Effiziente Absauganlage und Holzheizkessel im industriellen Leistungsbereich

Das Unternehmen KUITER– Werkstätten für Innenausbau, ein anerkannter Spezialist für den Messe- und Innenausbausektor, präsentiert sich heute als eines der modernsten und zukunftsweisenden Unternehmen Europas.

Die Firma KUITER mit Sitz im südwestlichen Niedersachsen ist ein Familienunternehmen in der dritten Generation, das 1912 gegründet wurde und sich von einer Dorftischlerei zu einem international agierenden Unternehmen mit heute circa 100 Mitarbeitern entwickelt hat. Kuiter tritt vorrangig als Zulieferer im Messebau auf, garantiert aber auch den hochwertigen Innenausbau im Bereich Entertainment, Laden- und Objektbau sowie die Fertigung individueller Möbelfertigteile. Der Erfolg beruht auf dem Anspruch, technisch auf absolut höchstem Level anerkannte Qualität bei umfassender Serviceleistung für das besetzte Tätigkeitsfeld seinen Kunden zu bieten. Folgerichtig werden an die maschinen- und anlagentechnische Ausstattung höchste Anforderungen in Bezug auf Leistungsstärke und Effizienz gestellt. Für die Inhaber gilt der Grundsatz: „KUITER - Werkstätten für Innenausbau arbeiten nur mit den aktuell leistungsstärksten und besten Maschinen auf dem Markt“.

Das stetige Wachstum des Unternehmens hat den Neubau einer Fertigungshalle mit größerer Produktionsfläche erfordert. Das Investitionsvorhaben hatte folgende weitere Aufgabenschwerpunkte:

  • Anschaffung eines weiteren doppelseitigen Bearbeitungszentrums,
  • Neustrukturierung der Produktion mit Optimierung der Fertigungsabläufe,
  • Beheizung des gesamten Gebäudekomplexes und Erzeugung der erforderlichen Prozesswärme unter Nutzung der in der Produktion anfallenden Holzreste,
  • Modernisierung der Absauganlage mit dem Ziel höchstmöglicher Energieeinsparung,
  • Aufrechterhaltung der Produktion während der Umzugsphase in die neue Halle,
  • optimierte Nutzung der Betriebsgrundstücksfläche im Hinblick auf zukünftige Betriebserweiterungen.

Bereits in den Konzeptphase wurde die Firma HM-Mönnekemeyer GmbH als Komplettanbieter für Absauganlagen, Holzheizkessel und Holzzerkleinerer angesprochen, zumal die vorhandene Absauganlage und der Heizkessel bereits von der Firma HM-Mönnekemeyer GmbH als Werksvertretung der Firma SPÄNEX geliefert worden war.

Nach einer intensiven Planungsphase in enger Zusammenarbeit mit Fa. Kuiter, begleitet durch die Besichtigung ähnlicher Anlagen erhielt die Firma HM-Mönnekemeyer GmbH den Auftrag über die Lieferung, Montage, Inbetriebnahme und Wartung

 

  • eines Holzheizkessels mit einer Leistung von 900 kW mit der Planung eines neuen Betonsilos (Innendurchmesser 10 m, Füllhöhe 12 m) mit integriertem Heizraum (Höhe = 6 m),
  • eines Holzzerkleinerers mit einer Schieberfläche von 3,5 x 2 m und einer Antriebsleistung von 45 kW,
  • einer Reihenfilteranlage mit Spülluftabreinigung als Unterdrucksystem mit reinluftseitig angeordnetem drehzahlgeregeltem Ventilator für einen Absaugvolumenstrom von 70.000 m³/h.

Ausschlaggebend für die Auftragsvergabe an die Firma HM- Mönnekemeyer GmbH war die bewiesene Kompetenz bei der Planung komplexer Gesamtanlagen und das auf Effizienz ausgerichtete, zukunftsweisende Konzept sowohl im Hinblick auf den Energieverbrauch der Absauganlage als auch die Nutzung der in der Produktion anfallenden Holzreste durch den Holzheizkessel. Somit kann der Eigenbedarf an Prozess- und Transmissionswärme abgedeckt werden.

Die Firma HM-Mönnekemeyer GmbH arbeitet als Werksvertretung der Firma SPÄNEX (Us-lar) mit der Firma Nolting Holzfeuerungstechnik in Detmold und der Firma Rudnick & Enners Zerkleinerungstechnik in Alpenrod zusammen. Die Systemverantwortung für die Absauganlage, Filteranlage, Holzheizkessel- und Holzzerkleinerer liegt somit in einer Hand, so dass effektives Zusammenwirken aller Funktionsteile der Gesamtanlage an den Schnittstellen sichergestellt ist.

