Dekarbonisierung bei einem Stahlproduzenten – mit dem SES System Effizienz Service®
Die Produktion von Stahl ist äußerst energie- und damit auch kostenintensiv. So ist es mehr als verständlich, wenn Stahlproduzenten Energiesparpotenziale aufdecken und nutzen möchten – und zwar in allen Bereichen ihrer Produktion. Im Jahr 2020 beauftragte ein deutscher Stahlgigant KSB damit, mithilfe des SES System Effizienz Services® seine Kühlmittelpumpen auf Optimierungsmöglichkeiten hin zu prüfen und Handlungsoptionen aufzuzeigen.
Die Produktion von Stahl ist äußerst energie- und damit auch kostenintensiv. So ist es mehr als verständlich, wenn Stahlproduzenten Energiesparpotenziale aufdecken und nutzen möchten – und zwar in allen Bereichen ihrer Produktion. Im Jahr 2020 beauftragte ein deutscher Stahlgigant KSB damit, mithilfe des SES System Effizienz Services® seine Kühlmittelpumpen auf Optimierungsmöglichkeiten hin zu prüfen und Handlungsoptionen aufzuzeigen.
Die Optimierung
Die Herausforderung
Energieeinsparung bei Kühlwasserpumpen.
Die Experten des SES System Effizienz Service® wurden damit beauftragt, das System der Kühlmittelpumpen der Walzstraße zu überprüfen und Möglichkeiten zur Optimierung aufzuzeigen.
Zunächst wurden die Ziele der Analyse definiert:
- Identifikation des aktuellen Förderverhaltens der Pumpen
- Ermittlung des Verschleißzustands
- Überprüfung des Schwingungsverhaltens nach DIN ISO 10816 Teil 3 und Teil 7
- Identifizierung möglicher Ausfallursachen
- Ausarbeitung von Handlungsempfehlungen zum energetisch effizienteren Betrieb der Anlage bei gleichzeitiger Erhöhung der Anlagenverfügbarkeit
Nach der umfassenden Systemanalyse wurde Folgendes festgestellt:
- Die Pumpen laufen im Normalbetrieb ausschließlich in Teillast bei geringem hydraulischem Wirkungsgrad
- Erkennbarer Verschleiß gegenüber dem Neuzustand, dadurch erhöhte Leistungsaufnahme
- Zusätzlich wurde an einer Pumpe ein anlagenbedingter zeitweiser Überlastbetrieb erkannt.
Die Lösung
Ersatz der überdimensionierten Pumpen durch kleinere, deutlich energieeffizientere Modelle
Auf Basis der analysierten Daten und den mit dem Betreiber hinterfragten Randbedingungen (Betriebszeiten, Lastprofile, Energiekosten, etc.) wurde schließlich ein Optimierungsvorschlag mit drei Pumpen im Parallelbetrieb ausgearbeitet.
- Ersetzen der vorhandenen überdimensionierten Pumpen durch fünf neue vom Typ Etanorm (Antrieb mit 132 kW statt vormals 250 kW)
- Parallelbetrieb von drei Pumpen, zwei Pumpen als Reserve
- Rohrleitungsumbau und Erneuerung der Regelventile
Bedingt durch eine zukünftige Betriebsweise nahe des Wirkungsgrad-Optimums bei gleichzeitig konstanter Fördermenge wurde in dieser Anwendung ganz bewusst ohne eine zusätzliche Drehzahlregelung geplant.
Das Ergebnis
Auf den Prozessbedarf optimierte Pumpen mit einer Amortisationsdauer von 6 Monaten
Aus dieser Option ergeben sich folgende Vorteile:
- Vermeidung des ineffizienten Teillastbetriebs und Betrieb der Pumpen bei bestmöglichem Wirkungsgrad
- Erhöhung der Standzeit und Reduzierung von Reparaturkosten
- Vermeidung von hohen Strömungsverlusten bei höheren Mengen im Solobetrieb
- Einsparpotential zum aktuellen Betrieb von etwa 44,2 %
- Plus: Einsparung von ca. 862 t CO2 pro Jahr
Zahlen | Daten | Fakten
Anwendungsbereich: Stahlproduktion
Projektjahr: 2020
Umfang: Untersuchung des Pumpensystems zur Kühlung der Walzstraße, Ersatz von fünf Pumpen (250 kW, Drosselregelung)
Bestand | Optimiert | |
Antriebsleistung [kW] | 5x 250, starr | 5x 132, starr |
Energieeinsparung | - | 44,2% |
Energieverbrauch p.a. [kWh] | 4.115.400 | 2.295.200 |
CO2-Emissionsfaktor [g/kWh] | 474 | 474 |
Emissionen p.a. [t CO2] | 1.949 | 1.087 |
Strompreis [€ / MWh] | 100 | 100 |
Amortisationszeit [Jahre] | - | 0,5 |
Vorgeschlagene Pumpenmodelle:
5 x Etanorm 125-100-315
