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Thüringer Trinkwassertage 2018
1.Arten der Instandhaltung
2.Risikobeuteilung
3.Zustandsbasierte Instandhaltung
4.Predictive Maintenance
Langzeit EKG –Am Puls der Anlage
Arten der Instandhaltung in DeutschlandThüringer Trinkwassertage 2018
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Instandhaltungsarten im Überblick§ Vorbeugende InstandhaltungØWartung der Anlagentechnik erfolgt nach einem festen
Zeitraster ohne den Tatsächlichen Zustand zu ermitteln
Ø Die Zeiträume werden aus Vorgaben wie der BGVA 3
entnommen.
§ Zustandsbasierte InstandhaltungØ Die Wartungszeiträume werden im Einklang mit der
Betriebssicherheitsverordnung auf Basis von
Risikoanalysen ermittelt. Hierzu werden mehr
Informationen aus dem Feld benötigt
Thüringer Trinkwassertage 2018
Instandhaltungsarten im Überblick§ Predictive MaintenanceØ Dauerhaftes Überwachen der Anlagen und Aggregate auf die maßgeblichen
Verschleißanzeichen mittels moderner Sensorik. Mit dem Ziel einen drohenden
Ausfall vorhersagen zu können und zum richtigen Zeitpunkt zu reparieren.
Thüringer Trinkwassertage 2018
1.Arten der Instandhaltung
2.Risikobeuteilung
3.Zustandsbasierte Instandhaltung
4.Predictive Maintenance
Thüringer Trinkwassertage 2018Langzeit EKG –Am Puls der Anlage
RisikoanalyseGrundsätzliches:
§ Verantwortlichkeiten im Unternehmen regeln (VDE1000-Teil10)
§ Grundlage aller Entscheidungen ist die Risikoanalyse
§ Maßnahmen der Risikoabwendung sind schriftlich zu dokumentieren
§ Keine bestimmte Software für die Dokumentation vorgeschrieben
§ Entscheidungen sind nachvollziehbar für Dritte zu
dokumentieren
Thüringer Trinkwassertage 2018
RisikoanalyseVorgehen:
§ Erkennen und Dokumentieren der Gefährdungen
§ Durchführen einer Risikobeurteilung
§ Dokumentation der Risiken und Maßnahmen
§ Erstellung einer Instanthaltungsstrategie
§ Umsetzung der Maßnahmen
§ Kontrolle auf Wirksamkeit der getroffenen Maßnahmen
Thüringer Trinkwassertage 2018
Die Intervalle eines ElektromotorsDurchführung der Risikobeurteilung zur Festlegung der Wartungszeiträume
Ständig
Häufig
Gelegentlich X
Selten
Nie
KeinSchaden
geringerSchaden
mittlererSchaden
hoherSchaden
Existenzbedrohend
Kriterien für die Wahrscheinlichkeit:§ Alter des Antriebs§ Zustand§ Einsatzumgebung§ Bericht der letzten Wartung§ StörungshistorieZustand der MSR-Schränke
Kriterien für die Schadenshöhe:§ Ersatzkosten§ Lagerware§ Sondermotor§ Redundanz vorhanden§ Ausfall der Wasserförderung§ Ausfall der Teilanlage
! Wichtig ist die Bewertung schriftlich durchzuführen !
Thüringer Trinkwassertage 2018
Thüringer Trinkwassertage 2018
1.Arten der Instandhaltung
2.Risikobeuteilung
3.Zustandsbasierte Instandhaltung
4.Predictive Maintenance
Langzeit EKG –Am Puls der Anlage
Betriebssicherheitsverordung & Instandhaltung
ZustandsbasierteInstandhaltung
Starre Intervalle?
BetrSichVflexible Intervalle
VorbeugendeInstandhaltung
Anlagenverfügbarkeit
Kosten+
Nutzen?Verantwortung
?
Kosten-
Thüringer Trinkwassertage 2018
Anforderungen an den Betreiber§ Regelung des Verantwortungsbereichs
§ Auswahl und Qualifizierung eigener Mitarbeiter
§ Schriftliche Benennung der Verantwortlichen
§ Erstellen von Gefährdungsbeurteilungen
§ Festlegen der Wartungsintervalle
§ Kenntnisse der Normen und Verordnungen
§ Dokumentation der Maßnahmen
§ Kontrolle auf Wirksamkeit
Thüringer Trinkwassertage 2018
Risikomatrix nach Nohl
Was wird benötigt für die zustandbasierteInstandhaltung§ Informationen über den Anlagenzustand
§ Energiewerte ( Verbrauch , Netzqualität ..)
