Einfluss der Ausrichtung auf die Energieffizienz von rotierenden Anlagen

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1 Einfluss der Ausrichtung auf die Energieffizienz von rotierenden Anlagen Dipl. Ing. Marco Boëtius, Prüftechnik Alignment Systems GmbH Halle 24 / Stand 24

2 Vorstellung Dipl. Ing. Marco Boëtius Vertriebsingenieur Technisches Büro Dresden angestellt in der PRÜFTECHNIK AG seit

3 Über die PRÜFTECHNIK AG 3

4 Über die PRÜFTECHNIK AG PRÜFTECHNIK AG - Unsere Serviceleistungen Wellenausrichten mit Laser Turbinen ausrichten Zustandsüberwachung Walzen ausrichten Mobile Messungen Geometrisches Ausrichten 4

5 Energieeffizienz / Ausrichtung Hat die Ausrichtung Einfluß auf die Energieeffizienz von rotierenden Anlagen? 5

6 Energieeffizienz / Ausrichtung Hat die Ausrichtung Einfluß auf die Energieeffizienz von rotierenden Anlagen? Ja! Die Ausrichtung hat einen erheblichen Einfluß auf die Energieeffizienz! 5

7 Was versteht man unter Ausrichten? 6

8 Was versteht man unter Ausrichten? Die Drechachsen müssen während der Kra1übertragung im Betriebszustand fluchten. 6

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9 Was versteht man unter Ausrichten? Die Drechachsen müssen während der Kra1übertragung im Betriebszustand fluchten. Es gibt 4 Freiheitsgrade welche qualita?v und quan?ta?v die Ausrichtqualität definieren: ver?kaler Versatz ver?kale Klaffung ver$kaler Versatz ver$kale Klaffung horizontaler Versatz horizontaler Veratz horizontale Klaffung horizontale Klaffung 6

Beispiel: Kupplungsarten Strömungskupplungen Drehstarre Kupplungen Elastische Kupplungen Kupplungen

Hochelastische Kupplungen Kupplungen für Schienenfahrzeuge Drehmomentspektrum: 10 10.000.

RUPEX Bolzenkupplung ELPEX Gummikupplung ELPEX-B Gummireifenkupplung ELPEX-S Gummischeibenkupplung z.

10 Beispiel: Kupplungsarten Strömungskupplungen Drehstarre Kupplungen Elastische Kupplungen Kupplungen Sonderapplikationen FLUDEX Strömungskupplung ARPEX Ganzstahllamellen- Kupplung Elastische Kupplungen Hochelastische Kupplungen Kupplungen für Schienenfahrzeuge Drehmomentspektrum: Nm Größenspektrum: mm ZAPEX Zahnkupplung N-EUPEX Nockenkupplung BIPEX Klauenkupplung RUPEX Bolzenkupplung ELPEX Gummikupplung ELPEX-B Gummireifenkupplung ELPEX-S Gummischeibenkupplung z. B. LBK Kupplung für 100% Niederflurfahrzeuge Kupplungen für Windenergieanlagen Siemens AG Alle Rechte vorbehalten. 7

11 Schadensursachen einer Pumpe 8

12 Schadensursachen einer Pumpe Dichtungsabrieb Kupplungsschäden Maschinenschwingungen Lagerschäden 8

13 Thermographieanalyse Normalansicht der Kupplung Infrarot-Aufnahmen der Kupplung (Belastung => Wärmestrahlung) Ausgerichtet Nicht ausgerichtet Thermografien mit freundlicher Genehmigung des Infraspection Institute 9

14 Stromverbrauch / Ausrichtung Auswirkungen auf den Stromverbrauch Anstieg des Stromverbrauchs in % Quelle: ICI PLC Versatz in mm 10

15 Fallbeispiel: Energiekosten Pumpe 11

16 Fallbeispiel: Energiekosten Pumpe Beispielobjekt: 75 kw Pumpe mit Fehlausrichtung 0,75 mm Betrachtungszeitraum: 1 Jahr (8.760 h) Strompreis: 0,15 /kwh 12

