Windgeneratoren als Vorbild

Panorama
Das Aussenrad (grau) wird
konstant angetrieben.
Die Sonnenradwelle
(orange) kompensiert
die Drehzahlunterschiede.
Der Planetenradträger (grün) liefert
die gewünschte
variable Drehzahl
an die Pumpe.
Für die Regelung von Windgeneratoren
existieren fortschrittliche Methoden
zur Drehzahlregelung. Sulzer hat in
Zusammenarbeit mit SET Sustainable
Energy Technologies GmbH ein solches
neuartiges Konzept erstmals auf
Pumpen angewendet und mit grossem
Erfolg an einer Speisewasserpumpe in
einer Raffinerie umgesetzt.
Windgeneratoren als Vorbild
Ungeregelte Pumpen verbrauchen bei schwankendem
Bedarf unnötige Antriebsenergie. Durch eine Regelung
der Pumpendrehzahl lässt sich die Förderleistung auf
den jeweiligen Bedarf anpassen und eine Menge Energie sparen. Das war auch das Ziel der Raffinerie PCK
Schwedt, als sie Sulzer beauftrage, die Speisewasserpumpe im betriebseigenen Kraftwerk aufzurüsten. In
dem Kraftwerk werden Rückstände aus der Produktion verbrannt. Die Wärme wird genutzt, um Wasser zu
verdampfen und Strom zu erzeugen. Die Speisewasserpumpe fördert das Wasser in den Dampfkessel,
wobei die benötigte Menge je nach Strombedarf
schwankt. Bisher wird die Drehzahl von Pumpen üblicherweise mit Frequenzumrichtern geregelt. Allerdings
sind die Umrichter für hohe Leistungen sehr teuer.
Auch alternative hydraulische Getriebe haben viele
Nachteile wie etwa einen geringen Wirkungsgrad ausserhalb der Nenndrehzahl, einen grossen Platzbedarf
und eine aufwendige Kühlung.
Sulzer hat die neue hocheffiziente Drehzahlregelung erfolgreich an
einer Speisewasserpumpe in einer Raffinerie umgesetzt.
Intelligent kombiniert
SET ist seit mehr als 20 Jahren aktiv im Bereich Windkraft und hat Getriebe für die Regelung von Windgeneratoren entwickelt, die den erzeugten Strom bei wechselnden Windlasten konstant bei 50 Hz halten. Das
innovative Getriebekonzept hat SET nun zusammen
mit Sulzer auf Pumpen angewendet. Grundidee ist die
Kombination von verschiedenen Getriebearten mit einem Umrichter. Das System besteht aus einem konstanten Hauptantrieb, einer Planetengetriebebox und einem kleinen Umrichter (max. 20% der Gesamtaggregatsleistung). Ähnlich wie bei Hybridantrieben setzt
sich die Systemleistung aus den Antriebsleistungen
des Hauptantriebes (3,2 MW / 6 KV) und des Umrichtermotors (400 KW / 690 V) zusammen, die je nach Leistungsbedarf intelligent kombiniert werden. Das bedeutet, dass der Hauptantrieb die Grundlast übernimmt
und der Regelbereich mit dem kleineren frequenzgeregelten Motor gefahren wird. Das Besondere daran ist,
dass der Gesamtwirkungsgrad des Antriebsstranges
über weite Drehzahl- bzw. Leistungsbereiche rund
95% beträgt und generell nicht unter 91% geht. Das ist
mit keiner der vorgenannten Drehzahlregelungsoptionen machbar und stellt ein völlig neues Konzept dar.
Das System wurde erfolgreich in der Raffinerie installiert und läuft zur vollen Zufriedenheit des Kunden.
Sulzer ist überzeugt, dass diese revolutionäre Antriebsmethode auf viele rotierende Maschinen anwendbar ist
und sich aufgrund der hohen Flexibilität und der Energieeinsparungen in der Industrie durchsetzen wird.
Kontakt: Dirk Küllmey, Klaus Löffler
sulzertechnicalreview@sulzer.com
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