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Verfahrenstechnik 1-2/2017

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TOP-THEMA I PUMPEN Was

TOP-THEMA I PUMPEN Was zählt? Lebenszykluskosten sind entscheidend bei der Pumpenauswahl Was kostet eine Pumpe? Wer auf diese Frage den Anschaffungspreis nennt, antwortet nur sehr unvollständig. Wenn man die Lebenszykluskosten einer Industriepumpe berücksichtigt, macht der Investitionsaufwand weniger als 10 % des Gesamtaufwandes aus – manchmal sogar nur 1 %. Bei der Investitionsentscheidung sollten stets die Gesamtkosten berücksichtigt werden. Eine hochwertige, energieeffiziente und optimal ausgelegte Pumpe mag in der Anschaffung teurer sein, aber dieser Mehraufwand wird sich in überschaubarem Zeitraum amortisieren. Rund 20 % des weltweiten Gesamtenergiebedarfs werden für den Betrieb von Pumpen aufgewendet. In vielen industriellen Betrieben – vor allem in solchen der Prozessindustrie – entfallen sogar 25 bis 50 % des Energieverbrauchs auf Pumpen. Allein diese Relation sollte ausreichen, um die Aufmerksamkeit des Betreibers auf die Faktoren Energieeffizienz, Wirkungsgrad und optimale Auslegung zu lenken. Noch dringlicher wird die Berücksichtigung dieser Faktoren, wenn man die Gesamtlebenskosten einer Pumpe betrachtet. Hierzu gibt es eine aufschlussreiche herstellerneutrale Gesamtdarstellung mit dem Titel „Pump Life Cycle Costs: A Guide to LCC Analysis for Pumping Systems“. Die 18-seitige „Executive Summary“ dieser Untersuchung wurde zwar bereits 2001 veröffentlicht, ist aber noch unverändert gültig und hat angesichts der Diskussionen um Energieeffizienz und Nachhaltigkeit an Aktualität noch gewonnen. Nach dieser Studie sind die drei größten Kostenblöcke der Gesamtlebenskosten einer Pumpe die Anschaffungskosten, die Energiekosten über die Lebensdauer und Autor: Daniel Zahn MBA, B.Eng., Vertriebsleiter, Düchting Pumpen Maschinenfabrik GmbH & Co. KG, Witten die Aufwendungen für den Service. Je größer die Pumpen, desto höher der Anteil der Energiekosten, der bis zu 97 % betragen kann. Auf den ersten Blick mag es überraschen, dass die Investitionskosten nur den drittgrößten Anteil der Gesamtkosten ausmachen, wobei dieser Anteil auch noch sehr viel geringer ist als die ersten beiden. Dabei bezieht die LCC- Analyse sogar die Kosten für Engineering, Ausschreibung, Test und Inbetriebnahme, Ersatzteilsätze und Anwendertraining in die Initialkosten mit ein. Und auch wenn man einen zweiten Kostenblock für Installation und Inbetriebnahme (Fundament, Anschluss, Testläufe) einrechnet, verändert sich die Gewichtung nur unwesentlich. Gesamtkosen betrachten Eine solche LCC-Analyse relativiert manchen Preiskampf unter den Anbietern und auch manch harte Preisverhandlung zwi- schen Hersteller und Anwender. Sinnvoller erscheint unter diesen Vorzeichen, bei der Investitionsentscheidung tatsächlich die Lebenszykluskosten zu berücksichtigen. Die eingangs erwähnte Publikation nennt die einzelnen Faktoren einer LCC-Analyse In einer prozesstechnischen Anlage entscheidet nicht die Pumpe allein über den Grad der Effizienz und die Lebenszykluskosten. Mindestens ebenso wichtig ist eine optimale Anpassung des Pumpenkonzeptes an den individuellen Einsatzfall und eine sorgfältige Auslegung. Eva Linder, Chefredakteurin VERFAHRENSTECHNIK und zeigt auch Beispiele für eine solche Analyse. In der Praxis mag es dem Anwender Schwierigkeiten bereiten, selbstständig alle nötigen Daten und Preise für eine LCC- Analyse einzuholen. Daher bewährt es sich, im Zuge einer Ausschreibung bzw. Anfrage schon die entsprechenden Daten zu erfragen oder ein Rechenbeispiel für definierte Betriebsbedingungen anzufordern. Dabei sollte man neben den Energiekosten (die den größten Kostenblock ausma- 24 VERFAHRENSTECHNIK 1-2/2017

