Startseite » Technik » Entwicklung »

Versorgungssicherheit ist jetzt gegeben

Drucklufterzeugung: Effizient und Bedarfsabhängig
Versorgungssicherheit ist jetzt gegeben

Jeweils drei Kompressoren mit variabler und fester Drehzahl liefern der SGL Group heute bedarfsgerecht zwischen 1500 und 6500 m³ Druckluft pro Stunde. Energieeffizient arbeitet auch die Drucklufttrocknung, und die Wärmerückgewinnung entlastet im Winter die Heizanlage.

„Nach sorgfältiger Analyse aller vorliegenden Angebote haben wir uns für ein Gesamtkonzept mit sechs öleingespritzten Schraubenkompressoren inklusive übergeordneter Steuerung entschieden“, berichtet Josef Küfner, Instandhaltungsleiter bei der SGL Group in Meitingen. Drei Verdichter sind drehzahlgeregelt, drei arbeiten mit fester Drehzahl – so dass die Anlage der Köngener Almig Kompressoren GmbH die Druckluft bedarfsabhängig und damit besonders energieeffizient erzeugt.

Die SGL Group stellt Produkte aus Carbon her, von Kohlenstoff- über Graphit- bis hin zu Carbonfaser-Produkten. Am Standort Meitingen beschäftigt das Unternehmen rund 1300 Mitarbeiter, davon 600 in der Produktion. In der Vergangenheit versorgten fünf Kolbenkompressoren, drei kleinere Schraubenverdichter und ein kleinerer Rotationsverdichter über ein gemeinsames Netz das Werksgelände mit Druckluft – aufgrund der Arbeitsweise mit festen Drehzahlen aber sehr energieunwirtschaftlich. Problematisch war zudem, dass bei den entferntesten Verbrauchern nur ein Druck von 5,5 bar ankam, im ungünstigsten Fall sogar nur 4,5 bar, obwohl alle Anlagen in einem Druckband zwischen 8 und 9 bar arbeiteten. Und da sowohl Kälte- als auch Adsorptionstrockner zum Einsatz kamen, gab es keinen konstanten Drucktaupunkt im Netz.
Da die Versorgungssicherheit unzureichend war und die Aufwendungen für Reparatur und Wartung ständig stiegen, entschlossen sich die Meitinger dazu, ein völlig neues Druckluft-Konzept umzusetzen, mit einer neuen zentralen Druckluft-Station unter Beibehaltung des vorhandenen Druckluftnetzes. Auf Basis einer Verbrauchsmessung entwickelte Almig schließlich ein Konzept aus
  • drei drehzahlgeregelten Kompressoren der Variable-Baureihe und
  • drei Verdichtern mit fester Drehzahl aus der Direct-Baureihe, verbunden über eine
  • übergeordnete Steuerung.
Alle Anlagen und Antriebsmotoren sollten gemäß den Forderungen der SGL Group der Energieeffizienzklasse EFF-1 entsprechen. Und um den erforderlichen Mindestdruck auch in kritischen Netzbereichen sicherzustellen, wurden zusätzliche, dezentral installierte Drucksensoren an weit entfernten Netzpositionen vorgeschlagen.
Um die Drucklufttrocknung besonders effizient zu machen, schlug Almig vor, im Sommer auf die wirtschaftlichere Kältetrocknung zu setzen; im Winter ergänzt um die vollautomatisch zuschaltbare Adsorptionstrocknung, abhängig von der Außentemperatur.
„Diese Gesamtlösung überzeugte uns durch ihre hohe Versorgungssicherheit und die besonders energiesparende Arbeitsweise“, so Küfner weiter. Denn mit den sechs Kompressoren lässt sich die Druckluft-Erzeugung an die sehr starken Bedarfsschwankungen zwischen 1500 bis 6500 m³/h anpassen. Die Konfiguration stellt dabei für jede Bedarfsmenge eine energieoptimale Druckluft-Erzeugung sicher. Erreicht wird dies durch die große Leistungsbandbreite der drehzahlgeregelten Kompressoren und durch die nun sehr geringen Leerlaufanteile der Anlagen mit fester Drehzahl.
Die gesamte Erzeugung wird über die übergeordnete Almig-Steuerung Multi Control 3 gefahren. Diese Steuerung lässt sich entweder wirtschaftlichkeits- oder sicherheitsoptimiert einsetzen. Da die SGL Group eine höchstmögliche Versorgungssicherheit sowohl bei der Liefermenge als auch beim Netzdruck forderte, empfahl Almig die sicherheitsoptimierte Variante. Deshalb wurden zusätzlich zum Standard-Drucksensor im zentralen Druckluftbehälter zwei weitere Drucksensoren in weit entfernten, kritischen Netzbereichen positioniert. Der Drucksensor am zentralen Behälter gibt der Station einen Mittelwert von 6,3 bar vor, der im Normalfall mit einer Bandbreite von ±0,2 bar eingehalten wird. Sobald der Druck an den externen Messpunkten jedoch unter einen vorgegebenen kritischen Mindestdruck von beispielsweise 5,5 bar sinkt, wird er sofort schrittweise in der zentralen Station erhöht, solange bis die Limit-Vorgaben an den externen Messpunkten wieder erfüllt werden.
Alle sechs Almig-Schraubenkompressoren sind wassergekühlt. Außerdem sind als Besonderheit auch die Schaltschränke der drei integrierten Frequenzumrichter der drehzahlgeregelten Anlagen wassergekühlt – und nicht wie sonst üblich luftgekühlt. Durch diese Maßnahme soll verhindert werden, dass Graphit-Bestandteile aus der Luft in die Frequenzumrichter gelangen und dort zu Störungen führen. Das Kühlwasser wird in einem autarken und geschlossenen Kreislauf mit externer Rückkühlanlage außerhalb des neu erstellten Gebäudes zurückgekühlt. Deren Kühlmodule arbeiten für eine besonders energiesparende Arbeitsweise mit temperaturabhängig drehzahlgeregelten Ventilatoren. Bei Ausfall der externen Rückkühlanlage kann eine automatische Umschaltung auf eine redundante Kühlung durch Brunnenwasser erfolgen. In einem zweiten autarken System können zudem während der kalten Jahreszeit rund 70 % der bei der Verdichtung der Luft anfallenden Wärme über integrierte Plattenwärmetauscher aus dem Ölkreislauf der Kompressoren entnommen und in den Rücklauf der Heizung eingespeist werden. Dann wird die Leistung der externen Rückkühlanlage entsprechend zurückgefahren.
Bei der Erstellung des Gebäudes für die neue Druckluft-Station hat die SGL Group auch die Möglichkeit einer späteren Leistungserweiterung berücksichtigt. In der ersten Ausbaustufe wurde in diesem Gebäude eine Druckluft-Station mit einer Leistung von 7500 m³/h realisiert. Bei weiter steigendem Druckluft-Bedarf kann die Leistung der Station ohne zusätzliche Baumaßnahmen auf eine Gesamtleistung von 12 000 m³/h angehoben werden. Die erforderlichen Stellplätze für zwei weitere Kompressoren, zwei Kältetrockner und einen zweiten Adsorptionstrockner sind ebenso bereits vorhanden wie alle erforderlichen Stutzen in den Leitungssystemen. Die gesamte zusätzliche Infrastruktur für diese Erweiterung wurde im ersten Bauabschnitt bereits mitgeplant und realisiert. Alle schon jetzt vorhandenen weiteren Komponenten einschließlich der Rückkühlanlage und der Zu- und Abluftsysteme wurden ebenfalls bereits für die erweiterte Leistung ausgelegt.
Besondere Aufmerksamkeit bei der gesamten Planung erforderte der starke Graphitstaubanteil der Luft im Werksgelände. Deshalb schlug Almig sofort Schraubenkompressoren in wassergekühlter Ausführung vor, weil sich damit die von der Station benötigte anzusaugende Luftmenge für Verdichtung und Kühlung von 120 000 auf 30 000 m³/h reduzierte. Außerdem empfahl Almig ein Zuluftsystem mit integrierter Filtration sowie als zusätzliche Maßnahme einen leichten Überdruck im gesamten Kompressorenraum, um ein Ansaugen von graphithaltigem Staub zu verhindern.
Michael Klein Gebietsverkaufsleiter bei Almig Kompressoren

