Thema: Kosteneinsparungspotential bei energieintensiven Kühl-/Pumpprozessen – strömungstechnische Betrachtung

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Es liegt folgende Ausgangssituation vor:

Bei der Erzeugung von Roheisen und Stahl sowie deren Weiterverarbeitung ist das Element Wasser zur Kühlung und zur Dampferzeugung ein wichtiges Betriebs- und Hilfsmittel. Im Schnitt werden am Standort Linz ca. 60.000 m3/h an Kühlwasser (Donauwasser) verwendet. Dieses Kühlwasser wird hauptsächlich zur Rückkühlung interner Kühlprozesse verwendet und wird netzartig im ganzen integrierten Hüttenwerk verteilt. Sei es bei der Roheisenerzeugung (z.B. Koksgasgewinnung, bei den Hochöfen, in der Sinteranlage), bei der Stahlerzeugung/Gießen (z.B. Tiegelgaskühlung, Brammenkühlung), im Walzbereich (z.B. bei den Erwärmungsöfen (Stoßöfen, Hubbalkenofen), Veredelungsbereich (z.B. Glühprozesse, Verzinkungsanlagen, organische Bandbeschichtungsanlagen, plattierte Bleche) und im Kraftwerksbereich (zur Strom- und Dampferzeugung). Hinter diesen internen (primären) Kühlprozessen stehen Pumpenanlagen mit Pumpleistungen bis in den Megawatt-Bereich. Das Druckniveau reicht hier von wenigen bar bis einige Hundert bar. So vielfältig die verschiedenen Pumpanlagen sind, so groß ist auch die Bandbreite im Alter (von neu, bis mehrere Jahrzehnte alt). Da sich im Laufe der Zeit die Anforderungen an ein Hüttenwerk und seine Produkten ändern, so werden auch die dazugehörigen Anlagenteile angepasst. Im Fokus stand hierbei immer das zu erzeugende Produkt und dessen Qualität, und nicht so sehr die verursachenden Kosten (Pumpenergie, Instandhaltung). Da in der heutigen Zeit, im Zeichen des Klimawandels, die Energie und die CO2-Emissionen immer mehr Kosten verursachen, sind wir als voestalpine daran interessiert hier genauer hinzusehen. Bisher wurden solche Pumpanlagen nur im Rahmen von Anlagenveränderungen betrachtet und angepasst. Das gesamte Pumpsystem wurde dabei meist nicht analysiert. Wir als Gruppe Medientechnologie (Teil des Unternehmensbereiches Technischer Service und Energie innerhalb des Hauptprozesses Investitionen und Engineering) sind bei solchen Anlagenänderungen oft beteiligt und haben in der kürzeren Vergangenheit manchmal die Gelegenheit bekommen komplexere Pumpsysteme zu analysieren und Verbesserungsvorschläge zu erarbeiten.

Die Aufgabenstellung sieht folgendermaßen aus:

• Suchen und Identifizieren eines oder mehrerer energieintensiven Kühlprozessen (Wasser) gemeinsam mit potenziellen Anlagenbetreibern.
• Gemeinsame Auswahl eines vielversprechenden Kühlprozesses mit hohem Verbesserungspotenzial.
• Modellbildung des Kühl-/Pumpprozesses (Anlage inkl. Pumpen) mittels eindimensionaler Strömungssimulationssoftware (FloMaster, stationäre und transiente Betrachtung) für die wichtigsten Betriebsfälle (Unterstützung durch den Betreuer)
• Validierung des Modells (mit Messdaten vom Anlagenbetreiber)
• Verfahrenstechnische Optimierung (Stichwörter: Pumpen-Förderkennlinienfeld, Wirkungsgrad, Ein-/Ausschaltverhalten, Kavitation, Überhitzung (Mindestmenge))
• Darstellen von Einsparungspotenzialen

• Student einer FH oder technischen Universität
• Freude an strömungstechnischer Simulation und Kommunikation
• Vorkenntnisse im Bereich Strömungssimulation (FloMaster) wünschenswert, aber nicht notwendig

Die voestalpine Stahl GmbH ist die Leitgesellschaft der Steel Division, der größten der vier voestalpine Divisionen. Sie ist das internationale Stahlkompetenzzentrum des voestalpine Konzerns und führende Produzentin von hochqualitativen beschichteten Stahlprodukten für die Automobil-, Energie- und Hausgeräteindustrie.

Weitere Informationen zu unserem Unternehmen finden Sie unter: https://www.voestalpine.com/stahl/