chen) auch die Wartungs- und Ersatzteilkosten berücksichtigen – zumal dann, wenn die Pumpe abrasive oder korrosive Medien fördert und entsprechend hoher Verschleiß zu erwarten ist. Viele Kraftwerksbetreiber fordern zum Beispiel bei der Ausschreibung von größeren Projekten folgende Kosten an: n Preis der Pumpe n Ersatzteil-Set für die Inbetriebnahme n Ersatzteilkosten für zweijährigen Betrieb n Ersatzteilkosten für fünfjährigen Betrieb Diese Werte geben Aufschluss über die zu erwartenden Servicekosten und vermeiden böse Überraschungen, wenn Ersatzteile benötigt werden. Wirkungsgrad als Parameter Da der Wirkungsgrad und der Energieverbrauch in hohem Maße von den Betriebsbedingungen abhängig sind, sollte der Anwender bei einer Ausschreibung bzw. Anfrage auch hier konkrete Vorgaben für die Angabe der entsprechenden Werte machen. Er kann zum Beispiel den Pumpenhersteller auffordern, Energieverbrauch und/oder Wirkungsgrad für definierte Volumenströme und Förderdrücke anzugeben. Einen ersten Anhaltspunkt für die Energieeffizienz gibt schon die Prüfung der Pumpe nach DIN ISO 9906 Klasse 1 („Kreiselpumpen: hydraulische Abnahmeprüfungen“). Sie erlaubt Rückschlüsse auf eine hohe Fertigungsgenauigkeit und den tatsächlichen Wirkungsgrad der Pumpe. Gerade große und erfahrene Pumpenbetreiber wie z. B. Energieerzeuger legen in ihren Verträgen mit Pumpenherstellern fest, dass die Pumpe definierte Leistungswerte – zu denen auch der Wirkungsgrad gehört – erbringen muss. Ansonsten werden Vertragsstrafen fällig. Aus Sicht eines Herstellers von hochwertigen Pumpen ist diese Vorgehensweise nur zu begrüßen. Beide Seiten legen so klare Kriterien fest und der Anwender macht damit deutlich, dass er eine Pumpe mit günstiger Gesamtkostenbilanz gegenüber einem Modell mit niedrigem Anschaffungspreis 01 Der Verschleiß ist bei vielen Pumpen- Anwendungen ein (kosten)kritischer Faktor efficiency [%] 295.000 € 290.000 € 285.000 € 280.000 € 275.000 € 270.000 € 265.000 € 260.000 € 255.000 € 250.000 € 78 76 74 72 70 68 66 75 Efficiency during lifetime Efficiency [%] Competitor HPXL 200x4 77,5 first start‐up 71 76 after 5 years of operation first start up after 2 years after 3 years after 4 years after 5 years 75 74 73 72 71 77,5 77,5 77 76,5 76 Energy costs per year year 1 year 2 year 3 year 4 year 5 Energy price 0,08 [€/kWh] PUMPEN I TOP-THEMA Competitor HPXL 200x4 02 Aus den unterschiedlichen Wirkungsgraden von Pumpen resultieren unterschiedliche Lebenszykluskosten: rechts (in blau) der Wirkungsgrad der Düchting-Pumpe, links (in rot) der einer Wettbewerbspumpe 03 Die Energiekosten können um den Faktor 2 differieren bevorzugt. Für Düchting als Spezialisten in Entwicklung und Produktion hochwertiger Kreiselpumpen für industrielle Anwendungen ist das Einhalten der vertraglich vereinbarten Werte eine Selbstverständlichkeit. Aus Sicht des Betreibers ist nicht nur der Wirkungsgrad einer Pumpe bei der Anschaffung von Interesse. Typisch für die Pumpen von Düchting ist die Beibehaltung eines hohen Wirkungsgrades über einen langen Betriebszeitraum. Somit ist ein dauerhaft effizienter Betrieb sichergestellt – und noch mehr. Denn ein konstanter Wirkungsgrad kann nur erreicht werden, wenn der Verschleiß der Pumpenkomponenten gering ist. Das wiederum hat auch positive Auswirkungen auf den Wartungsaufwand. Deshalb steht der Wirkungsgrad (über längere Zeiträume betrachtet) nicht nur in direktem Zusammenhang zu den Energiekosten, sondern auch zu den Servicekosten einer Pumpe sowie zu den möglichen Folgekosten eines vorzeitigen Ausfalls. Competitor HPXL 200x4 Energieeffizienz zählt am Ende Mehrere von Düchting durchgeführte LCC- Analysen kommen zu demselben Ergebnis. Vor allem bei größeren Kreiselpumpen werden höhere Initialkosten oft bereits nach zwei bis drei Jahren kompensiert durch niedrigeren Energieverbrauch und geringeren Wartungsaufwand. Die Anschaffungskosten der energieeffizienteren Pumpen machen bei den durchgeführten Analysen über einen Betriebszeitraum von fünf Jahren gesehen im Durchschnitt nur 5 bis 7 % der Gesamtkosten aus. Literaturhinweis Pump Life Cycle Costs: „A Guide to LCC Analysis for Pumping Systems“, Hydraulic Institute, Parsippany/ USA, Europump, Brüssel/Belgium, U.S. Department of Energy, Washington/USA, 2001. www.duechting.com VERFAHRENSTECHNIK 1-2/2017 25

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