Absauganlage und Filteranlage - Energieeffiziente Anlagenkonzeption

Einfluss der Anlagenkonzeption auf die Energieeffizienz einer Absauganlage

Welchen Einfluss die Anlagenkonzeption auf die Energieeffizienz einer Absauganlage hat, zeigte sich bei der Erneuerung der Absauganlage der Lebenshilfe Helmstedt-Wolfenbüttel.

Die vorhandene Absauganlage war in die Jahre gekommen und zeigte größere Verschleißerscheinungen, so dass die Lebenshilfe Helmstedt-Wolfenbüttel sich fachkundigen Rat einholte, um eine Entscheidung über eine Instandsetzung der Altanlage oder aber die Anschaffung einer Neuanlage treffen zu können. Weitere Aspekte waren die Verbesserung der maschinenseitige Absaugleistung, die mögliche Reduzierung des Stromverbrauches und die Sicherheitstechnik. Der letzte Punkt hatte einen besonderen Stellenwert, da man in Eigeninitiative das allgemeine Sicherheitskonzept umfassend unter Hinzuziehung eines Brandschutzexperten prüfte, um evtl. Defizite festzustellen.

Die Rahmendaten der Absauganlage können wie folgt zusammengefasst werden:

  • anzuschließende Maschinen: 19
  • Anschlussluftmenge: 42.000 m³/h
  • gleichzeitig benötigte Luftmenge (max): 31.500 m³/h
  • Gleichzeitigkeitsfaktor (max): 75 %
  • Betriebsweise: diskontinuierlich
  • Luftrückführung: 100 %
  • Späneentsorgung: über Transportanlage in Silo mit anschließender, energetischer Nutzung.

Die Altanlage lässt sich stichpunktartig wie folgt beschreiben:

Die vorhandene Absauganlage war in die Jahre gekommen und zeigte größere Verschleißerscheinungen, so dass die Lebenshilfe Helmstedt-Wolfenbüttel sich fachkundigen Rat einholte, um eine Entscheidung über eine Instandsetzung der Altanlage oder aber die Anschaffung einer Neuanlage treffen zu können. Weitere Aspekte waren die Verbesserung der maschinenseitige Absaugleistung, die mögliche Reduzierung des Stromverbrauches und die Sicherheitstechnik. Der letzte Punkt hatte einen besonderen Stellenwert, da man in Eigeninitiative das allgemeine Sicherheitskonzept umfassend unter Hinzuziehung eines Brandschutzexperten prüfte, um evtl. Defizite festzustellen. Die Rahmendaten der Absauganlage können wie folgt zusammengefasst werden:

- anzuschließende Maschinen: 19

- Anschlussluftmenge: 42.000 m³/h

- gleichzeitig benötigte Luftmenge (max): 31.500 m³/h

- Gleichzeitigkeitsfaktor (max.): 75 %

- Betriebsweise: diskontinuierlich

- Luftrückführung: 100 %

- Späneentsorgung: über Transportanlage in Silo mit anschließender, energetischer Nutzung.

Die Altanlage lässt sich stichpunktartig wie folgt beschreibe

  • 3 Absauggruppen - Filteranlage: Durchblas-/Schleusenfilter
  • reinluftseitig angeordneter Absaugventilator: 45 kW
  • Stützventilator: 11 kW
  • Transportanlage
    - Transportluftventilator-Rohluftseite: 11 kW
    - Ringleitung mit direkter Einblasung in das Silo

Zunächst wurden zur Ausarbeitung eines detaillierten Angebotes die technischen Daten der vorhandenen Absauganlage aufgenommen und der Betriebsablauf unter Berücksichtigung des Nutzungsprofils der Maschinen analysiert. Nach einer intensiven Planungs- und Abstimmungsphase mit den Verantwortlichen der Lebenshilfe Helmstedt-Wolfenbüttel konnten die Schwachstellen der Altanlage aufgezeigt und Verständnis für die vorgeschlagene konzeptionelle Änderung erreicht werden:

  • Das Rohrleitungssystem musste zur Realisierung des gesamten Stromein-    sparungspotentiales komplett neu geplant und die Anzahl der Absauggruppen erweitert werden. 
  • Änderung des Gerätekonzeptes der Filteranlage.
  • Erneuerung der Transportanlage.

Die kennzeichnenden Merkmale der angebotenen Anlage können wie folgt zusammen gefasst werden (siehe auch Bild 1): 

  • Absaugrohrleitungssystem bestehend aus 5 Gruppen,
  • kompakte Filteranlage mit integriertem, drehzahlgeregeltem Absaugventilator bestehend aus
    - Reinluftkammer mit Absaugventilator (45 kW),
    - Filterzelle mit vibrationsabgereinigten Filterschläuchen (Offline-Betrieb),
    - großzügiger Späne-Pufferbehälter mit automatisch gesteuerter Austragung,
    - baumustergeprüfte Zellenradschleuse (Entkopplungsglied) zur Übergabe an die Transportanlage.
  • Rückluftkanal mit Schlauchbruchwächter und Umschaltmöglichkeit auf Abluftbetrieb,
  • Transportanlage als Ringleitung mit Zyklon als Abscheider und Transportventilator in der Rücklaufleitung (5,5 kW),
  • Elektroschaltung für die Gesamtanlage mit Drehzahlregelung für den Absaugventilator über einen Frequenzumformer.

