Grüne Druckluft für die Faser

Ohrenstäbchen wachsen nicht auf Eukalyptusbäumen. Aber die schnellwachsenden Bäume liefern die Zellulose für die Watte, die den Gehörgang pflegt. Kelheim Fibres erzeugt aus dem Zellstoff jährlich rund 75 000 t Viskosefasern. Unter dem Namen Danufil und Galaxy vertreiben die Kelheimer das Ausgangsmaterial für zahlreiche Hygieneprodukte, wie eben Ohrenstäbchen oder Tampons. Danufil- und Viloftfasern finden sich zudem in Feuchttüchern, Teebeuteln, medizinischer OP-Kleidung und Geldscheinen. Geld spielt bei der Faserproduktion eine wichtige Rolle, denn um das Material zu spinnen und bei der Textilverwendung zu weben, wird eine große Menge Druckluft benötigt. Und die ist teuer. „Rund 30 Millionen Normkubikmeter erzeugen wir pro Jahr“, berichtet Christian Listl, der als Meister bei Kelheim Fibres unter anderem für die Kompressorenanlage verantwortlich ist. Zwei weitere Firmen am Standort werden so gleich mitversorgt – auch mit Strom, den Kelheim Fibres im eigenen Kraftwerk gewinnt. „Wir suchen deshalb ständig Wege, den Energieverbrauch weiter zu reduzieren“, so Listl. Einen Weg gefunden haben die Faserspezialisten mit dem Energiesparsystem ES 130 V von Atlas Copco. Insbesondere im Zusammenspiel mit einem drehzahlgeregelten Verdichter, einem ZR 315 VSD, erzeugt diese übergeordnete Regelung pro Stunde im Mittel 3500 Nm³ mit einem Druck von 6,5 bar deutlich energieeffizienter als früher.

„Wir konnten den Energieverbrauch um mehr als ein gutes Drittel senken“, erläutert Christian Listl. Habe man zuvor pro Normkubikmeter noch 0,1425 kWh Energie benötigt, seien es mit der neuen Anlage nur noch 0,0882 kWh. Zudem arbeiteten alle Trockner über die Warmluftregeneration ohne Verluste. Dass die vier ölfrei verdichtenden Kompressoren – der ZR 315 VSD wird unterstützt von zwei ZR 3 sowie einem ZR 200 (alle drei mit fester Drehzahl) – deutlich weniger Energie verbrauchen als die alte Anlage, ist im Wesentlichen auf zwei Punkte zurückzuführen: Der drehzahlgeregelte VSD-Verdichter eignet sich insbesondere für den permanent stark schwankenden Spitzenbedarf der Kelheimer. Er liefert im Zusammenspiel mit den anderen Kompressoren stets genau den Volumenstrom, der von den Spinnmaschinen sowie unzähligen pneumatischen Steuer-, Regel- und Sicherheitseinrichtungen benötigt wird.

Das Energiesparsystem ES 130 V regelt die angeschlossenen Kompressoren über den internen CAN-Bus aktiv und kann damit auf relevante regelungstechnische Parameter eingehen. Diese Besonderheit des Systems führt dazu, dass jeweils die passendsten Maschinen kombiniert werden und damit der drehzahlgeregelte Verdichter immer im effizientesten Arbeitspunkt betrieben wird. Das Anblasen beim Spinnen, die vielen Schaltprozesse sowie das Nachdrücken und Spülen von Leitungen führen zu einem stark schwankenden Druckluftbedarf. Dennoch kann man nun ein sehr enges Druckband mit einer Druckdifferenz von nur 0,1 bar einstellen. Das heißt, dass die Kompressorenanlage den sich ständig verändernden Volumenstrom stets mit einem Druck zwischen 6,45 und 6,55 bar bereitstellt.

Darüber hinaus konnte die hohe Anzahl an Motorenstarts reduziert werden. Bis zu 60 bis 70 Starts je Aggregat und Tag waren früher keine Seltenheit. Das führte nicht nur zu entsprechend häufigen, kurzfristig hohen Stromaufnahmen, sondern beschleunigte auch den Verschleiß der Antriebskomponenten. Gegenüber der reinen kaskadenartigen Last-Leerlauf-Steuerung mehrerer Verdichter kann das übergeordnete Regelungssystem ES 130 V zusammen mit dem VSD-Kompressor schonender arbeiten.

Alle kurzfristigen Schwankungen werden mit der Drehzahlregelung des ZR 315 VSD abgefangen. Das ES-System schaltet dann jeweils einen oder zeitversetzt nach Kalkulation des Volumenstroms mehrere Festdrehzahlkompressoren dazu, sodass die VSD-Maschine immer am effizientesten arbeitet. Damit bleibt ihr stets ausreichend Spielraum nach oben und unten, um Volumenstromänderungen auszugleichen – und das reduziert die Anzahl der Starts der Festdrehzahlkompressoren. Wöchentlich wechseln sich die beiden ZR 3 ab, sodass sie beide möglichst gleichmäßig belastet werden.

Zusammen mit dem Energiesparsystem installierte Atlas Copco auch die Fernüberwachung und -diagnose der Druckluftversorgung über die Lösung Air-Connect. Von seinem PC aus – prinzipiell aber auch über jeden anderen Computer – kann Christian Listl über das lokale Netzwerk sämtliche Meldungen des ES-Systems und der Kompressoren auf einen Blick erfassen. Auch weitere Anlagenteile wie die Adsorptionstrockner sind eingebunden, sodass sich die Druckluftqualität (etwa die Drucktaupunkte) bequem bewerten lassen. Bei Störungen hat man es nun viel leichter, man sieht am PC alle wichtigen Informationen und bekommt gleichzeitig auf Wunsch telefonische Unterstützung. Alle Daten werden bei Störfällen automatisch gespeichert, sodass die anschließende Fehlersuche deutlich einfacher ist.

Für die Kelheimer kamen nur ölfrei verdichtende Kompressoren in Frage. „Würden wir Hygienefasern mit ölhaltiger Luft verunreinigen, wären sie unbrauchbar“, betont Listl. Langfristig seien zudem ölfrei arbeitende Maschinen viel kostengünstiger. Denn noch ist ein älterer, aus historischen Gründen öleingespritzter Kompressor für Notsituationen vorhanden. „Allein die dafür notwendigen Filter sind immens teuer. Deswegen planen wir schon jetzt den Ersatz durch einen ölfreien Verdichter.“ Gleichzeitig erhält das Unternehmen so die Möglichkeit, den ständig steigenden Bedarf aller drei Abnehmer am Standort zu bewältigen. „Auch bei Neuanschaffungen werden wir wieder Atlas-Copco-Maschinen wählen, weil sich diese besonders einfach in die übergreifende Regelung des Energiesparsystems integrieren lassen – alles ist bereits an Bord, Plug-and-play genügt.“ Das erleichtert die Installation, wenngleich das ES 130 V prinzipiell in der Lage ist, auch Fremdkompressoren mit zu steuern – in der T-Variante sogar zusammen mit Turboverdichtern.

Online-Info www..cav.de/0609441