17 Fallbeispiel: Energiekosten Pumpe Beispielobjekt: 75 kw Pumpe mit Fehlausrichtung 0,75 mm Betrachtungszeitraum: 1 Jahr (8.760 h) Strompreis: 0,15 /kwh Verlorene Energiekosten mit Verlust 1,6%: 365d x 24h x (75kW x 0,016) x 0,15 / kwh = 1.577,-- 12

18 Fallbeispiel: Energiekosten Pumpe Beispielobjekt: 75 kw Pumpe mit Fehlausrichtung 0,2 mm Betrachtungszeitraum: 1 Jahr (8.760 h) Strompreis: 0,15 /kwh 13

19 Fallbeispiel: Energiekosten Pumpe Beispielobjekt: 75 kw Pumpe mit Fehlausrichtung 0,2 mm Betrachtungszeitraum: 1 Jahr (8.760 h) Strompreis: 0,15 /kwh Verlorene Energiekosten mit Verlust 0,15%: 365d x 24h x (75kW x 0,0015) x 0,15 / kwh = 148,-- 13

20 Fallbeispiel: Energiekosten Pumpe 14

21 Fallbeispiel: Energiekosten Pumpe Gegenüberstellung Energieverlustkosten einer 75 kw Pumpe mit Fehlausrichtung 0,75 mm 1.577,-- 14

22 Fallbeispiel: Energiekosten Pumpe Gegenüberstellung Energieverlustkosten einer 75 kw Pumpe mit Fehlausrichtung 0,75 mm Energieverlustkosten einer 75 kw Pumpe mit Fehlausrichtung 0,20 mm 1.577,-- 148,-- 14

23 Fallbeispiel: Energiekosten Pumpe Gegenüberstellung Energieverlustkosten einer 75 kw Pumpe mit Fehlausrichtung 0,75 mm Energieverlustkosten einer 75 kw Pumpe mit Fehlausrichtung 0,20 mm 1.577,-- 148,-- 14

24 Fallbeispiel: Energiekosten Pumpe Gegenüberstellung Energieverlustkosten einer 75 kw Pumpe mit Fehlausrichtung 0,75 mm Energieverlustkosten einer 75 kw Pumpe mit Fehlausrichtung 0,20 mm 1.577,-- 148,-- Jährliche Ersparnis an Energiekosten von 1.429,-- Pro Pumpe! 14

Fallbeispiel: Pumpenreparaturen Anzahl an Pumpenreparaturen 105 95 85 75 65 55 45

25 Fallbeispiel: Pumpenreparaturen Anzahl an Pumpenreparaturen % Jahr Quelle: HOECHST AG Gendorf/Deutschland 15

26 Lebensdauer Dichtungen Lebensdauer der Dichtung in % Quelle: DURAMETALLIC Inc. Fehlausrichtung Gesamtversatz 16

Fallbeispiel: Dichtungsreperaturen Anzahl an mechanischen Dichtungsreparaturen 55 50 45

27 Fallbeispiel: Dichtungsreperaturen Anzahl an mechanischen Dichtungsreparaturen % Jahr Quelle: HOECHST AG Gendorf/Deutschland 17

28 Schwingungsalarme Pumpenpark 18

29 Wie genau Ausrichten? Ausrichttoleranzen: Drehzahl metrisch [mm] Zoll [mils] Kippfuß (50-60Hz) 0.06 mm 2.0 mils keine DIN / ISO Vorgaben geringer als die Kupplungstoleranzen abhänging von Drehzahl abhänging von Kupplungsart und Kupplungsgröße garan$eren eine verantwortungsvolle Ausrichtung Standardkupplungen Akzeptabel Ausgezeichnet Akzeptabel Ausgezeichnet Versatz Winkel (Klaffungsunterschied per 100mm Durchmesser, von der Kupplungs kannte gemmessen) Versatz bei Zwischenwellen und Ganzstahlkupplungen (per 100 Millimeter bzw. 1 Zoll Wellenlänge)

