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energie | wasser-praxis
10/2014
Erste Praxiserfahrungen im Feldversuch
Ein umfangreiches Testprogramm wurde im
Prüffeld von Flowserve Hamburg durchgeführt
(Abb. 7)
. Ergänzend absolvierte der Motor Leis-
tungstests auf einem speziellen Prüfstand an
einer technischen Universität. Um den neuen
Motor in der Praxis zu testen, vereinbarte Flow-
serve mit seinem langjährigen Kunden, die
Rheinenergie AG, einen Feldversuch mit dem
erstem Prototyp mit Permanentmagnetmotor
und einer Pleuger Pumpe PN 82-1 durchzufüh-
ren. Die im Norden von Köln angelegte Brun-
nengalerie Langel bot sich für die Durchfüh-
rung des Versuches an. Dort wird Grundwasser
gefördert, das der Versickerung im Zustrombe-
reich der Rohwassergewinnung für das Was-
serwerk Weiler zugeführt wird. Mit dieser Ver-
fahrensweise wird ein schonender Umgang mit
den vorhandenen Wasserressourcen gewähr-
leistet.
Im September 2011 wurde eine Flowserve-Un-
terwassermotorpumpe mit dem Prototyp des
Permanentmagnetmotors in einen Brunnen
eingebaut und in Betrieb genommen. Die För-
derdaten der Hydraulik sind exakt auf die Be-
lange angepasst. Das Aggregat hat eine Förder-
menge von 80 m
3
/h bei einer Förderhöhe von
21 Metern. Der in diesem Betriebspunkt opti-
male Wirkungsgrad ergab eine Pleuger Hyd-
raulik PN 82-1 (einstufige 8“-Hydraulik). Die
aufgenommene Pumpenleistung im Betriebs-
punkt beträgt 5,5 kW. Die fachgerechte Instal-
lation der Unterwassermotorpumpe verlangt
bei einem großen Brunnendurchmesser nor-
malerweise einen zusätzlichen Kühlmantel,
der eine ausreichende Strömung am Stator-
mantel zur Kühlung des Motors gewährleistet.
Auf dieses Bauteil konnte wegen der stark ver-
ringerten Eigenerwärmung des neuen Motors
verzichtet werden.
Nach 5.000 Stunden kontinuierlichen Betriebs
wurde der Motor demontiert und untersucht.
Es konnten keine Anzeichen von Verschleiß
oder anderen Problemen festgestellt werden.
Der Motor wurde wieder zusammengesetzt
und läuft seither imDauerbetrieb. 18.000 Stun-
den störungsfreier Betrieb führen zu einer Re-
duzierung des Energieverbrauchs von etwa
9.000 kWh, dies entspricht mehr als 5 Tonnen
CO
2
. Basierend auf dem geringeren Energiever-
brauch beträgt die Amortisationszeit für die
Investition in einen solchen Motor ungefähr
zwei bis drei Jahre.
Weitere Schritte der Produktentwicklung
Die ersten Unterwassermotoren, die von
Flowserve angeboten werden, sind die PMM6-
270-4 und PMM6-530-4. Diese 6-Zoll-PMSM
decken die komplette Palette der vorhande-
nen 6-Zoll- Induktionsmotoren ab. Je nach
Anwendung können sie mit Drehzahlen bis
zu 3.600 Umdrehungen pro Minute und Leis-
tungen bis zu 45 kWmit deutlich verbesserter
Effizienz eingesetzt werden. Die Wirkungs-
gradkurve
(Abb. 8)
zeigt, dass der PMM6-
530-4 beim Betrieb zwischen 14 und 45 kW
mehr als 90 Prozent Wirkungsgrad erreichen
kann. Diese neue hocheffiziente PMSM-Op-
tion ist damit eine attraktive Alternative zu
der bestehenden Asynchronmotor-Technolo-
gie. Die ersten Unterwassermotorpumpen
sind bereits ausgeliefert und in Betrieb. Das
Potenzial dieser Technologie ist beeindru-
ckend und weitere Motorgrößen sind in Vor-
bereitung.
W
Kontakt:
Reinhold Hansen
FLOWSERVE Hamburg GmbH
Friedrich-Ebert-Damm 105
22047 Hamburg
E-Mail:
Telefon: +49 40 69689-222
0,75
0,80
0,85
0,90
0,95
5
15
25
35
45
η
P (kW)
Wirkungsgrad: PMSM vs. ASM
PMSM 45 kW (PMM6-530-4)
ASM 31 kW (M6-530-2)
ASM 45 kW (M6-720-2)
Abb. 8:
Wirkungsgradverlauf
einer Synchronmaschine im
Vergleich mit Asynchronma-
schinen gleicher Baugröße
bzw. gleicher Bemessungs-
leistung
Quelle: FLOWSERVE Hamburg GmbH
