Firma Layher investierte in effiziente Absauganlage und Heizkesseltechnik

SPÄNEX Filteranlage und Absauganlage mit einem Holzheizkessel

1. Allgemeines

Die Fa. Layher ist als führender Hersteller von Gerüstsystemen weltweit bekannt. Das global agierende Familienunternehmen mit Standort in Güglingen bei Heilbronn hat seit seiner Gründung 1945 eine beispielhafte Entwicklung genommen. Heute beschäftigt das Unternehmen mehr als 1200 Mitarbeiter. Innovationskraft, hochwertige Produktqualität und umfassender Service sind die Eckpfeiler dieses Erfolges. In Anerkennung dieser Leistung wurde die Fa. Layher mit dem Kompetenzpreis für Innovation und Qualität des Landes Baden-Württemberg 2011 ausgezeichnet.

Die positive Entwicklung und die ambitionierten Unternehmensziele haben eine Erweiterung der Fertigungskapazität erforderlich gemacht, so dass in einem umfangreichen Investitionsvorhaben das Werk 2 in Güglingen errichtet wurde, in dem vornehmlich die Holzfertigung untergebracht ist.

Im Rahmen dieses Investitionsvorhabens musste auch eine neue Absauganlage angeschafft werden. In diesem Zusammenhang wurde die Idee entwickelt, die für den Fertigungsprozess erforderlichen Trockenkammern mit den anfallenden Spänen und Restholzmengen zu beheizen.

Die primären Anforderungen der Fa. Layher für die Absauganlage und Holzheizkessel lassen sich wie folgt zusammenfassen:

  • energieeffiziente Anlagentechnik,
  • geringe Schallemission,
  • Verantwortlichkeit des Lieferanten für die Gesamtanlage („Alles aus einer Hand“).

Nach einer intensiven Beratungs- und Planungsphase, wurde ein schlüssiges Gesamtkonzept vorgelegt, das zur Erteilung des Auftrages an die Fa. SPÄNEX führte. Geliefert wurde eine Gesamtanlage mit folgenden Leistungsdaten:

  • automatisch beschickter Holzheizkessel mit einer Leistung von 900 kW.

2. Beschreibung der Absauganlage

Die kennzeichnenden Merkmale der Absauganlage lassen sich wie folgt zusammenfassen:  

  • Reihenfilteranlage für kontinuierliche Betriebsweise mit Spülluftabreinigung,
  • installierte Filterfläche: 550 m²,
  • Rückluftanlage (Reststaubgehalt < 0,1 mg/m³) mit automatischer Rückluft-/Abluft-Umschaltung,
  • 2 reinluftseitig angeordnete Radialventilatoren, eingehaust in Schallschutzkabinen,
  • Drehzahlregelung der beiden Absaugventilatoren über 2 Frequenzumformer.

Das entscheidende Plus der Absauganlage liegt in der energetischen Überlegenheit gegenüber einer konventionellen Anlage mit 3 rohluftseitig angeordneten Ventilatoren. 

Filteranlage

Die Bedarfsstruktur für die Absaugleistung ergab bei dem erforderlichen, maximalen Volumenstrom von 62.000 m³/h einen Mittelwert von ca.45.000  m³/h, entsprechend einem Auslastungsgrad der Anlage von etwas mehr als 70 %. Auch bei dem Einsatz von geschlossenen Rohluft-Laufrädern mit Wirkungsgraden von mehr als 70 % ergab sich für die Nutzungsstruktur ein Stromverbrauch von 325.000 kWh/a. Für die Unterdruckanlage mit den beiden drehzahlgeregelten Absaugventilatoren errechnete sich dagegen ein jährlicher Strombedarf von 225.000 kWh, d. h., eine jährliche Einsparung von ca. 100.000 kWh.

Für die drehzahlgeregelte Filteranlage war der Mehraufwand für die Elektroschaltung (2 Frequenzumformer) zu berücksichtigen. Durch das hohe Einsparpotential ergab sich eine Amortisationszeit von weniger als 2 Jahren, so dass auch die betriebswirtschaftlichen Anforderungen erfüllt wurden. Neben den energetischen Vorteilen dieser modernen Anlagentechnik dürfen die weiteren, positiven Aspekte nicht unerwähnt bleiben:

  • die kontinuierliche Betriebsweise ermöglicht die Abreinigung der Filterschläuche nicht nur in Betriebspausen sondern während des laufenden Betriebes, so dass sich im Mittel ein geringerer Filterwiderstand ergibt,
  • die auf der Reinluftseite eingebauten Absaugventilatoren unterliegen praktisch keinem Verschleiß und scheiden als potentielle Zündquelle aus,
  • durch das im Mittel geringere Drehzahlniveau der Absaugventilatoren ergibt sich eine reduzierte Schallabstrahlung,
  • die bedarfsangepasste Absaugleistung verringert den Brennstoffbedarf zum Ausgleich des Temperaturverlustes der Rückluft.

