DRUCKLUFT KOMMENTARE - Atlas Copco

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Fotos: Schöppl, Weser-Metall Recycling Mit einer Niederdruck-Druckluftstation aus sechs drehzahlgeregelten, ölfrei verdichtenden Turbo-Kompressoren senkt die Bleihütte der Weser-Metall GmbH ihre Energiekosten um jährlich über eine halbe Million Euro. Die Anlagensteuerung zieht als Führungsgröße den Volumenstrom heran und nicht, wie sonst üblich, den Druck. ENERGIEEFFIZIENZ Blei-Recycling mit volumenstromgeregelter Niederdruck-Anlage Turbos sparen bis zu 600 000 Euro jährlich Blick in die Druckluftstation mit den sechs direkt nebeneinander aufgereihten Kompressormodulen der Bauart ZB 100 VSD und ZB 160 VSD. 500 000 bis 600 000 Euro an Energiekosten sparen wir pro Jahr mit unserer neuen Druckluftstation“, sagt Timo Tesch, der als Leiter Konstruktion/ Verfahrens technik/Nebenbetriebe bei der Weser-Metall GmbH in Nordenham unter anderem für den Neubau der Druckluftversorgung zuständig ist. Weser-Metall ist auf das Recycling von Blei vor allem aus Akkumulatorenschrott und Batteriepaste spezialisiert. Clou der Druckluftstation mit insgesamt sechs neuartigen ölfreien Niederdruck- Turbokompressoren der drehzahlgeregelten Bauart ZB VSD (Variable Speed Drive) von Atlas Copco ist ihre Be - triebs weise. Denn anstatt druckgeregelt, wie normalerweise üblich, arbeitet sie volumenstromgeregelt. Und das in einem Bereich zwischen 1500 und 10 000 Nm3 (Norm-Kubikmeter) pro Stunde mit bis zu 1,95 bar Betriebsüberdruck. Die Luft der Turbos wird in der Bleihütte dreischichtig rund um die Uhr als Prozess- und Nachverbrennungsluft benötigt. Die Prozessluft wird zusammen mit Erdgas und Sauerstoff durch eine in die Schmelze eingetauchte Lanze geblasen und hält den metallurgischen Prozess im Badschmelzofen in Gang. Das Problem dabei: Der Gegendruck an der Lanzenspitze schwankt. „Um aber den metallurgischen Prozess sicher im Griff zu haben, ist es für uns Ein Mitarbeiter der Weser-Metall misst die Temperatur am Schlackenstich des Badschmelzofens. unbedingt notwendig, dass wir jederzeit sicher einen bestimmten konstanten Volumenstrom zur Verfügung stellen können“, sagt Diplomingenieur Tesch, „auch und gerade wenn sich die Betriebsbedingungen manchmal sehr schnell ändern.“ Unter Umständen sind dann schlagartig bis zu 3000 Nm 3 weniger oder mehr Volumenstrom gefordert. Als die Nordenhamer Bleihütte 1996 vom bis dato praktizierten koksbefeuerten Schachtschmelzofenverfahren auf das wesentlich umweltfreundlichere erdgasbefeuerte Badschmelzofenverfahren umstieg, wurde zunächst ein zweistufiger Turboverdichter installiert – geregelt via Abblaseventil. Mit dieser „Energievernichtungsmaschine“ sei aber mit dem Ansteigen der Energiepreise die Schmerzgrenze überschritten worden, klagt Tesch. „Wir wussten, es gibt bessere Technologien zur Druck - lufterzeugung.“ Die beste für diesen Zweck fand man schließlich in den damals nagelneuen ZB-Turbokompressoren mit VSD-Direktantrieb von Atlas Copco. Das Problem für Weser-Metall:
Es gab noch kei - nerlei Re fe ren - zen für der artige An wen dungen. Zwar wa ren seinerzeit bereits ZB- Turbos beispielsweise in Klärwerken im Einsatz, doch immer nur druck- und nicht volumenstromgeregelt. Risikobereitschaft sichert Vorreiterrolle Trotz der fehlenden Referenzen habe man sich schließlich für diese Technologie entschieden, fährt Tesch fort; denn hier sah man die mit Abstand besten Möglichkeiten zur Energieeinsparung. „Um Vorreiter zu sein, muss man manchmal auch ein Risiko eingehen.