Energieeffizientes Entstaubungskonzept

Der Autor: Ralf Haist Leiter Technik, Handte Umwelttechnik

Das Unternehmen Hilti GmbH Industriegesellschaft für Befestigungstechnik, gemeinhin bekannt als Entwickler und Hersteller von qualitativ hochwertigen Elektrowerkzeugen, bietet für den Profi am Bau auch Produkte zum vorsorgenden Brandschutz wie Brandschutzmassen, -schaum, -mörtel usw. sowie chemische Dübel. Diese werden im Werk in Kaufering in einer modernen Fertigung hergestellt.

Die Vorgaben des Unternehmens zur Ausführung der Entstaubungsanlage, die im Winter 2010 final vom TÜV abgenommen wurde, erforderten einiges an Engineering-Know-how in der Umsetzung. Den Abluftexperten von Handte Umwelttechnik, Tuttlingen, bot sich damit die Möglichkeit, eine Vielzahl von interessanten Komponenten zur Sicherheitstechnik und Energieeffizienz einzusetzen und in einem geschlossenen System ideal aufeinander abzustimmen.

Die Verantwortlichen für die Fertigung bei Hilti kennen die besonderen Gefahren, die sich in der Produktion von Verbunddübeln und Brandschutzprodukten ergeben: Beim Aufbringen und Mischen ihrer Werkstoffe entsteht Staub in der Abluft und es kann schlimmstenfalls zu einer Explosion kommen. Um diese Gefahren von vornherein zu minimieren, wird üblicherweise mit konstruktivem Ex-Schutz an den Filteranlagen gearbeitet. Dadurch werden Schadensereignisse einer einmal angelaufenen Explosion durch explosionsdruckstoßfeste Bauweise der Filtergehäuse und Einrichtungen zur Explosionsdruckentlastung auf ein ungefährliches Maß reduziert.

Allerdings ist die Verfügbarkeit der Anlage im Schadensfall weiterhin eingeschränkt. Deshalb entschied das Projektteam, für die im Schichtbetrieb laufende Fertigung eine Aspirationsanlage mit gleich zwei Hochleistungstrockenfiltern zu implementieren. Entscheidender Vorteil hierbei: Im Schadens- und Wartungsfall können beide Anlagen wechselseitig den Vollbetrieb übernehmen, Produktionsausfälle sind damit ausgeschlossen.

Die Anlage bewältigt ein Absaugvolumen in der Endausbaustufe von mehr als 18 000 m3/h an sechs Produktionsplätzen mit einer Vielzahl von Arbeitsstellen. An diesen entsteht ein enormes Emissionsaufkommen, da große Mengen von Schüttgütern und pastenförmigen Substanzen pneumatisch zugeführt, aufgegeben und anschließend in Planeten- disolvern durchmischt werden.

Verbaut wurden Hochleistungsfilter der Handte MF-Ex-Reihe. Diese bieten neben den bereits erwähnten konstruktiven Ex-Schutz-Komponenten wie runder Bauweise, Entlastungsventilen zur flammenlosen Druckentlastung und Entkopplungssystemen z. B. mit Rückschlagklappen und druckstoßfesten Zellenradschleusen auch zahlreiche Vereinfachungen bei der Wartung und dem Filterplattenwechsel. So können die Geräte beispielsweise im Innenraum aufgestellt und der Filterwechsel reingasseitig, also nicht auf der Schmutzseite erfolgen. Zudem zeigen sich bei einer derart hohen Staubbelastung die Vorteile innovativer Filtermaterialien.

Antistatisch und BGIA-geprüft, sichern die eingesetzten MF-Filterelemente mit patentierter Micropore-Filtermembran hohe Abscheideleistungen kleiner 0,1 mg/m3. Dies ermöglichte es, die Wartungszeiten und Filterplattenkosten für die Anlage spürbar zu minimieren. Außerdem zeichnet sich dieses Material durch niedrige Differenzdrücke über eine lange Lebensdauer aus und spart damit gegenüber herkömmlichen Filtermaterialien erheblich Energiekosten ein.

Neben der Lösung der Sicherheitsfragen stand vor allem die Energieeffizienz im Pflichtenheft der Ingenieure von Hilti. Es galt die Absauganlage in der neuen Halle, die aus unterschiedlich vielen Emissionsstellen besteht, die aber nie gleichzeitig bedient werden, so kostensparend wie möglich zu fahren. Gleichzeitig müssen aber Staubablagerungen im Rohrleitungssystem unterbunden werden, um explosionsfähige Atmosphären zu vermeiden. Für diese Aufgabenstellung werden die sechs dezentralen Produktionsplätze mit zahlreichen Arbeitsstationen in ein strömungstechnisch optimiertes Rohrsystem eingebunden und der Filteranlage zugeführt. Produziert wird an den Plätzen mit einem Gleichzeitigkeitsfaktor von 30 %. Jede der Emissionsstellen kann dabei über einen Rohgassammler flexibel zu- und abgeschaltet werden. Dennoch wird die Strömungsgeschwindigkeit von 22 bis 25 m/s in allen Rohrleitungen konstant eingehalten. Dieser Aufbau hilft, selbst bei unterschiedlichen Absaugleistungen, Staubablagerungen sowohl im Rohgassammler als auch in den Sammelrohrleitungen zum Filtersystem zu vermeiden.

Trickreich in diesem Gesamtkonzept und damit Erfüllung der Vorgabe, so viel wie möglich an Betriebskosteneinsparung zu realisieren: Durch die unterdruckgeregelten Filtersysteme wird immer nur so viel Absaugleistung eingesetzt, wie für die sich gerade im Einsatz befindenden Arbeitsstationen nötig ist. Die Ventilatoren der Anlage fahren immer im optimalen Energiebereich. Die Absaugleistung wird ständig und automatisch an die Betriebssituation angepasst und kann dennoch die konstante Rohrleitungsdurchströmung halten.

Dadurch konnte die Filteranlage insgesamt kleiner ausgelegt und die Luftleistung um über 70 % gesenkt werden. Eine enorme Einsparung an Betriebskosten bei gleichzeitig hoher Abscheideleistung und Sicherheit im Gesamtsystem. Dafür ebenfalls notwendig: ein ausgeklügeltes Regel- und Steuerungssystem, das die Direktsteuerung beim Bediener und die elektronische Steuerung bei automatisierten Produktionseinrichtungen koordiniert. Außerdem konnten durch den Einsatz der effizienten Micropore-Plattenfilter und dadurch erreichten niedrigen Reingaswerten eine Wärmerückgewinnung integriert und damit die Gesamtkosten für die Be- und Entlüftung weiter gesenkt werden.

Die Realisation dieses individuell auf den vorgegebenen Produktionsablauf angepassten Systems erreichte das Handte-Projektteam durch eine intensive Zusammenarbeit mit den Verantwortlichen bei Hilti und durch Kenntnisse der spezifischen Besonderheiten in der Abluftreinigung bei dieser Art von Schüttgutprozessen. So konnte die Realisationszeit der alle gesetzlichen Bestimmungen und Vorgaben erfüllenden Anlage unter einem Jahr gehalten werden.

Online-Info: www.cav.de/0711454