In der Beratungs- und Planungsphase wurde mit dem Kunden gemeinsam die Frage erörtert, ob die Luftleistung durch einen oder zwei Ventilatoren dargestellt werden sollte. Obwohl das gesamte Luftleistungsspektrum (50 - 100 %) durch einen Absaugventilator abzudecken gewesen wäre, wurde die Entscheidung getroffen, die Luftleistung auf zwei Absaugventilatoren und zwei Frequenzumformer aufzuteilen, um die Betriebssicherheit zu erhöhen. 

Die beiden Absaugventilatoren wurden, wie auf dem Bild 1 dargestellt, in begehbare Schallschutzkabinen eingehaust, um die Anforderungen an den Schallschutz zu erfüllen. Weiterhin sind die Ventilatoren für Wartungs- und Servicearbeiten bestens zugänglich.

3. Heizungsanlage mit Silo

Zur Beheizung der beiden Trockenkammern mit einem Nutzinhalt von je 100 m³ ist eine Heizleistung des Holzheizkessels von 900 kW erforderlich. Bei den anfallenden Holzresten handelt es sich um naturbelassenes Holz in Form von Spänen und Sägemehl.

In Anbetracht des definierten Brennstoffes, der Einsatzbedingungen und der kundenseitigen Anforderungen wurde feuerungsseitig die Unterschubfeuerung und für den Wärmetauscher das Heiztaschensystem als optimale Lösung ausgewählt. Die Kesselkonstruktion überzeugt durch ihre Kompaktheit, in dem der Wärmetauscher als Heiztaschensystem hinter der Brennkammer angeordnet ist (Bild 2). Diese Bauweise ermöglicht eine geringe Bauhöhe. Wenn der Heizraum, wie in dem Fall der Fa. Layher, Bestandteil des Silos ist, kann die Silohöhe beim gleichem Nutzinhalt um ca. 1,5 - 2,0 m niedriger gewählt werden.

Die sonstigen Vorteile dieser Heizkesselbaureihe lassen sich wie folgt zusammenfassen:

  • groß dimensionierte, komplett schamottierte Brennkammer,
  • Retorte aus Feuerfestbeton und gusseisernen, hochhitzebeständigen Roststäben,
  • Strahlungsgewölbe zur Optimierung der Ausbrandbedingungen,
  • gestufte Verbrennungsluftzuführung durch Primär- und Sekundärluftgebläse,
  • automatische Entaschung des gesamten Heizkessels (Brennkammer, Wärmetauscher, Staubabscheider),
  • seitlich angeordnete, gut zugängliche Reinigungstüren im Bereich des Wärmetauschers,
  • Schaltung mit Steuerung auf SPS-Basis mit O2-/Leistungsregelung und automatischer Zündung.

Ein weiterer, erwähnenswerter und im Hinblick auf die Energieeffizienz interessanter Aspekt dieser Heizkesselbaureihe ist die senkrechte Anordnung der Wärmetauscherflächen. Aufgrund des Selbstreinigungseffektes ist eine mechanische Reinigung nicht erforderlich. Ein weiterer Pluspunkt ist der geringe Eigenwiderstand des Wärmetauschers, so dass ein Rauchgasventilator mit einer geringeren Druckerhöhung eingesetzt werden kann. In der Summe führen beide Faktoren zu einem geringeren Stromverbrauch.

Der entscheidende Vorteil der Investition der Heizkesselanlage ist die Nutzung der anfallenden Späne als Brennstoff und die dadurch erreichte Substitution von Heizöl.

Die beiden Trockenkammern mit einem Fassungsvermögen von je 100 m³ werden wechselweise betrieben. Die erforderliche Heizleistung beträgt im Mittel ca. 700 kW. Bei der ganzjährigen Nutzungsstruktur der Trockenkammern errechnet sich pro Jahr eine substituierte Ölmenge von ca. 560.000 Litern. Damit ergibt sich nicht nur ein bedeutsamer, betriebswirtschaftlicher Effekt, sondern es wird auch ein nachhaltiger Beitrag zum Umweltschutz geleistet. 

Fasst man die Ergebnisse dieses Investitionsvorhabens zusammen, so kommt man zu folgenden Fakten:

  • erwartete Einsparung von ca. 100.000 kWh elektrischer Energie pro Jahr durch moderne Absauganlage und Filteranlage mit drehzahlgeregelten Absaugventilatoren,
  • Substitution von ca. 560.000 Litern Heizöl pro Jahr durch die thermische Nutzung der bei der Produktion anfallenden Holzreste.

Dieses Anlagenbeispiel zeigt in beeindruckender Weise, welche Einsparpotentiale anwendungsoptimierte Anlagentechnik bietet. Gerade solche Projekte machen deutlich, dass systemübergreifende Kompetenz und Erfahrung des Herstellers gemäß dem Leitmotiv „Alles aus einer Hand“ zu einem messbaren Nutzen für den Kunden führen.

 

SPÄNEX GmbH

Luft-, Energie- und Umwelttechnik

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