“ Das teilte man sich mit Atlas Copco. Denn die Projektingenieure der Essener erarbeiteten gemeinsam mit den Weser- Metall-Verantwortlichen das Konzept für den Aufbau der neuen Druckluft - station. Das Wichtigste Drehzahlgeregelte ZB-Turbokompressoren halten den Energie - bedarf minimal. Geregelt werden alle Kompressoren zusammen, abhängig vom benötigten Volumenstrom. Dieses Konzept wurde erst - malig umgesetzt. Pro Jahr spart Weser-Metall Energiekosten von rund einer halben Million Euro. ENERGIEEFFIZIENZ Das Resultat ist die heutige Lösung, in der ausschließlich drehzahlgeregelte Kompressoren arbeiten. Die Prozessluft liefern jetzt vier Turbos der Bauart ZB 160, die Nachverbrennungsluft kommt von zwei ZB 100 VSD. Ihr Zusammenspiel regelt eine übergeordnete Steuerung, die auch einen ausgeglichenen Betrieb der Maschinen sicherstellt und an das Prozessleitsystem des Badschmelzofens angebunden ist. Befragt zu den größten Vorteilen der neuen ZB- Kompressoren ge gen über der Vorgängeranlage, nennt Timo Tesch vier Punkte: drastische Energieeinsparungen, die kompakte Modulbauweise der Anlage, den ver schleiß - armen, öl frei en Be - trieb der Kompressoren sowie die geringe Lärmentwicklung. Teschs Fazit: „Die neue Druckluftanlage ist jetzt so flexibel, leistungsbereit und bedienungsfreundlich, dass sie unsere zugegeben hohen Ansprüche erfüllt. Eine derartige Anlage ist meines Wissens weltweit einzigartig.“ Beide Seiten, Weser-Metall und Atlas Copco, seien ein hohes Risiko eingegangen, indem sie Neuland betreten hätten. Doch habe es schließlich ein Happyend gegeben, auf das alle Beteiligten stolz sein dürften. „Und der Spaß, den einem der Aufbau so einer Pilotanlage bereitet, ist sowieso unbezahlbar“, schmunzelt Timo Tesch. ts i ZB-Turbokompressoren: 611 Recycling/Neue Kompressoren Energiebedarf = 0 Einen rechnerischen Energieverbrauch von Null bescheinigt der TÜV den Kompressoren der ZR-Baureihe von Atlas Copco unter be - stimmten Einsatzbedingungen. Denn die wassergekühlten, ölfrei verdichtenden Kompressoren verfügen über ein integriertes Wärmerückgewinnungssystem, mit dem sich bis zu 100 % der aufgewendeten elektrischen Energie in Form von Warmwasser zurückgewinnen lassen. „Carbon Zero“ nennt Atlas Copco die Baureihe daher. Die Maschinen eignen sich für Unternehmen mit hohem Warmwasserund Dampfverbrauch, wie etwa Betriebe der Nahrungsmittel- und Getränke-, Molkerei-, Zellstoff- und Papier-, Pharma-, Chemie- und Petrochemie-, Kraftwerk-, Reinraum- und Textilbranche. Sie alle können mit den ZR-Kompressoren über die Wärmerückgewinnung er - heblich Energie sparen und Druck luft gewissermaßen gratis erzeugen. Der TÜV überwachte Anfang des Jahres die Typenprüfung der Schraubenkompressoren ZR 55- 750. Das Prüfverfahren umfasste Echtzeitmessungen der aufgenommenen elektrischen Leistung und der Leistungsabgabe in Form von Warmwasser. Der Vergleich beider Messwerte ergab, dass unter bestimmten Einsatzbedingungen (Temperatur von 40 °C und relative Feuchtigkeit von 70 %) Wärmeenergie in Höhe der aufgenommenen elektrischen Energie zurück gewonnen werden kann. Während ein „Carbon Zero“-Kompressor in Betrieb ist, wird die gesamte aufgewendete elek trische Ener gie in Wärme umge wan delt. Die Her aus for derung be steht darin, die von allen Komponenten abgegebene Wärme zu nutzen. Das integrierte Wärmerückgewinnungssystem verfügt über einen Kühlwasserkreislauf, der die Wärme zur Erzeugung von 90 °C warmem Wasser verwendet. Dieses erwärmte Wasser können Betriebe etwa zum Beheizen von Räumen oder zum Duschen verwenden. i Carbon-Zero-Kompressoren: 612 DK 1/2009 15
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