Die Peiner Träger GmbH ist ein deutsches Stahlunternehmen und hat seinen Hauptstandort in Peine (Niedersachsen). Das Unternehmen gehört zur Salzgitter AG und zählt zu den größten europäischen Herstellern von Stahlträgern und Profilen. Es produziert jährlich rund eine Million Tonnen Stahl, die weltweit in Bauprojekten eingesetzt werden. Die Produkte kommen unter anderem im Hochbau, Brückenbau und in anderen tragenden Stahlkonstruktionen zum Einsatz und sind ein wichtiger Bestandteil moderner Stahlkonstruktionen. Ein Schwerpunkt des Unternehmens liegt auf nachhaltiger Stahlproduktion.
Brauchwasserkreislauf Ost
Die Modernisierung des Brauchwasserkreislaufs Ost erfolgte mit dem Ziel, die Versorgungssicherheit weiter zu erhöhen, den Energieverbrauch zu senken und den Betriebsaufwand nachhaltig zu reduzieren. Die bestehende Pumpentechnik erfüllte ihre Aufgabe grundsätzlich zuverlässig, bot jedoch nur begrenzte Möglichkeiten, die Förderleistung flexibel und automatisiert an den tatsächlichen Bedarf anzupassen. Beim Zu- und Abschalten der Pumpen traten vereinzelt Druckstöße auf, die das Rohrnetz zusätzlich belasteten und ein Optimierungspotenzial erkennen ließen. Gemeinsam mit Peiner Träger wurde daher ein Konzept entwickelt, das eine energieeffizientere, betriebssichere und langfristig wirtschaftliche Lösung ermöglicht.
Die Herausforderung
Im Brauchwasserkreislauf Ost bei Peiner Träger wird Kühlwasser zur Versorgung verschiedener Produktionsbereiche bereitgestellt. Die Anlage übernimmt dabei die Brauchwasserversorgung und zählt zu den zentralen Infrastruktursystemen des Werkes.
Vor der Modernisierung bestand das Pumpensystem aus insgesamt sechs Pumpen mit unterschiedlichen Förderleistungen von 250 m³/h über 500 m³/h bis hin zu 1.200 m³/h. Die großen Pumpen deckten die Grundlast ab, während die kleineren Pumpen zur Anpassung an den schwankenden Kühlwasserbedarf zugeschaltet wurden.
Die Regelung der Fördermenge erfolgte nicht automatisiert. Abhängig vom Bedarf der angeschlossenen Verbraucher mussten die Pumpen manuell zu- oder abgeschaltet werden, um den Anlagendruck innerhalb eines engen Betriebsfensters zu halten. Diese Betriebsweise war mit entsprechendem Aufwand verbunden und erlaubte nur eine begrenzte Anpassung an den tatsächlichen Bedarf.
Darüber hinaus führten die, beim Zuschalten der Pumpen, entstehenden Druckstöße zu erheblichen mechanischen Belastungen im Rohrnetz. Dadurch kam es vereinzelt zu Schäden an Schweißnähten und gelegentlich auch zu Rohrbrüchen.
Die Lösung
Die Optimierung der Anlage wurde auf Basis einer umfassenden Analyse der Betriebsbedingungen gemeinsam von Peiner Träger und Xylem geplant und technisch ausgearbeitet. Ein wesentlicher Bestandteil des Projekts war die detaillierte Ermittlung der minimalen, mittleren und maximalen Fördermengen des Brauchwasserkreislaufs. Auf Basis dieser Daten wurde ein neues Anlagenkonzept entwickelt, das sowohl die Betriebssicherheit als auch die Energieeffizienz deutlich verbessern sollte. Anstelle der sechs unterschiedlich dimensionierten Pumpen kamen vier identische Kreiselpumpen des Typs LS 300-500 zum Einsatz. Alle Pumpen wurden mit Frequenzumrichtern ausgestattet, um eine bedarfsgerechte und kontinuierliche Regelung über den Systemdruck zu ermöglichen.