§ Messwerte
§ Schaltspiele , Betriebsstunden
§ Informationen über den Alterungsprozess
§ Zugriff auf die Werte zurückliegender Wartungen
Thüringer Trinkwassertage 2018
Wofür mehr Informationen aus dem Feld
§ Festsetzen der Wartungsintervalle
§ Für den Erhalt der Betriebssicherheit
§ Als Ersatz für aufwendige Inspektionen weit verzweigter Anlagen
§ Zum Erkennen von Einsparpotentialen
§ Zur Sicherstellung der Qualität des Produkts
§ Zum Aufbau von Wartungshistorien über Aggregate und Anlagenteile
§ Planung von Modernisierungsmaßnahmen
§ Kontrolle getroffener Maßnahmen auf Wirksamkeit
Thüringer Trinkwassertage 2018
Die Wagschale zwischen Einsparung undAnlagenverfügbarkeit
Die Betriebssicherheitsverordnung bietet die Möglichkeit die Zeiträume fürPrüfungen zu verlängern. Hierbei sollte man immer die Anlagenverfügbarkeitim Auge behalten
Einsparungen Anlagenverfügbarkeit
Thüringer Trinkwassertage 2018
Thüringer Trinkwassertage 2018
1.Arten der Instandhaltung
2.Risikobeuteilung
3.Zustandsbasierte Instandhaltung
4.Predictive Maintenance
Langzeit EKG –Am Puls der Anlage
Predictive MaintenanceDauerhaftes Überwachen der Anlagen und Aggregate auf die maßgeblichenVerschleißanzeichen mittels moderner Sensorik.Mit dem Ziel einen drohenden Ausfall vorhersagen zu können und zum richtigenZeitpunkt zu reparieren.
Thüringer Trinkwassertage 2018
Predictive MaintenanceOptimierungsansätze:
§ Pumpe im Best-Fit Punkt betreiben (optimaler Arbeitspunkt)
§ Eingesetzte Energie versus Fördermenge
§ Vermeidung von Turbulenzen und Kavitation
§ Dynamische Schwingungsüberwachung
§ Die richtige Pumpe am richtigen Platz ?
Ziel:
§ Optimaler Anlagenwirkungsgrad
§ Energieoptimierung
§ Laufzeitverlängerung,
§ Schadensvermeidung
§ Energieoptimierung
§ Schadensfrüherkennung
§ Kostenoptimierung
Thüringer Trinkwassertage 2018
Predictive MaintenanceOptimierungsansätze: Ziel:
§ Pumpe im Best-Fit Punkt betreiben Optimaler Arbeitspunkt / Anlagenwirkungsgrad
§ Pumpenkennlinie: Eine Kreiselpumpe liefert bei konstanter Drehzahl einen veränderlichen, mit abnehmender
Förderhöhe H zunehmenden Förderstrom Q. Des weiteren hängen vom Förderstrom Q der Leistungsbedarf P, der
Wirkungsgrad K und der NPSHR-Wert ab.
§ Anlagenkennlinie: Die Anlagenförderhöhe HA wird durch einen statischen Anteil, bestehend aus Hgeo und der
Druckhöhendifferenz und einem dynamischen Anteil, bestehend aus den Geschwindigkeitshöhen und den Verlusten
HJ gebildet. Da sich die Verlusthöhe HJ im Quadrat mit der Durchflussgeschwindigkeit v und damit dem Förderstrom
Q in der Rohrleitung ändert, ergibt sich eine parabelförmige Anlagenkennlinie.
§ Betriebspunkt: Der Betriebspunkt der Kreiselpumpe stellt sich selbständig als Schnittpunkt der Pumpenkennlinie mit
der Anlagenkennlinie ein
Thüringer Trinkwassertage 2018
Predictive MaintenanceOptimierungsansätze: Ziel:
§ Pumpe im Best-Fit Punkt betreiben Optimaler Arbeitspunkt / Anlagenwirkungsgrad
Quelle:FRIATEC-Rheinhütte GmbH & Co.
Thüringer Trinkwassertage 2018
Optimierungsansätze: Ziel:
§ Pumpe im Best-Fit Punkt betreiben Optimaler Arbeitspunkt / Anlagenwirkungsgrad
Predictive Maintenance
KSB_CPK / -H, CPKN 40-160 Euro-CPK,Magnochem / -Bloc Secochem-Ex, HPK / -L
Thüringer Trinkwassertage 2018
1,401,451,501,551,601,651,701,751,801,85
0,000,200,400,600,801,001,201,401,601,802,002,202,402,60
20,00 40,00 60,00
t1 (h) t2 (h) t2 (h)
Faktor 100% Faktor 95% Faktor 90%
Optimierungsansätze: Ziel:
§ Eingesetzte Energie versus Fördermenge Energieoptimierung
Drehzahländerung: Bei der Drehzahländerung von n1 auf n2 folgt die Pumpenkennlinie den Affinitätsgesetzen
Predictive Maintenance
=
=
21
=
h f
m³/h
Thüringer Trinkwassertage 2018
Optimierungsansätze: Ziel:
§ Vermeidung von Turbulenzen und Kavitation Laufzeitverlängerung, Schadensvermeidung,
Energieoptimierung
§ Kavitation: Stichwort Unterschreitung *NPSH-Wert
Allgemein die Ausbildung örtlicher dampfgefüllter Hohlräume (Dampfblasen) im Innern einer strömenden Flüssigkeit
Schäden durch Kavitation: Veränderung der Pumpenkennlinie und damit des Betriebspunktes
Starke Zunahme von Schwingungen (Körperschall) und Geräuschen.
