Effizient Kekse backen mit Druckluft-Wärme-Kopplung. Druckluft-Wärme-Kraftwerk bei Bahlsen in Berlin - prozesstechnik online

Druckluft-Wärme-Kraftwerk bei Bahlsen in Berlin

Effizient Kekse backen mit Druckluft-Wärme-Kopplung

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Schoko und Keks – Pick-up ist eines der bekanntesten Produkte von Bahlsen auf dem deutschen Markt, hergestellt in Berlin. Für die Produktion von Keksen werden Druckluft und Wärme benötigt, die teilweise vom Druckluft-Wärme-Kraftwerk (DWKW) CHA CA 570 NA von Bosch geliefert werden. Das neue DWKW ist seit 2017 im Einsatz und ergänzt die bestehende Druckluft-Anlage.

Cookies, Schokokeks, Minikuchen oder Vollkorngebäck, nahezu 90 % aller Deutschen kennen die Produkte der Bahlsen-Gruppe. Gegründet 1889, ist das traditionsreiche Familienunternehmen mit Hauptsitz in Hannover heute einer der erfolgreichsten deutschen Gebäckhersteller und zählt wohl zu den bekanntesten und beliebtesten Unternehmen in Deutschland. An seinen sechs Standorten in Deutschland und Polen produzieren 2830 Mitarbeiter jährlich rund 140 000 t Gebäck (Stand 2017).

„Es ist unser Anspruch, nachhaltig mit unseren Ressourcen umzugehen und durch einen geringen CO2-Ausstoß die Umwelt möglichst wenig zu belasten. Dies unterstreicht auch unsere Zertifizierung nach DIN EN ISO 50001. Das DWKW von Bosch ist eine der Maßnahmen, mit denen wir den Energieverbrauch der Drucklufterzeugung im Werk senken – und damit auch unsere laufenden Betriebskosten“, stellt Joachim Dolling, Leitung Werksversorgung, Arbeitssicherheit und Umweltschutz bei Bahlsen, die Gründe für die Entscheidung dar.

Druckluft intelligent erzeugen

Druckluft ist heute einer der teuersten Energieträger in Produktionsprozessen. Dennoch ist Druckluft aus vielen industriellen Produktionsprozessen nicht wegzudenken, so z. B. als Steuer- und Prozessluft. Bei konventionellen Kompressoren werden meist nur rund fünf Prozent der elektrischen Energie in Druckluft umgewandelt. Zudem ist die erzeugte Wärme meist Abfallprodukt und bleibt ungenutzt. Der teure Energieträger Strom zum Antrieb der Kompressoren verstärkt diesen Effekt noch, da bei der Erzeugung und Durchleitung hohe Verluste auftreten. Zur Erzeugung der meist zusätzlich benötigten Heizleistung wird üblicherweise ein Heizkessel eingesetzt. Effiziente Nutzung der Wärme und direkte Erzeugung von Druckluft ist das Geheimnis des DWKW von Bosch. Ein Schraubenverdichter wird von einem Erdgasmotor angetrieben. Das DWKW nutzt also Gas anstelle von kostenintensivem Strom. Aufgrund des preiswerteren Energieträgers halbieren sich die Energiekosten für die Drucklufterzeugung.

Um die größtmögliche Effizienz des DWKW zu erreichen, sollten sowohl die Druckluft als auch die abgegebene Wärme eingesetzt werden. Rund 6000 bis 6500 Betriebsstunden fährt das DWKW von Bosch bei Bahlsen jährlich und deckt damit die Grundlastversorgung an Druckluft ab. Konventionelle Kompressoren im Bestand ergänzen im Bedarfsfall die Spitzenlasten. Das Kesselhaus auf dem Produktionsgelände bietet Platz für das Druckluft-Wärme-Kraftwerk, das wiederum über eine neu verlegte 80 m lange Edelstahlrohrleitung mit der Druckluftzentrale verbunden ist. Die Druckluft wird hier in die bestehende Druckluftaufbereitung eingespeist, bevor sie in der Produktion, hauptsächlich als Steuerluft, zum Einsatz kommt.

Tradition trifft Moderne

Drei Loos-Kessel (heute Bosch Industriekessel GmbH) aus den Jahren 2003 und 2005 vervollständigen das Bild im Kesselhaus. Aufgrund der bereits bestehenden Gasleitung ins Kesselhaus bot sich hier der ideale Standort für das DWKW. Die zwei Heißwasserkessel Unimat UT-H erzeugen eine Wärmeleistung von 7000 kW und bedienen damit einen Großteil des Wärmebedarfs. Die am DWKW entstehende Abwärme wird mit rund 90 °C in den Kesselrücklauf eingespeist und ermöglicht so eine effizientere Wärmeerzeugung. Über ein zentrales Heizungssystem sind die einzelnen Systemkomponenten miteinander verbunden und beliefern das komplette Werk mit Wärme. Da die Wärmeabnahme das ganze Jahr über konstant ist, kommt das DWKW hier ohne ein Notkühlsystem aus. Eingesetzt wird die Wärme in nahezu allen Bereichen des Werkes und der Produktion, wie zum Beispiel zum Warmhalten von flüssigen Rohstoffen oder für die Lufterhitzer der Klimaanlagen in Produktions- und Lagerbereichen. Seit 2005 produziert ein Universal-Dampfkessel UL-S 1250 kg/h Prozesswärme in Form von Dampf, der in der Produktion z. B. für das Kochen der Marmelade verwendet wird.