Durch die Drehzahlregelung konnte der Förderbereich je Pumpe flexibel zwischen 245 m³/h und 1.630 m³/h angepasst werden. Damit ließ sich die gesamte Bandbreite des Kühlwasserbedarfs ohne manuelle Eingriffe abdecken.
Zusätzlich wurden im Zuge der Modernisierung ausgewählte Rohrleitungsabschnitte strömungstechnisch optimiert, um Druckverluste zu reduzieren und die Gesamtenergieeffizienz der Anlage weiter zu steigern.
Fokus auf Langlebigkeit und Betriebssicherheit
Ein besonderes Augenmerk legte Peiner Träger auf eine möglichst niedrige Pumpendrehzahl. Ziel war es, den mechanischen Verschleiß der Aggregate langfristig zu minimieren und die Wartungsintervalle zu verlängern. Aus diesem Grund wurden bewusst größere Hydrauliken ausgewählt. Dadurch konnte die erforderliche Förderleistung bereits bei einer Drehzahl von lediglich 930 minā»¹ erreicht werden. Die reduzierte Umfangsgeschwindigkeit der Laufräder wirkt sich positiv auf Lager, Dichtungen und weitere Verschleißkomponenten aus und erhöht die Lebensdauer der Pumpen erheblich. Gleichzeitig ermöglicht die drehzahlgeregelte Betriebsweise ein sanftes Anfahren und Regeln der Pumpen. Die zuvor auftretenden Druckschläge im Rohrnetz konnten dadurch vollständig vermieden werden.
Das Ergebnis
Nach Inbetriebnahme der neuen Pumpenanlage wurden die erwarteten Verbesserungen umfassend überprüft. Die durch den Kunden im Vorfeld berechneten Energieeinsparpotenziale konnten durch Messungen im laufenden Betrieb nachgewiesen werden.
Neben der deutlichen Reduzierung des Energieverbrauchs profitierten die Betreiber von weiteren positiven Effekten:
- Vollautomatische Anpassung der Förderleistung an den tatsächlichen Bedarf
- Deutlich geringerer Wartungsaufwand
- Deutliche Reduzierung schaltbedingter Belastungen im Rohrnetz
- Höhere Anlagenverfügbarkeit
- Reduzierung der Ersatzteilvielfalt durch den Einsatz nur eines Pumpentyps
- Verlängerte Lebensdauer der Pumpen durch niedrige Drehzahlen
Brauchwasserkreislauf West
Nachhaltiger Erfolg
Die positiven Erfahrungen mit der Modernisierung des Brauchwasserkreislaufs Ost bestätigten die getroffenen technischen Entscheidungen eindrucksvoll. Aufgrund der nachgewiesenen Energieeinsparungen, der erhöhten Betriebssicherheit und der reduzierten Instandhaltungskosten wurden in den darauffolgenden Jahren zwei weitere Anlagenbereiche nach demselben Konzept modernisiert.
Auch dort kommen heute drehzahlgeregelte Lowara Pumpensysteme zum Einsatz und tragen nachhaltig zur effizienten Wasserversorgung im Werk bei.
Fazit
Die Modernisierung des Brauchwasserkreislaufs Ost bei Peiner Träger zeigt beispielhaft, wie durch eine fundierte Analyse der Betriebsbedingungen und den Einsatz moderner Pumpentechnik erhebliche Verbesserungen hinsichtlich Energieeffizienz, Betriebssicherheit und Wartungsaufwand erzielt werden können.
Mit der Umrüstung von sechs manuell betriebenen Pumpen auf vier drehzahlgeregelte Lowara LS 300-500 Pumpen wurde eine zukunftssichere Lösung geschaffen, die bis heute zuverlässig arbeitet und als Vorbild für weitere Modernisierungsprojekte im Werk dient.