Aufrufe
vor 2 Wochen

Verfahrenstechnik ACHEMA-REPORT 2018

  • Text
  • Halle
  • Pharmaceutical
  • Verfahrenstechnik
  • Engineering
  • Pumps
  • Logistics
  • Achema
  • Products
  • Pumpen
  • Valves
Verfahrenstechnik ACHEMA-REPORT 2018

PUMPEN, KOMPRESSOREN UND

PUMPEN, KOMPRESSOREN UND ARMATUREN App in die Cloud Modularer Anlagenbau fordert auch die Komponenten-Hersteller heraus App in the Cloud Modular system design creates challenges for component manufacturers Industrie 4.0 und Lösungen rund um die digitale Transformation stehen auch bei den Herstellern von Pumpen, Vakuumtechnik und Kompressoren vielfach im Mittelpunkt. Der Wettbewerb um neue Geschäftsmodelle hat gerade erst begonnen. Dabei spielt der 3-D-Druck eine besondere Rolle: Er wird den Ersatzteilmarkt revolutionieren. Wie kann die Prozessindustrie schneller und flexibler produzieren und dabei den Wunsch nach individuelleren Produkten erfüllen? Konventionelle Mono-Anlagen sind dafür eher nicht geeignet – sie sind die Domäne der Commodity-Produktion. „Schneller, flexibler, individueller“ braucht Anlagen auf Basis modularer Konzepte. Ziel ist es, bestimmte Grundfunktionen bei solchen Anlagen immer wieder zu wiederholen, um damit die Abwicklungsund Montagezeiten zu optimieren. Im Mittelpunkt steht die Überlegung, eine erprobte Lösung zum Standard zu erheben und zu wiederholen – sozusagen ein copy & paste mit anschließendem plug & play. Das erleichtert auch die Dokumentation für die Validierung. Auch die Ausrüster von Schlüsselkomponenten (z. B. Kolonnen, Pumpen, Kompressoren) arbeiten an der Entwicklung von modularen Konzepten (Skids) für Neuanlagen sowie Anlagenerweiterungen. Denn zukünftig wird der Planer bevorzugt in Funktionen – Industry 4.0 and digital transformation solutions are a priority for many pump, vacuum equipment and compressor manufacturers. The race to develop new business models has just started. 3D printing has a special role to play, and it will revolutionize the spare parts market. How can the process industry increase production speed and flexibility and also deliver greater product customization? Conventional single-output systems are not really suitable and remain the domain of commodity production. Modular design is needed to meet the need for increased speed, agility and customization. The goal is repetitive execution of specific basic functions on the systems to minimize process and installation times. The fundamental concept is to define a proven solution as a standard and use it repetitively, creating a type of „copy & paste“ scenario with subsequent plug & play. This also makes documentation for validation easier. Suppliers who deliver equipment for key subsystems (e. g. columns, pumps and compressors) are working on modular designs (skids) for new systems and system upgrades. In the future, engineers will be thinking in terms of functions, in other words modules and system solutions. This approach has the advantage that 16 VERFAHRENSTECHNIK ACHEMA-Report 2018