Einbindung und Fernwartung

Integrierte Messpunkte erfassen kontinuierlich die relevanten Parameter des Druckluft-Wärme-Kraftwerks für die sichere und effiziente Bedienung. Über einen Touchscreen können diese Parameter überwacht und verändert werden. Für einen energieeffizienten Betrieb wie bei Bahlsen ist es jedoch auch von großer Bedeutung die Energieströme der einzelnen Komponenten zusammenzufassen und zentral zu steuern. Die vorbereiteten Datenpunkte lassen sich einfach an die bauseitige Gebäudeleittechnik oder das Energiemanagementsystem anbinden. Im Fall von Bahlsen wird das DWKW mit der übergeordneten Steuerung der zentralen Drucklufterzeugung verbunden.

Service und Wartung der Anlagen spielen bei der Erhaltung der Energieeffizienz eine große Rolle. Bei Bahlsen unterstützt das Fernwartungssystem MEC Remote den Bosch Service dabei. Alle relevanten Anlagendaten können von der Ferne über internetfähige mobile Endgeräte eingesehen und angepasst werden. Zudem kann der Bosch-Servicetechniker auf die Daten zugreifen. Hier kann der Service im Fall einer Störungsmeldung reagieren, eine erste Fernanalyse durchführen und potenziell benötigte Ersatzteile mit vor Ort bringen.

Fazit

Wie auch für Bahlsen, spielt die Verbesserung der CO2-Bilanz und des ökologischen Fußabdruckes für immer mehr Unternehmen eine zentrale Rolle. Durch die Verwendung eines DWKW im Gegensatz zu der klassischen Kombination von konventionellem Drucklufterzeuger und Heizkessel können bis zu 50 % des CO2-Ausstoßes vermieden werden. Die Kombination der Komponenten erlaubt gleichzeitig einen wesentlich geringeren Einsatz von Primärenergie. Da das DWKW Gas als Energieträger verwendet und nicht den teureren Strom, sind in den typischen Einsatzfällen Einsparungen von etwa 64 000 Euro pro Jahr möglich. Norbert Nitsche, Key Account Druckluft-Wärme-Kraftwerke bei Bosch, ergänzt: „Für KWK-Anlagen gibt es weiterhin 100 % Rückerstattung der Energiesteuer bei Jahresnutzungsgraden von über 70 %.“

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Suchwort: dei0818bosch


Autorin: Kristin Heininger

Marketing,

Bosch KWK Systeme


So funktioniert’s:   Druckluft aus Erdgas

Das Druckluft-Wärme-Kraftwerk von Bosch ähnelt optisch einem klassischen BHKW-Modul, erzeugt jedoch Druckluft und Wärme. Wie auch bei einem Blockheizkraftwerk bildet ein Verbrennungsmotor, hier mit einer mechanischen Wellenleistung von 60 kW, das Herzstück des Kompaktmoduls. Anstelle eines Generators zur Stromerzeugung, wird jedoch mit der gesamten Antriebsleistung des Motors ein Verdichter angetrieben. Um sich dem schwankenden Druckluftbedarf anzupassen, wird der Gasmotor drehzahlgeregelt betrieben und ist ab 60 % Leistung stufenlos regelbar.

Bei einer Brennstoffleistung von 164 kW ist die erzeugte Druckluftmenge 9,5 m3/min bei maximal 8,5 bar Betriebsüberdruck, die nutzbare Wärmeleistung 135 kW. Dies entspricht einem thermischen Wirkungsgrad von 82 %. Um diese Wärmeleistung zu erreichen, wird beim DWKW die Wärme mittels Wärmetauscher an drei verschiedenen Systemkomponenten ausgekoppelt. Die erste Wärmeabgabe erfolgt am Motor, der prinzipbedingt einen großen Teil der Wärme erzeugt, mit einer Wärmeleistung von 48 kW. Auch der Schraubenverdichter gibt mit ebenfalls 48 kW Wärmerückgewinnung große Wärmemengen ab. Ein klassischer Plattenwärmetauscher im Abgasweg des DWKW gewinnt zusätzliche 39 kW.

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