Das Verbesserungspotential der vorgeschlagenen Anlagenkonzeption überzeugte den Kunden durch die nachfolgend aufgeführten Argumente, so dass SPÄNEX der Auftrag zur Lieferung der Anlage erhielt.

1. Stromeinsparung

Rohrleitungssystem bestehend aus 5 Absauggruppen

Ohne Änderung des Rohrleitungssystems wäre das Einsparpotential der Drehzahlregelung nicht in vollem Umfang zur Geltung gekommen, so dass die Anlage während der gesamten Betriebszeit mit dem fast maximalen Volumenstrom betrieben worden wäre.

Bei einschichtiger Betriebsweise (230 Arbeitstage pro Jahr, 6 Betriebsstunden pro Tag) ergaben sich folgende Vergleichswerte für den Stromverbrauch:

 

- Altes Anlagenkonzept ca.: 77.000 kWh pro Jahr

- Neuanlage mit unverändertem Rohrleitungssystem ca. : 59.000 kWh pro Jahr

- Neuanlage mit optimierten Rohrleitungssystem (Auslastungsgrad ca. 60 % 19.000 m³/h: 29.000 kWh pro Jahr.    

Die Zahlen machen deutlich, dass vor diesem Hintergrund das vorhandene Rohrleitungssystem umgebaut und teilweise erneuert wurde, um das Einsparpotential der Neuanlage komplett erschließen zu können. Nach einer ersten Betriebsphase von etwas mehr als 1.050 Betriebsstunden war für den Absaugventilator ein Stromverbrauch von knapp 19.000 kWh festgestellt worden. D. h. die mittlere Leistungsaufnahme des Motors betrug 18 kW. Das entspricht einem Auslastungsgrad der Anlage von etwas mehr als 40 %. D. h. die Prognose im Rahmen der Anlagenplanung hat sich bestätigt.

  • Filteranlage mit Behälter zur Pufferung des abgeschiedenen Spänematerials
    Die bisherige Filteranlage war als Durchblas-/Schleusenfilter ausgeführt worden. Das bedeutet, die in der Filteranlage abgeschiedenen Späne mussten direkt über die Transportanlage abgeführt werden. Eine Möglichkeit zur Pufferung bestand nicht. D. h., die alte Transportanlage musste auf die maximal anfallende Spänemenge ausgelegt werden und die Betriebszeit des Transportventilators war identisch mit der der Absauganlage. Durch die Neuanlage mit der Pufferung der Späne in dem Behälter der Filteranlage kann die Betriebszeit des Transportventilators auf maximal 1 Stunde pro Tag reduziert werden. Die sich daraus ergebende Stromersparnis lässt sich mit ca. 14.000 kWh pro Jahr beziffern. D. h. das gesamte Einsparpotential der neuen Anlagenkonzeption beträgt gegenüber der Altanlage mehr als 60.000 kWh pro Jahr.

2.    Sicherheitstechnik

Es ist selbstredend, dass die sicherheitstechnische Ausstattung der Neuanlage den geltenden Normen und Verordnungen entspricht. 2 Aspekte sind zusätzlich erwähnenswert:

  • Die neue Absauganlage wurde mit einer Funkenerkennungs- und -löschanlage der Firma GreCon in Alfeld ausgestattet. Durch dieses System wird die Wahrscheinlichkeit des Eintritts eines Schadenfalls in Form eines Brandes oder einer Explosion signifikant reduziert.
  • Ein Gefährdungspotential stellte die alte Ausführung der Transportanlage als Ringleitung mit rohluftseitig angeordnetem Transportventilator und einer direkten Einblasung in das Spänesilo dar. Deshalb wurde der Empfehlung von SPÄNEX gefolgt, auch die Transportanlage zu erneuern und mit einem Zyklon als Abscheider auszustatten. Die in dem Zyklon abgeschiedenen Späne werden über eine baumustergeprüfte Zellenradschleuse (Entkopplungsglied) an das Spänesilo übergeben (Bild 2).

Weiterhin wurde der Transportventilator in der Rücklaufleitung der Transportanlage angeordnet. Das ermöglichte nicht nur den Einsatz eines Laufrades mit verbessertem Wirkungsgrad sondern bedeutet gleichzeitig ein geringeres Gefährdungsrisiko.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass durch die neue Anlagenkonzeption der Stromverbrauch nachhaltig gesenkt und gleichzeitig das Sicherheitsniveau wesentlich verbessert wurde.

Die Lebenshilfe hat einen beachtlichen Betrag investiert. Eine Investition, die sich in jeder Hinsicht gelohnt hat, so die Einschätzung der Leitungsebene der Lebenshilfe Helmstedt-Wolfenbüttel.