Das gesamte Projekt wurde in zwei Phasen abgewickelt:

Phase 1: Holzheizkessel mit Silo und Holzzerkleinerer sowie Transportanlage

Die Ermittlung des Wärmebedarfs (Raumheizung und Prozesswärme) ergab eine erforderliche Heizleistung des Holzheizkessels von 900 kW. Die anfallenden Holzreste des Innenausbauers und Messeausrüsters umfassen das gesamte Spektrum der in der 1. Verordnung zum Bundesimmissionsschutzgesetzes (1. BimSchV) aufgeführten zugelassenen Brennstoffe. Insbesondere für Holzwerkstoffe muss mit niedrigen Ascheerweichungs-und -sinterpunkten gerechnet werden, so dass bei der Auswahl des Feuerungssystems diesen Merkmalen Rechnung getragen werden muss.

Ein weiteres Auswahlkriterium ist die Wärmebedarfsstruktur, d. h. ob eine relativ konstante oder eine stark modulierende Wärmeleistung zu erbringen ist.

Aufgrund des breiten Brennstoffspektrums und der erforderlichen Regelbarkeit zwischen 25% und 100 % fiel die Wahl auf eine Vorschubrostfeuerung. Die Zyklen und die Geschwindigkeit des Vorschubrostes sind regulierbar, so dass sich die Feuerung dem erforderlichen Bedarf an Wärmeleistung ideal anpassen lässt. Die Leistungsregelung sorgt für einen kontinuierlichen Betrieb mit optimierter Temperatur in der Brennkammer.

Die Anlage besteht aus zwei Einheiten, dem Feuerungssockel und dem aufgesetzten Holzheizkessel (Bild 1). Der Feuerungssockel ist als wassergekühlter Doppelmantel ausgebildet mit einer hochwertigen keramischen Auskleidung auf der Innenseite und einer effektiven Isolierung aus Mineralwolle auf der Außenseite. Der wassergekühlte Feuerraum sorgt für ein ausgeglichenes Temperaturprofil. Flankierend wird ein Teil der Abgase zusammen mit der Primärluft zugeführt (Abgasrezirkulation), die Sekundärluft wird separiert ohne Vorwärmung direkt in den Feuerraum eingeblasen. Das Ergebnis ist eine emissionsarme Verbrennung unter Einhaltung der Grenzwerte der 1. BimSchV. Durch den hervorragenden Ausbrand wird der hohe Heizwert der anfallenden Holzreste bestmöglich ausgenutzt.

Geht man von einer durchschnittlich erforderlichen Leistung von ca. 400 - 450 kW aus, so werden damit pro Jahr ca. 120.000 l Heizöl bei zweischichtiger Betriebsweise substituiert. Damit wird neben dem betriebswirtschaftlichen Effekt auch ein beachtlicher Beitrag zum Umweltschutz geleistet.

In diesem Zusammenhang darf nicht unerwähnt bleiben, dass die Vorschubrostfeuerung funktionsbedingt auch einen hohen Automatisierungsgrad aufweist, da die Entaschung automatisch erfolgt. Durch die oszillierende Bewegung des Rostes wird nicht nur Material sondern auch Asche gefördert, die an eine Förderschnecke übergeben wird. Diese Entaschungsschnecke liegt in einem Aschegraben in den auch die Rostasche von einem Schubboden gefördert wird.

Somit wird die gesamte in der Brennkammer anfallende Asche stetig aus dem Brennraum ausgetragen und gelangt über eine weitere Förderschnecke in den Aschesammelbehälter.

In dem auf den Feuerungssockel aufgesetzten Heizkessel (Wärmetauscher) wird der größte Teil der Energie an das Heizungswasser übertragen. Zur Erreichung einer hohen, über die Betriebszeit konstanten Wärmeübertragung, sind die Wärmetauscherrohre auf der Abgasseite mit einer automatischen Druckluftabreinigung ausgestattet. In regelmäßigen Abständen werden durch kurze aber effektive Druckluftimpulse die an den Rohren angelagerten Aschepartikel abgelöst und mit dem Abgasstrom ausgetragen.

Die Abgase aus dem Heizkessel werden abschließend in einem als Multizyklon aufgebauten Staubabscheider gereinigt und über den drehzahlgeregelten Abgasventilator an die Schornsteinanlage übergeben.