PUMPS, COMPRESSORS AND VALVES sprich: Modulen & Systemlösungen – denken. Sein Vorteil: er muss dann nicht immer wieder alle Details von Komponenten wie des Pumpen- oder Vakuum- bzw. Verdichtersystems neu durchdenken. Wichtiger noch: modularisierte Baugruppen machen es möglich, fertige und bewährte Lösungen in neuen Projekten wiederzuverwenden; das spart Zeit und Kosten. Aus einzelnen Bausteinen (Prinzip Lego) mit unterschiedlichen Funktionen lassen sich die Anlagen schnell immer wieder neu zusammenstellen, um unterschiedlichste Produktionsverfahren abzubilden. Modulares Equipment Modulares Equipment zeichnet sich u. a. dadurch aus, dass eine bestimmte Baureihe dieselben Funktionalitäten bei verschiedenen Betriebsgrößen bietet – z. B. eine Pumpenserie des gleichen Typs, die verschiedene Volumenstrom- und Druckbereiche bietet. Eine wichtige Forderung dazu ist die Standardisierung der technischen Komponenten (das erleichtert als Zusatznutzen auch die Qualifizierung und Validierung in den regulierten Industrien). Dazu offeriert KSB das Virtual Impeller Trimming – das individuelle Anpassen der Drehzahl per Smartphone. Dabei ist, anders als bei der mechanischen Anpassung des Pumpenlaufrades, kein Eingriff in den Betriebsablauf nötig. So lässt sich bei Abweichung des tatsächlichen Q/H-Punktes von den Planwerten die Energieeffizienz schnell und wirtschaftlich optimieren oder auf eine anlagenbedingte Veränderung des Arbeitspunktes reagieren. Die Individualisierung der Pumpe kann man innerhalb der Beschaffungskette viel später nach hinten schieben. Damit einher geht natürlich auch eine Reduzierung der Varianten – das wird in Zukunft eine große Rolle bei der Pumpenauswahl spielen. Mit einer individuellen Festdrehzahl decken jetzt weniger Baugrößen den gesamten Kennfeldbereich ab, bei praktisch gleichem Wirkungsgrad und NPSH-Wert. So wird die Variantenkomplexität der Hydrauliken um mehr als 50 % reduziert, was in der Planung und Verwaltung Zeit und Kosten spart. Zur Umsetzung modularer Funktionsblöcke sind auch mehrstufige Hochdruckpumpen (bspw. von Grundfos, Rheinhütte, Flowserve, Xylem) eine gute Wahl: Mit verschiedenen Baugrößen, Werkstoffausführungen und unterschiedlichen Anschluss- und Ausstattungsvarianten stehen dem Betreiber diverse Kombinationsmöglichkeiten zur Verfügung. Durch die Zahl der Förderstufen kann die Leistung der Pumpe flexibel an die gewählte Modulgröße angepasst werden; mit einem übersynchronen Betrieb des Motors kann der Anlagenbauer auch die Dimension der Pumpe beeinflussen (baut dann kompakter). Die Modularisierung bietet zusammen mit einer weitgehenden Standardisierung die Chance zu einer Konfiguration einfacher Pumpenlösungen auf der Homepage des Herstellers: In ähnlicher Weise, wie der Planer bereits heute seine Pumpe per Konfigurator auslegen kann, ist dann auch der virtuelle Anstoß des realen Fertigungsprozesses möglich (Pumpe on demand). engineers do not always have to pay attention to every detail of components such as pump, vacuum and compressor systems. Even more importantly, modularized subsystems facilitate reuse of proven, pre-designed solutions on new projects. Based on the Lego principle, new systems can be engineered by designing in modules with different functions for use with a wide variety of production technologies. Modular equipment One of the characteristics of modularity is the ability to offer the same functionality on different models of a product line designed for different operating parameters, for example a family of pumps with versions which handle different volume flows and pressure ranges. This approach requires standardization of technical components (this also facilitates qualification and validation in regulated industries). KSB offers virtual impeller trimming which enables a user to directly change the rotational speed from a smartphone. In contrast to mechanical modification of the impeller, no intervention in the operating process is needed. This makes it possible to optimize energy efficiency if the actual flow/head point deviates from the expected value or react to a system-related change of the operating point. Pump customization can be delayed until much later in the procurement process. The number of versions can also be reduced, and in the future that will have a major impact on pump selection. With rotational speed customization, fewer model sizes will be needed to cover the entire parameter range with practically the same efficiency and NPSH. The version complexity of the hydraulics is reduced by more than 50 %, and that saves time and money in engineering. Multi-stage high-pressure pumps are a good design option for modular function blocks (e. g. Grundfos, Rheinhütte, Flowserve, Xylem). Operators can choose different combinations of pump sizes, materials, connections and features. Varying the number of pumping stages provides the flexibility to adapt the pump capacity to the chosen module size. The system manufacturer can operate the motor in the supersynchronous range to alter the pump dimensions (more compact design). In combination with greater standardization, modularization creates the possibility to configure simple pump solutions on the manufacturer‘s homepage. Similar to the way in which engineers can now use a configurator to design a pump, users have access to virtual tools which initiate the actual production process (pump on demand). Ready for Industry 4.0 In response to rapidly increasing energy costs, more and more electronic components and sensors are being installed on rotating equipment. However that in itself is not enough to make the VERFAHRENSTECHNIK ACHEMA-Report 2018 17

Ausgabe