Energieeinsparung und stabiler Betrieb
In der Kläranlage Veitshöchheim treiben drehzahlgeregelte Synchronreluktanzmotoren die Schnecken des Zulaufhebewerks an. Die Motoren haben in der Anlage zu deutlichen Energieeinsparungen geführt und die Betriebsstabilität verbessert.
Der Zweckverband für Abwasserbeseitigung „Maintal Würzburg“ betreibt seine Kläranlage in der nahe Würzburg gelegenen Stadt Veitshöchheim. Ankommendes Schmutz- und Mischwasser wird dort über ein Zulaufhebewerk auf die Ebene der mechanischen Reinigungsstufe angehoben. Das Hebewerk besteht aus zwei Schneckenpumpen mit einer Förderleistung von jeweils 100l/s. Die Förderhöhe beträgt 3,70 m.
Bis Mitte der 2010er-Jahre wurde eine Stern-Dreieck-Anlaufschaltung verwendet, um die Asynchronmotoren der beiden Schnecken anlaufen zu lassen. Die Schnecken wurden füllstandabhängig eingeschaltet. Das Abwasser kam dabei immer schubweise, was zu einer Stoßbelastung führte. Um eine höhere Betriebsstabilität durch eine gleichmäßigere Beschickung der Folgeprozesse zu erreichen und gleichzeitig Energie einzusparen, wurde nach einer neuen Antriebslösung gesucht.
Der zertifizierte ABB-Partner Max Lamb, der die Antriebstechnik in Veitshöchheim betreut, wies die Verantwortlichen der Kläranlage auf die neuen Synchronreluktanzmotoren (SynRM) von ABB hin. Die SynRM haben schon damals die Anforderungen des Super-Premium-Wirkungsgrades IE4 erfüllt. Die Firma Max Lamb hat die beiden SynRM mit 11 kW Leistung geliefert, zusammen mit zwei Industrial Drives ACS880 für deren Regelung. Anfang 2016 wurden die Antriebslösungen angeschlossen und programmiert.
„Es hat sich zwischenzeitlich gezeigt, dass auch größere Verzopfungen keine Probleme bereiten. Durch die langsame Erhöhung der Drehzahl bei gleichzeitig großem Drehmoment laufen die Schnecken problemlos an“, betont Betriebsleiter Johannes Röhm.
25.000 Euro Energieeinsparung in der Gesamtanlage
Heute wird die Drehzahl der Schnecken über die Anstauhöhe des vorgeschalteten Pumpensumpfes gefahren, in dem die Schnecken sitzen. Oder die Schnecken werden im Wechsel betrieben. So wird einerseits Energie im Hebewerk eingespart und anderseits der Zulauf zur Kläranlage vergleichmäßigt, wodurch die nachfolgenden Prozesse und Hebewerke viel stabiler laufen.
Johannes Röhm erklärt: „Nach dem Einbau der neuen Antriebslösung hat unser Energieaudit im Folgejahr errechnet, dass wir in der Gesamtanlage rund 25.000 Euro an Energie einsparen. Die Vergleichmäßigung der Fördermengen hat sich in der gesamten Anlage bemerkbar gemacht, indem beispielsweise weniger Energie bei der Belüftung benötigt wird. Der ganze Kläranlagenprozess ist stabiler geworden.“
Auch in einem anderen Bereich hat die SynRM-Frequenzumrichter-Lösung einen Vorteil gebracht: Vor dem Umbau der Motoren traten bei einem Antrieb bei dessen Betrieb (50 Hz, Asynchrondrehzahl) Schwingungen auf, die sich über das Bauwerk verstärkten. Die angrenzenden Nachbarn haben das als sehr störend empfunden. Nach dem Umbau konnte der störende Drehzahlbereich am Frequenzumrichter ausgeblendet werden und den Nachbarn damit zu mehr Ruhe verholfen werden.
Der ganze Prozess in der Kläranlage Veitshöchheim ist mit dem ABB-Antriebspaket stabiler geworden. (Bild: ZVA „Maintal Würzburg“)