Erklärung zu dem „optimalen Wirkungsgradpunkt der Pumpe“ in API610

Die optimale Effizienz hängt vom Leitungs-/Rückdrucksystem ab; der Punkt der optimalen Effizienz wird gemeinsam bestimmt, während der Nennstromwert lediglich eine Eigenschaft der Pumpe ist.

Gemäß den Anforderungen von API610 sollte die Leistung der Pumpe im Bereich von 80–120 % liegen – das ist der Punkt mit der höchsten Effizienz. Der Nenndurchfluss sollte wiederum im Bereich von 80–110 % dieses Effizienzpunkts liegen. In der Regel beträgt der Nenndurchfluss 1,05–1,1-mal so viel wie der normale Durchfluss. Diese Anforderung dient hauptsächlich dem Energieeinsparung und der Betriebssicherheit. Den Satz des Posters, dass „der Punkt der optimalen Effizienz am besten zwischen dem Nennstrompunkt und dem normalen Betriebsstrompunkt liegen sollte“, habe ich in den Standards nicht gefunden.

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Laut API610, Version 11, Abschnitt 6.1.13 sollte sich der optimale Wirkungsgrad der Pumpe zwischen dem Nenndurchflusspunkt und dem Normaldurchflusspunkt befinden.

Das gehört auch nicht zu den API-Dokumentationen, es handelt sich dabei lediglich um technische Diskussionen. Ich habe schließlich nicht den gesamten API-Standard hochgeladen. Eine Diskussion über Zentrifugalpumpen ohne API 610 erscheint wohl nicht sehr angemessen – schließlich handelt es sich dabei um den derzeit geltenden höchsten Standard für die Herstellung und Konstruktion von Zentrifugalpumpen.

Außerdem sollte, gemäß der elften Ausgabe von API610, der bevorzugte Betriebsbereich der Pumpe bei 70 % bis 120 % des Durchflusses am optimalen Wirkungsgrad liegen

Oh, verstanden. Ich benutze hier die Version 10 und habe sie noch nicht aktualisiert. Nach der Version 11 lässt sich verstehen, dass der normale Durchflusswert im Bereich von 70 % von Qbep liegt, wobei der maximale Wert 1,1-mal Qbep nicht überschreiten darf. Denn nachdem die Pumpe eine bestimmte Zeit lang gearbeitet hat, verschleißen die Durchflusskomponenten, wodurch die Leistung abnimmt. In diesem Fall wird der Wert von Qbep oder der Nennpunkt zum Normalbetriebspunkt – es bleibt weiterhin eine ausreichende Leistung und Effizienz erhalten. Aber in der Praxis wird das fast niemand tun, denn dadurch wird die gewählte Pumpenart zu groß, was zu hohen Kosten führt. Zudem hat man beim Ausschreibungsverfahren keinen Vorteil. Allerdings sind die Kosten über den gesamten Lebenszyklus gering. Im Inland achten jedoch nur wenige Unternehmen auf die Kosten über den gesamten Lebenszyklus – es reicht aus, wenn der Preis bei der Ausschreibung niedrig ist.

Bei Pumpen mit konstanter Drehzahl ist der optimale Wirkungsgrad eine Eigenschaft der Pumpe selbst und hängt nicht von der Rohrleitungskonstruktion, der Bedienung oder den Prozessbedingungen ab. Das bedeutet, dass der optimale Betriebspunkt einer Pumpe, sobald sie hergestellt wurde – es sei denn, es handelt sich um eine Pumpe mit variabler Drehzahl –, festlegt ist. Für die Hersteller von Pumpen gilt: Es wird in der Regel in Serien produziert – ähnlich wie bei Standardkomponenten – es sei denn, es handelt sich um maßgeschneiderte Produkte (wofür zwar die technischen Voraussetzungen gegeben sind, doch die Kosten zu hoch sind). Daher ist es unwahrscheinlich, dass Pumpen entwickelt werden können, die bei voller Leistung und im gesamten Betriebsbereich immer im optimalen Effizienzbereich arbeiten. Nachdem die Bedingungen für die Prozessgestaltung festgelegt wurden, werden auch der Nenndrehpunkt der Pumpe (in der Regel die Parameter Durchfluss und Förderhöhe; die Effizienz gehört nicht zu den Vorgaben für die Herstellung) sowie der normale Betriebspunkt bestimmt. Erst danach wird auf eine Abstimmung von Durchfluss, Förderhöhe und Effizienz der Pumpe geachtet. Das heißt, zuerst wird der Nenndrehpunkt festgelegt, danach wird die Pumpe ausgewählt. Allein was Hubhöhe und Durchfluss angeht, bieten die Hersteller in der Regel mehrere Pumpentypen zur Auswahl. API 610 verlangt, dass der Punkt mit der besten Effizienz am besten zwischen dem Nenndurchflusspunkt und dem Durchflusspunkt unter normalen Betriebsbedingungen liegt. ”Im Grunde bedeutet das, dass die Pumpenhersteller bei der Auswahl der Pumpen den Energieverbrauch berücksichtigen müssen. Der optimale Wirkungsgrad darf also nicht außerhalb des Nennstroms sowie des normalen Betriebsstroms liegen. Andernfalls würde der Betriebspunkt aus konstruktiver Sicht niemals im Bereich des optimalen Wirkungsgrades liegen.

Hat jemand ein Vorlage für die Datenblätter der Pumpe in Version 11?