Zerstörung der Bauteile (insbesondere Laufräder) der Pumpe infolge der Blasenimplosion.
§ NPSHR ist der von der Pumpe benötigte Wert in m, um Kavitation auf ein unschädliches Minimum zu reduzieren. Der
NPSHR ist hauptsächlich abhängig von: Laufradform, speziell der Eintrittsbereich, Volumenstrom, Drehzahl
Predictive Maintenance
Quelle:FRIATEC-Rheinhütte GmbH & Co.
Thüringer Trinkwassertage 2018
Optimierungsansätze: Ziel:
§ Dynamische Schwingungsüberwachung Schadensfrüherkennung
§ DIN ISO 20816-1:2017-03
Titel (Deutsch): Mechanische Schwingungen - Messung und Bewertung der Schwingungen von Maschinen –
Teil 1: Allgemeine Anleitungen (ISO 20816-1:2016)
§ DIN ISO 10816-3:2009-08
Titel (Deutsch): Mechanische Schwingungen - Bewertung der Schwingungen von Maschinen durch Messungen an
nicht-rotierenden Teilen - Teil 3: Industrielle Maschinen mit einer Nennleistung über 15 kW und Nenndrehzahlen
zwischen 120 min⁻¹ und 15000 min⁻¹ bei Messungen am Aufstellungsort
§ DIN ISO 10816-7:2009-08
Mechanische Schwingungen - Bewertung der Schwingungen von Maschinen durch Messungen an nicht-rotierenden
Teilen - Teil 7: Kreiselpumpen für den industriellen Einsatz (einschließlich Messung der Wellenschwingungen)
Predictive MaintenanceThüringer Trinkwassertage 2018
Optimierungsansätze: Ziel:
§ Dynamische Schwingungsüberwachung Schadensfrüherkennung
§ DVGW W 614 Instandhaltung von Förderanlagen (Maintenance of pumping stations)
§ Tool FFT zur Erkennung von mechanischen Schäden: Z.B. Unwuchten (Schäden am Laufrad), Ausrichtfehler,
Verschleiß an Keilriemen, loses Fundament, defekte Wälzlager, bzw. Erkennung von Kavitationen….
§ Unwucht Ausrichtfehler Hydraulische Anregung
Predictive Maintenance
Quelle: Efftek Diagnostic Engineers
Thüringer Trinkwassertage 2018
Optimierungsansätze: Ziel:
§ Die richtige Pumpe am richtigen Platz ? Kostenoptimierung
§
§ Beispiel Rohwasserpumpen
Predictive MaintenanceThüringer Trinkwassertage 2018
Drehzahl
Wicklungstemperatur
LagertemperaturenDruck –abgabeseite
Druck-saugseite
Schwingungsaufnehmer ElektrischeLeistung
Warnung
Störung
Durchfluss
Predictive MaintenanceThüringer Trinkwassertage 2018
Predictive Maintenance für Pumpensysteme
Betrieb & DarstellungHome Online Konfiguration Alarm Passwort
Standort
Betriebs-informationen
Zustand der Anlage§ grün – Fehlerfreier Zustand§ gelb – Warnung§ rot – Fehler
Wirkungsgrad Pumpe
Schlechter Wirkungsgrad
Verbesserungspotential
Optimaler Wirkungsgrad
Überlastung
Thüringer Trinkwassertage 2018
Predictive Maintenance für Pumpensysteme
Betrieb & Darstellung - VibrationSignalzustand§ grün – Fehlerfreier Zustand§ gelb – Warnung§ rot – Fehler§ grau – inaktiv
ManuellKanal über Button auswählbarMessen von individuellen Kanälen möglich
Automatik ModusGleichzeitige automatische Messung alles Kanäle
Home Online Konfiguration Alarm Passwort
Bis zu 6Vibrations-sensorenmöglich
Bezeichnungder Vibrations-sensorenindividuelländerbar
Thüringer Trinkwassertage 2018
§ Der PumpMonitor ist konzipiert für dieMontage in unmittelbarer Nähe derPumpe
§ Eingesetzte Materialien geeignet für denIndustriebereich
§ Schutzart IP54 (optional IP65 realisierbar)
§ All-in-one Lösung als vorkonfiguriertesSystem in einem Kompaktschaltkasten(380 x 380 x 210 mm)
§ Integriertes frontseitiges Display (4“ TouchScreen) für die lokale Konfiguration undDiagnose
Systemfunktionen
PumpMonitorSpezialtag Condition Monitoring
Thüringer Trinkwassertage 2018