Effiziente Wasser­­aufbereitung mit ABB-Frequenz­umrichter im Wasser­werk Steina

In der bisherigen Anlage wurden die Pumpen über einen Stern/Dreieck-Anlauf gesteuert. Die Fördermenge lag weit über der Kapazität der Aufbereitungsanlage, wodurch eine präzise Füllstandsregelung nicht mehr gegeben war und mehr Energie eingesetzt wurde als nötig. Der ACQ580 sollte dieses Problem lösen. Der Frequenzumrichter regelt über die Füllstandsmessung eine konstante Höhe im Behälter und verstellt die Rohwasserpumpe in der Drehzahl. Dadurch kann die Aufbereitungsanlage optimal arbeiten und die Wasserwerte der Talsperre werden den gesetzlichen Vorgaben gerecht. 

Im Rahmen der Umsetzung wurden von der Harzer Antriebstechnik zusätzliche Maßnahmen ergriffen, um eine sichere und effiziente Regelung zu gewährleisten. Eine neue Zuleitung zum Frequenzumrichter wurde über den vorhandenen Schaltschrank verlegt und es wurde ein zusätzlicher Haupt-Not-Aus-Schalter installiert, um die Sicherheit der Anlage weiter zu erhöhen. Des Weiteren kommen geschirmte Motorkabel zum Einsatz, um Störeinflüsse zu minimieren und eine zuverlässige Funktion des ACQ580 zu gewährleisten. 

Marcus Warlich, Geschäftsführer der Harzer Antriebstechnik, schildert die Anforderungen der Anwendung: „Die Aufbereitungsmenge der Pilotanlage ist geringer als die von der Pumpstation weggeförderte Menge. Sie variiert auch, wenn die Filteranlage zurückgespült werden muss. Dazu muss man wissen, dass die Aufbereitungsanlage aus zwei Straßen besteht, wovon die eine Trinkwasser in bester Qualität produziert und die andere Wasser zurückgespült. Das in der Pumpenvorlage verfügbare Wasser, rund acht Kubikmeter, wird anteilig ein- bis zweimal pro Woche für den Rückspülvorgang benötigt. Der Hochbehälter hat allerdings einen Tagesbedarf von 100 bis 110 Kubikmeter. Das heißt, dass eine gewisse tägliche Pumpenlaufzeit benötigt wird.“ 

Die Fördermenge der Pumpen der Pumpstation wird entsprechend der Aufbereitungsmenge mithilfe des Frequenzumrichters angepasst. Die Pumpstation ist etwa 290 m Rohrlänge vom Vorlagebehälter am Wasserwerk entfernt. Der Hochbehälter gibt über einen potentialfreien Kontakt die Wasseranforderung an die Pumpstation. Eine SPS wertet dieses aus und gibt den Pumpen-Ein-Befehl. 

Die Pilotanlage arbeitet nach dem Wasserstand der Pumpenvorlage autark. Die Pumpen werden derzeit im Wechsel betrieben. Vom Wasserwerk aus, das in diesem Fall eine Fernwirk-Unterstelle ist, können sie auf automatischen bzw. manuellen Betrieb und auf Handbetrieb von der Ferne aus geschaltet werden.  

Die Stadtwerke Bad Sachsa beabsichtigen im Umfeld der Talsperre ein neues Wasserwerk zu bauen. Die aktuelle Containerlösung kann bei erfolgreichem Betrieb als Prototyp für das nachfolgende Wasserwerk dienen. Dementsprechend sind dem Betreiber neben der Reinwasserproduktion und Einspeisung in das Trinkwasserversorgungsnetz für den Ort Steina auch die Ermittlung und Auswertung der im laufenden Betrieb erhobenen Daten wichtig. Geplant ist eine zweijährige Betriebszeit. 

Die Implementierung des Frequenzumrichters zur Füllstandsregelung hat sich als effiziente Lösung erwiesen. Durch den Einsatz des ACQ580 können die Fördermengen optimal geregelt werden. Die Stadtwerke Bad Sachsa planen, weitere dezentrale Anlagen mit den Geräten auszurüsten, um eine effiziente und zuverlässige Wasseraufbereitung sicherzustellen. 

Der robuste, kompakte Frequenzumrichter ACQ580 ist speziell für die Wasser- und Abwasserwirtschaft konzipiert. Die Geräte verfügen über eine breite Palette integrierter Pumpenregelungsfunktionen, die helfen, einen optimalen Betrieb der Wasser- bzw. Abwasserpumpe sicherzustellen, darunter auch die Füllstandsregelung. 

Die vorprogrammierten Pumpenregelungsfunktionen können mit vorkonfigurierten Makros einfach ausgewählt und aktiviert werden. Durch die Integration der Funktionen in den Frequenzumrichter sind keine zusätzlichen Bauteile wie Sensoren oder SPSen erforderlich. Die Anwender müssen lediglich die Betriebsparameter der Software ihren Bedürfnissen entsprechend konfigurieren.