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Dampfkessel erzeugt nachhaltige Prozesswärme

CO2-Emissionen reduzieren und von Fördergeldern profitieren
Dampfkessel erzeugt nachhaltige Prozesswärme

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Effiziente Energieerzeugung ist in der Industrieproduktion ein Dauerbrenner. Zu Recht. Neben Strom benötigen viele Prozesse große Mengen an Dampf und Wärme. Dass es sinnvoll ist, in nachhaltige Prozesswärme zu investieren und gleichzeitig von attraktiven Förderungen zu profitieren, zeigt das Unternehmen Henglein. Kürzlich hat der Kartoffelverarbeiter aus Wassermungenau in Mittelfranken einen Dampfkessel der Baureihe UL-S mit Abgaswärmetauschern von Bosch installiert.

Kloßteig, der fränkische Klassiker aus überwiegend lokalem Kartoffelanbau, ist das Steckenpferd der Hans Henglein und Sohn GmbH. Neben dem klassischen Kartoffelsortiment konzentriert sich das Unternehmen inzwischen auch auf frische Teigwaren. Insgesamt liegt das Produktionsvolumen am Standort Wassermungenau bei rund 100 000 t im Jahr. Mitgewachsen ist seit der Standortgründung die Anlage für die Prozesswärme, die bis vor Kurzem aus vier Dampfkesseln der ehemaligen Bosch-Marke Loos bestand. Mit bis zu 31 Jahren Betriebszeit und aus wirtschaftlicher Sicht waren die Kessel jedoch den Umwelt- und Effizienzanforderungen von Henglein nicht mehr gewachsen. „Wir haben als Verarbeiter von landwirtschaftlichen Erzeugnissen eine besondere Verpflichtung, Nachhaltigkeit in unserer Produktion sicherzustellen“, sagt Geschäftsführer Norbert Henglein. Das erfüllt nun ein Dampfkessel von Bosch, der besonders energieeffizient ist. Neben einer Stromersparnis von etwa 50 % und einer NOx-Reduzierung um gut 35 % haben sich Brennstoff und CO2-Emissionen um rund 15 % reduziert. Ein erheblicher Mehrwert für Klima und Umwelt und im Sinne der KfW förderfähig. Auf alle Investitionen in effizienzsteigernde und damit CO2-reduzierende Komponenten erhielt das Unternehmen Förderungen in Höhe von 30 %.

Design für hohe Energieeffizienz

Ermöglicht hat das eine gut durchdachte Konzepterstellung und Planung, gemeinsam erarbeitet von Henglein und dessen Effizienzberater, dem örtlichen Ingenieurbüro Tobias Lüpfert sowie Bosch Industriekessel. Mit technischer Dokumentation, kundenindividueller Auslegung und 3D-Symbolen gelang es Bosch, Planungsaufwand und Schnittstellen zu reduzieren und die spezifizierte Effizienz zu erzielen. Letzteres war auch die Basis für die Zusage der Fördermittel. Nur 17 km von seinem Bestimmungsort entfernt fertigte Bosch den Dampfkessel aus der Baureihe UL-S im Stammwerk Gunzenhausen-Schlungenhof. Das Design ist auf hohe Energieeffizienz ausgelegt. So ermöglicht der großzügig ausgelegte Feuerraum sowie die optimale Kessel- und Brennerkombination besonders niedrige Emissionen. Auch die geltenden Richtwerte für NOx unterschreitet der Kessel deutlich. Weitere Vorteile bringt der große Regelbereich der Feuerung. Anstatt den tatsächlichen Leistungsbedarf durch Takten des Brenners zu erzielen, wird die Verbrennung an den aktuellen Bedarf angepasst. Das vermeidet energieintensives Vorlüften und somit unnötige Wärmeverluste. Mithilfe einer installierten Sauerstoffsonde lässt sich ein optimales Verbrennungsluftverhältnis erzielen, das die Brennstoffzufuhr noch weiter reduziert.