Kosteneffizienz
Insbesondere bei einem stark schwankenden Druckluftbedarf machen sich drehzahlgeregelte Kompressoren schnell bezahlt. Neben den Verdichtern empfiehlt es sich aber, auch die anderen Komponenten einer Druckluftstation, wie etwa die Trockner, im Blick zu behalten. Wer das Gesamtkonzept optimiert, kann die Kosten so niedrig wie möglich halten.
Industrieanzeiger
Titelbild Industrieanzeiger 4
Ausgabe
4.2024
LESEN
ABO
Newsletter

Jetzt unseren Newsletter abonnieren

Tipps der Redaktion

Unsere Technik-Empfehlungen für Sie

Webinare & Webcasts

Technisches Wissen aus erster Hand

Whitepaper

Aktuelle Whitepaper aus der Industrie

Unsere Partner

Starke Zeitschrift – starke Partner


Industrie.de Infoservice
Vielen Dank für Ihre Bestellung!
Sie erhalten in Kürze eine Bestätigung per E-Mail.
Von Ihnen ausgesucht:
Weitere Informationen gewünscht?
Einfach neue Dokumente auswählen
und zuletzt Adresse eingeben.
Wie funktioniert der Industrie.de Infoservice?
Zur Hilfeseite »
Ihre Adresse:














Die Konradin Verlag Robert Kohlhammer GmbH erhebt, verarbeitet und nutzt die Daten, die der Nutzer bei der Registrierung zum Industrie.de Infoservice freiwillig zur Verfügung stellt, zum Zwecke der Erfüllung dieses Nutzungsverhältnisses. Der Nutzer erhält damit Zugang zu den Dokumenten des Industrie.de Infoservice.
AGB
datenschutz-online@konradin.de