30 Beispiel: FLENDER-Standard-Kupplung N-EUPEX Kupplungstyp Nockenkupplung, elastisch Eigenschaften durchschlagsicher, drehelastisch, dämpfend Nenndrehmoment Zul. Umfangs-geschwindigkeit 19 Nm Nm 36 m/s Temperatur Einsatzbereich 50 C +100 C Zul. Winkelverlagerung 0,2 Ausführungen ATEX, mit Zwischen-stück, mit Bremsscheibe/ -trommel, Vertikaleinbau, mit Taperbuchse, mit SAE-Anschluss Anwendungsbeispiele Allgemeiner Maschinenbau, Pumpen, Kompressoren, Ventilatoren, Gebläse Siemens AG Alle Rechte vorbehalten. 20

31 Beispiel: FLENDER-Standard-Kupplung N-EUPEX Kupplungstyp Nockenkupplung, elastisch Eigenschaften durchschlagsicher, drehelastisch, dämpfend Nenndrehmoment Zul. Umfangs-geschwindigkeit 19 Nm Nm 36 m/s Temperatur Einsatzbereich 50 C +100 C Zul. Winkelverlagerung 0,2 Ausführungen ATEX, mit Zwischen-stück, mit Bremsscheibe/ -trommel, Vertikaleinbau, mit Taperbuchse, mit SAE-Anschluss Anwendungsbeispiele Allgemeiner Maschinenbau, Pumpen, Kompressoren, Ventilatoren, Gebläse Siemens AG Alle Rechte vorbehalten. 20

32 Beispiel: FLENDER-Standard-Kupplung N-EUPEX Kupplungstyp Nockenkupplung, elastisch Eigenschaften durchschlagsicher, drehelastisch, dämpfend Nenndrehmoment Zul. Umfangs-geschwindigkeit 19 Nm Nm 36 m/s Temperatur Einsatzbereich 50 C +100 C Zul. Winkelverlagerung 0,2 Ausführungen ATEX, mit Zwischen-stück, mit Bremsscheibe/ -trommel, Vertikaleinbau, mit Taperbuchse, mit SAE-Anschluss Anwendungsbeispiele Allgemeiner Maschinenbau, Pumpen, Kompressoren, Ventilatoren, Gebläse Siemens AG Alle Rechte vorbehalten. 20

drehelastisch, dämpfend Nenndrehmoment Zul.

000 Nm 36 m/s Temperatur Einsatzbereich 50 C +100 C Zul.

Ausführungen ATEX, mit Zwischen-stück, mit Bremsscheibe/ -trommel,

33 Beispiel: FLENDER-Standard-Kupplung N-EUPEX Kupplungstyp Nockenkupplung, elastisch Eigenschaften durchschlagsicher, drehelastisch, dämpfend Nenndrehmoment Zul. Umfangs-geschwindigkeit 19 Nm Nm 36 m/s Temperatur Einsatzbereich 50 C +100 C Zul. Winkelverlagerung 0,2 tan 0,2 = 0,0034 Klaffung bei 100mm: = 0,34 mm Ausführungen ATEX, mit Zwischen-stück, mit Bremsscheibe/ -trommel, Vertikaleinbau, mit Taperbuchse, mit SAE-Anschluss Anwendungsbeispiele Allgemeiner Maschinenbau, Pumpen, Kompressoren, Ventilatoren, Gebläse Siemens AG Alle Rechte vorbehalten. 20

34 Ausrichtmethoden im Vergleich 21

35 Beispiel: Wellenausrichtung mit ROTALIGN Ultra Dimensionen Messen Ergebnis RES 22

36 Laseroptisches Ausrichten Vorteile unabhängig von Oberflächenstruktur Messung auf Kupplung oder Welle kurze Drehung (ca. 60 ) genügt keine mechanischen Fehlereinflüsse Protokollierung inkl. Qualitätsbeurteilung 23

37 Richtig ausgerichtet: 24

38 Richtig ausgerichtet: 24

39 Hannover Messe International 2011 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Besuchen Sie uns am Stand B24 / Halle 24! 25

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