Zwei Abgaswärmetauscher installiert

Großen Mehrwert bei der CO2-Reduktion bringen Abgaswärmetauscher, die heute zur Standardausstattung von Kesseln gehören sollten. Bei Henglein sind gleich zwei solcher Module installiert. Zuerst sorgt der integrierte Economiser für eine sinnvolle Abgasverwertung, indem er das heiße Abgas zur Aufheizung des Speisewassers nutzt. Die Restwärme im Abgas geht in den auf die Kundenbedürfnisse ausgelegten, nachgeschalteten Brennwertwärmetauscher und dient für die Vorwärmung des Zusatzwassers. Die Abgastemperatur reduziert sich letztendlich auf 55 °C. Das spart nicht nur tonnenweise CO2, sondern auch Brennstoffkosten im zweistelligen Prozentbereich. Lag der Wirkungsgrad der Altanlage ohne Economiser bei rund 85 %, erzielt der neue Dampfkessel nun dank Effizienz- und Brennwerttechnik über 100 %. Für einen letzten „Effizienzschliff“ hat Bosch je ein Modul für die Energierückgewinnung aus der Absalzlauge und dem Brüdendampf (Entgasungsprozess) geliefert. Das führt zu einer weiteren Brennstoffreduktion und niedrigeren Emissionen.

Digitaler Effizienzassistent

Berücksichtigung fand auch die Integration einer smarten Effizienz- und Verfügbarkeitsanalyse für den Kesselbetrieb – sprich eine Industrie-4.0-Anwendung für Prozesswärme. Der sogenannte digitale Effizienzassistent MEC-Optimize von Bosch sammelt und interpretiert die Betriebsdaten, wertet die Lebensdauer von Komponenten anhand der Schaltspiele aus und analysiert Wasserwerte. Energieverluste und damit höhere Emissionen sowie kritische Zustände erkennt der digitale Assistent unmittelbar und spielt dem Bediener proaktive Handlungsempfehlungen zu. Für die Mitarbeiter von Henglein eine erhebliche Erleichterung, sei es, um Wartungen rechtzeitig zu planen, Fehler zu beheben oder eben die Betriebsweise hinsichtlich Effizienz zu optimieren. Ein weiterer positiver Aspekt ist die einfache Anlagenintegration in Hengleins Prozessleittechnik. MEC-Optimize ist mit allen gängigen Protokollen kompatibel, ebenfalls sind Betriebsanleitungen und anlagenspezifische Dokumentation digital integriert und jederzeit abrufbar. Neben der Übertragung von Daten und Analysen an die Leitstelle lässt sich die Oberfläche von MEC-Optimize auch ortsunabhängig über Tablet, Handy oder PC visualisieren. Selbst Alarmmeldungen per E-Mail oder SMS sind im System aktivierbar.

Eine intelligente Automation gehört heute schlichtweg zu einer gut funktionierenden und energieeffizienten Prozesswärmeversorgung. Sämtliche Funktionen wie die Wasserstandsregelung im Kessel, bedarfsgerechte Absalzung oder Ansteuerung des thermischen Entgasungsmoduls laufen bei Henglein jetzt vollautomatisiert über die Bosch-Steuerungen. Die dort lokal hinterlegten Daten sind auch Basis für den digitalen Effizienzassistenten. Weitere Komponenten wie das System zur Speisewasserentgasung waren ebenfalls Teil des Lieferumfangs und kamen wie alle anderen Bosch-Komponenten zusammengebaut und isoliert auf die Baustelle. Im laufenden Betrieb und ohne Unterbrechung von Produktionsprozessen hat das Anlagenbauunternehmen Petry aus Neumarkt schließlich die gesamte Technik installiert und verrohrt.

Bosch Industriekessel GmbH, Gunzenhausen


Autorin: Annemarie Wittmann

Marketing Thermotechnology,

Bosch Industriekessel

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