Die in dem Staubabscheider ausgetragenen Aschepartikel werden in einem wechselbaren Aschebehälter gesammelt.

Nach dem der Holzheizkessel zwischenzeitlich eine Heizperiode in Betrieb ist, wird von der Firma KUITER bestätigt, dass die hohen Erwartungen an die Bereitstellung der erforderlichen Wärmeleistung, den Brennstoffverbrauch, die Bedienungsfreundlichkeit und die Betriebssicherheit in jeder Hinsicht erfüllt werden.

Phase 2: Modernisierung der Absauganlage

Die Kernpunkte des Anforderungsprofils an die neue Absauganlage lassen sich wie folgt zusammenfassen:

  • Filteranlage für kontinuierliche Betriebsweise mit einer Luftleistungskapazität von 
    70.000 m³/h,
  • Ausschöpfung des max. möglichen Energieeinsparpotentials,
  • geringe Geräuschabstrahlung,
  • geringer Platzbedarf für die Filter-/Ventilatorstation.

Vor dem Hintergrund des Anforderungsprofils kam folgende anlagentechnische Lösung im Austausch zum Einsatz:

  • Reihenfilteranlage mit Spülluftabreinigung für kontinuierliche Betriebsweise,
  • ein reinluftseitig angeordneter Radialventilator mit Hochleistungslaufrad, eingehaust in eine Schallschutzkabine,
  • bedarfsabhängig geregelte Drehzahl des Absaugventilators über einen Frequenzumformer.
Filteranlage

Die Bedarfsanalyse für die Absaugleistung ergab für die aktuelle Maschinenausstattung unter Berücksichtigung des neuen doppelseitigen Bearbeitungszentrums einen erforderlichen Volumenstrom von ca. 61.000 m³/h. Unter Berücksichtigung einer Reservekapazität von 9.000 m³/h ergibt sich der Maximalwert von 70.000 m³/h. Der Bedarf an Absaugleistung kann aufgrund des Produktionsablaufes zwischen 20.000m³/h und 61.000 m³/h entsprechend 30 bis 85 % der Maximalkapazität liegen.

Bei der Auswahl und Auslegung des Ventilatorensystems wurde festgestellt, dass mit einem drehzahlgeregelten Ventilator NG 900 das gesamte Leistungsspektrum abgedeckt werden kann, wobei das Wirkungsgradniveau zwischen 80% und 87 % variiert. Die erforderliche Wellenleistung liegt zwischen 15 und 65 kW. Installiert wurde ein Motor mit 90 kW, da bei der max. Luftmenge von 70.000 m³ und einer erforderlichen Totaldruckerhöhung von 3.500 Pa 84 kW erforderlich sind.

Energetisch zeigt diese Lösung ein beeindruckendes Einsparpotential gegenüber der bisherigen Anlagentechnik:

Die vorhandene Absauganlage bestand aus einem Reihenfilter an das 6 Absaugstränge mit einer Luftleistung von ca. 44.000 m³/h angeschlossen waren. Jeder Absaugstrang war mit einem rohluftseitig angeordneten Absaugventilator ausgestattet. Die installierte Motorleistung betrug 85,5 kW. Die Filteranlage hatte eine Filterfläche von 406 m² und konnte nur diskontinuierlich betrieben werden. Die Abreinigung erfolgte über Vibrationsmotoren in den Arbeitspausen.

Aufgrund der Erfahrungswerte kann unter Berücksichtigung des angeschlossenen neuen Bearbeitungszentrums eine mittlere Anlagenauslastung von ca. 70 %, d.h. 49.000 m³/h angenommen werden. Bei der Beibehaltung des technischen Standes der Altanlage kann bei zweischichtiger Betriebsweise von einem jährlichen Stromverbrauch von ca. 240.000 kWh ausgegangen werden. Mit der neuen Absauganlage ist unter den gleichen Bedingungen ein Stromverbrauch von ca. 155.000 kWh zu erwarten, d. h. die jährliche Stromeinsparung liegt in der Größenordnung von ca. 85.000 kWh.

