Pneumatische Förderung von Schüttgütern

Schrauben statt Kolben

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Pulver, Granulate oder Pellets sind so vielfältig, wie die Produkte, die aus ihnen hergestellt werden. Auch die Auslegung der pneumatischen Förderung der Schüttgüter muss auf Dichte, Volumenstrom und Förderstrecke abgestimmt sein. Bei Anlagen, die rund um die Uhr in Betrieb sind, spielt das Thema Energieeffizienz eine wichtige Rolle.

Die in der Verfahrenstechnik weit verbreitete pneumatische Förderung von Pulvern oder Granulaten lässt sich mit dem Einsatz moderner Drucklufttechnik optimieren. Schrauben- anstelle von Drehkolbengebläsen kommen im Schnitt mit 30 % weniger Energie aus. Nicht zuletzt lässt sich auf diese Weise auch die Verfügbarkeit steigern, in der Summe sinken die Lebenszykluskosten deutlich. Eine Druckdifferenz von 900 mbar beispielsweise stellen die ZS-Schraubengebläse von Atlas Copco sogar rund 40 % effizienter bereit als herkömmliche Drehkolbengebläse. Statt 140 kW Leistung genügen damit rund 84 kW, sodass schon bei acht Stunden Einsatz an fünf Tagen pro Woche rund 112 000 kWh weniger Energie benötigt werden. Und da bei der Betrachtung der Lebenszykluskosten die Energie in jedem Falle den weitaus größten Anteil stellt, rechnen sich auch etwas höhere Investitionsausgaben sehr schnell.

Ob sich eines der modernen ZS-Gebläse für den konkreten Einsatz eignet, hängt von der benötigten Druckdifferenz ab. In den meisten Fällen dürfte die Frage aber zu bejahen sein, da es sich gerade bei der Schüttgutförderung häufig um Niederdruckanwendungen handelt. Die ZS-Gebläse erhöhen den Druck um 300 bis 1200 mbar und sind damit herkömmlichen Drehkolbengebläsen überlegen, die maximal 1000 mbar erreichen. Wer einen Betriebsüberdruck von bis zu 4000 mbar benötigt, findet zudem in den einstufigen Schraubenkompressoren der ZE- und ZA-Baureihe ebenfalls passende Drucklufterzeuger, bevor bei noch höherem Druck dann die klassischen Mitteldruckkompressoren in Frage kommen. Ölfrei verdichten übrigens alle bislang genannten Maschinen, sodass die Qualität der Druckluft auch bei sensiblen Anwendungen sichergestellt ist – etwa bei der Verarbeitung von Lebensmitteln oder in der Pharmazie (zertifiziert gemäß ISO 8573–1 2010, Klasse 0).
Innere Verdichtung
Dass die ZS-Gebläse im Vergleich zu herkömmlichen Drehkolbengebläsen den Energieverbrauch senken, ist vor allem auf das Verdichtungsprinzip zurückzuführen: Wie auch die ZE- und ZA-Kompressoren arbeiten sie mit zwei Schraubenelementen nach dem Prinzip der inneren Verdichtung. Durch die gegenläufige Drehung der beiden Schrauben wird die Luft transportiert und gleichzeitig durch das schrumpfende Volumen komprimiert. Im Gegensatz dazu verdichten Drehkolbengebläse extern mit einem Paar zwei- oder dreiflügeliger Rotoren. Mit deren Drehung wird Luft angesaugt und gegen den Systemdruck hinausgedrückt – das Luftvolumen innerhalb der Maschine bleibt unverändert. ZS-Gebläse verwenden zudem den effektiveren Direktantrieb anstelle des Keilriemenantriebs sowie Motoren mit hohem Wirkungsgrad.
Abgesehen von den Energieeinsparungen bietet die Schraubentechnologie auch Vorteile hinsichtlich Lärm, Vibrationen und Zuverlässigkeit, da die kontinuierliche Verdichtung nicht die pulsierenden Belastungen wie bei den Drehkolbengebläsen mit sich bringt. Das gilt auch für die einstufigen Schraubenkompressoren der ZE- und ZA-Baureihe.
Optimale Auslegung
Um eine Anlage für die pneumatische Förderung bestmöglich auszulegen – sowohl hinsichtlich der Verfügbarkeit als auch der Energieeffizienz – lohnt sich vorab eine möglichst genaue Bedarfsermittlung. Atlas Copco bietet dazu den sogenannten Air-Scan an. Dabei wird während einer kompletten Woche die tatsächliche Leistungsaufnahme sowie die verfügbaren, nutzbaren Volumenströme gemessen. Aus den Schwankungen lässt sich eine individuelle Bedarfskennlinie zeichnen, die zudem Aufschluss über einen möglichen Regelbedarf gibt. Das ist eine gute Grundlage für die Optimierung der Station – bis hin zum Einsatz der Drehzahlregelung. Alle Maschinen sind auch in einer VSD-Variante (Variable Speed Drive) verfügbar, bei der sich die Drehzahl und damit der Volumenstrom genau dem Bedarf anpassen lassen. Dabei bleibt der Anwender flexibel: Die ZS-Gebläse etwa werden sowohl in der ZS+-Variante als komplett integrierte Plug&play-Einheit geliefert (einschließlich der Elektronikon-Steuerung) als auch als reine Gebläseeinheit, falls die Einbindung in die zentral vorhandene Schaltschranktechnik erfolgen soll. Nur die ZE- und ZA-Kompressoren werden generell mit integriertem Schaltschrank und Steuerung geliefert. Aus dem Air-Scan lässt sich auch ableiten, ob Abwärme der Drucklufterzeugung genutzt werden kann.
prozesstechnik-online.de/cav0912402
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