupteinflussfaktoren auf den Energieverbrauch konnten identifiziert werden. Unter diesen Voraussetzungen konnte das Team des Pumpenherstellers Einsparpotentiale bei den Energiekosten von mehr als 25 % ermitteln und schließlich konkrete Handlungsempfehlungen zur Erhöhung der Energieeffizienz aussprechen. Die Realisierung, u. a. durch Anpassung der Prozesssteuerung, setzt der Ruhrverband in enger Abstimmung mit SEEPEX um. Insgesamt war der Ruhrverband positiv beeindruckt von den fundierten Analysen zum Energieverbrauch seiner Pumpen. Das Monitoring-System macht es nämlich auch möglich, den Energieverbrauch und die spezifischen Energiekosten pro Kubikmeter geförderten Schlamms jederzeit konkret zu benennen und somit den Prozess transparent zu machen. Die kontinuierliche Überwachung sorgt von nun an für optimale Prozessbedingungen und einen konstant niedrigen Energieverbrauch. PROZESSTECHNIK & KOMPONENTEN 2024 15