Das aufgezeigte Einsparpotential ist im Wesentlich auf folgende Faktoren zurückzuführen:

  • der Absaugventilator ist mit einem geschlossenen Hochleistungslaufrad ausgestattet, das mit rückwärts gekrümmten Schaufeln bestückt ist, so dass gegenüber rohluftseitig einge-setzten Ventilatoren deutlich höhere Wirkungsgrade erreicht werden,
  • durch die Drehzahlregelung werden nur der für den jeweiligen Bedarf erforderliche Luftvolumenstrom und die notwendige Druckerhöhung erzeugt,
  • da die Abreinigung der Filterschläuche während des Betriebes der Absauganlage durchführbar ist, ergibt sich im Mittel ein geringerer Widerstand der Filteranlage gegenüber der zuvor vorhandenen diskontinuierlichen Betriebsweise. 

Die weiteren Vorteile des Unterdrucksystems mit drehzahlgeregeltem Absaugventilator dürfen nicht unerwähnt bleiben:

  • der auf der Reinluftseite eingebaute Absaugventilator unterliegt praktisch keinem Verschleiß und scheidet als potentielle Zündquelle aus,
  • durch das im Mittel geringere Drehzahlniveau des Absaugventilators ergibt sich eine reduzierte Schallabstrahlung,
  • die bedarfsangepasste Absaugleistung verringert den Bennstoffbedarf zum Ausgleich des Temperaturverlustes der Rückluft.

Mit der Möglichkeit, das gesamte Luftleistungsspektrum durch einen Absaugventilator abzudecken, konnte eine kompakte und servicefreundliche Filter-/Ventilator-Einheit realisiert werden. Der Ventilator ist direkt stirnseitig nach dem Reihenfilter angeordnet, eingehaust in eine begehbare Schallschutzkabine und somit für Wartungs- und Servicearbeiten einfach und bestens zugänglich.

Anzumerken ist in diesem Zusammenhang, dass die Montage der Filteranlage im Austausch unter Zuhilfenahme eines Spezialkrans erfolgte, wie Bild 2 zeigt.

Das in der Filteranlage abgeschiedene Spänematerial kann über eine Transportanlage wahlweise in das Hauptsilo oder Vorratssilo gefördert werden. Beide Silos sind jeweils mit einer Filteranlage einschließlich druckdichter Zellenradschleuse ausgerüstet. In die Transportanlage ist auch der Holzzerkleinerer eingebunden, so dass Hackgut direkt in beide Silos transportiert werden kann, ohne die Spülluftfilteranlage zu belasten.

Zusammenfassend kann als Ergebnis dieses Investitionsvorhabens Folgendes festgehalten werden:

  • Substitution von ca. 120.000 l Heizöl pro Jahr durch die thermische Nutzung der bei der Produktion anfallenden Holzreste,
  • erwartete Einsparung von ca. 85.000 kWh elektrischer Energie pro Jahr durch moderne Absauganlage und Filteranlage mit drehzahlgeregeltem Absaugventilator,
  • kontinuierlicher Betrieb der Absauganlage ohne Unterbrechung der Fertigung für die Abreinigung der Filteranlage,
  • keine Ausfallzeiten beim Umzug der Fertigung durch professionelle Planung und Abwicklung des Projektes.

Das Beispiel zeigt, welche Einsparpotentiale moderne Anlagentechnik bietet und wie wichtig es für den Kunden ist, dass der Anlagenhersteller über die Erfahrung und Kompetenz sowie Kapazität verfügt, integrierte Gesamtlösungen zu realisieren.

 

 

 

Firma <br />HM-Mönnekemeyer GmbH <br />Erlenstraße 3<br />48485 Neuenkirchen<br />Tel.: 0049 (0) 59 73 / 94610<br />Fax: 0049 (0) 59 73 / 94 61 20<br />Email: info@hm-lufttechnik.de Firma <br />SPÄNEX GmbH<br />Otto-Brenner-Straße 6<br />37170 Uslar<br />Tel.: 0049 (0) 5571 7 304-0<br />Fax: 0049 (0) 5571 / 304-111<br />Email: spaenex@t-online.de<br />Homepage: www.spaenex.de
Firma<br />Nolting Holzfeuerungstechnik GmbH<br />Aquafinstraße 15<br />32760 Detmold<br />Tel.: 0049 (0) 5231/9555-0<br />Fax: 0049 (0) 5231 / 555-55<br />Email: info@nolting-online.de<br />Homepage: www.nolting-online.de Firma<br />Kuiter GmbH & Co. KG – Werkstätten für Innenausbau<br />An der Schmiede 1<br />49832 Thuine<br />Tel.: 0049 (0) 5902 - 93030<br />Fax: 0049 (0) 5902 - 930349<br />Email: info@kuiter.com<br />Homepage: www.kuiter.com
Stand 10/2010

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