Pumpstation-Simulation

Der Bereich "Hydraulische Simulation" befaßt sich mit der hydraulischen Auslegung von Pumpen und Anlagen.
Für die Pumpwerksgestaltung und einen energetisch optimalen Betrieb wurde ein Werkzeug zur Simulation des Pumpenbetriebs im Einzel- und Parallelbetrieb entwickelt. Das Tool gestattet die Analyse des Förderverhaltens bei Variation der Pumpendrehzahl, Zu- und Abschalten von Pumpen, Veränderung der Wasserstände im saug- und druckseitigen Reservoir/Tank sowie die Auswirkungen bei Verwendung von Drosselventilen und Rezirkulationsleitungen (Bypass).

Betriebssimulation

Video zur Pumpstation-Simulation

Betriebssimulation von Kreiselpumpen in Anlagen

In Pumpenanlagen garantiert nicht notwendigerweise ein Spitzenwirkungsgrad von Pumpen einen energieeffizienten Betrieb, sondern oftmals deren Fahrweise im Zusammenspiel mit anderen Pumpen und Armaturen. Das Simulations-Tool eignet sich sowohl für die Auslegung von Neuanlagen als auch – mit Blick auf zunehmend steigende Energiepreise – zum Aufzeigen energetisch ungünstiger Betriebsweisen von Pumpen.
Derartige Systeme lassen sich oftmals ohne großen Aufwand lediglich durch Anpassung von Schaltmarken in der Leittechnik oder durch Nachrüstung von Komponenten (z.B. drehzahlregelbaren Antrieben) deutlich verbessern. Der Kenntnis über das Förder- und Betriebsverhalten von Pumpen kommt hier eine Schlüsselrolle zu. Kosten für Systemanalyse und Umsetzung in der Praxis amortisieren sich meist nach kurzer Zeit.

Fußnote:
Vgl. Richtlinie 2006/32/EG über Endenergieeffizienz und Energiedienstleistungen bzw. Energieeffizienzrichtlinie 2012/27/EU.

 

Schwall-Sunk-Simulation in Einbaulaufwerken

Transiente Analyse – Schwall und Sunk in Einlaufbauwerken

Lange Zulaufrohre und Kanäle zur Wasserentnahme aus dem Meer, Flüssen und Seen können zur Überflutung des Pumpwerks beispielsweise bei Stromausfall führen. Der Effekt beruht auf der Trägheit der strömenden Wassermasse im Zulaufrohr bzw. –kanal und unterscheidet sich in seinen Auswirkungen von sog. Druckstößen in Wassertransportleitungen, die aufgrund der Kompressibilität des Fördermediums in Verbindung mit der Elastizität der Rohrleitung entstehen, wenngleich sich beide Phänomene auf dieselbe Ursache zurückführen lassen.

Bei Änderungen des Förder- bzw. Volumenstroms handelt es sich um instationäre Bedingungen. Diese treten beispielsweise beim Starten und Stoppen von Pumpen auf. Insbesondere der unkontrollierbare Pumpenstopp bei Stromunterbrechung ist hier von Bedeutung.
Schwall bezeichnet eine plötzliche Wasserzunahme, Sunk eine Wasserabnahme.

Während man sich in Pumpwerken typischerweise auf Druckstoßbetrachtungen geschlossener Rohrleitungssystem auf der Pumpendruckseite bezieht und dafür am Markt erhältliche Computerprogramme auf Basis der Charakteristikenmethode zur Verfügung eingesetzt werden, werden Einlaufbauwerke, als sog. offene Bauwerke dahingehend oftmals unterschätzt und bezüglich transienter Effekte nicht oder nur unzureichend hydraulisch analysiert. Die Folgen können verheerend sein, kann es doch dazu führen, daß Bauwerke komplett überstaut werden und die Anlage überfluten. Da das Phänomen üblicherweise langsam – d.h. träge – abläuft, werden bei einem Überlaufen des Einlaufbeckens große Wassermengen freigesetzt.

Schwall-Sunk

Video zur Schwall-Sunk-Simulation