Fallbeispiel einer energiesparenden Nachrüstung: 355-kW-Schraubenluftkompressoren helfen einem Zinkunternehmen, etwa 30 % Energie einzusparen

Ein Unternehmen der Zinkindustrie rüstete sein Druckluftsystem mit zwei 355-kW-Schrauben aufLuftkompressoren. Der Schwerpunkt der Nachrüstung lag auf der Verbesserung der Betriebseffizienz des Kompressors, der Anpassung der Luftversorgung an den Produktionsbedarf und der Reduzierung des mit der Drucklufterzeugung verbundenen Stromverbrauchs.

Kundenhintergrund

Der Kunde ist ein Unternehmen der Zinkindustrie mit kontinuierlichem Produktionsbetrieb. Druckluft wird im gesamten Produktionsprozess für pneumatische Geräte, Prozesssteuerung, Gerätereinigung und andere Betriebseinrichtungen verwendet.

Da das Produktionssystem über längere Zeiträume läuft, stellt die Druckluftstation einen erheblichen und kontinuierlichen Stromverbraucher dar. Daher wurde die Verbesserung der Kompressoreffizienz zu einem wichtigen Bestandteil des Energiesparprogramms des Werks.

Herausforderungen mit dem bestehenden Druckluftsystem

Vor der Umrüstung betrieb die Anlage ein bestehendes Druckluftsystem, das bereits über einen längeren Zeitraum in Betrieb war. Seine Betriebseffizienz entsprach nicht immer dem tatsächlichen Luftbedarf der Produktionslinien.

Zu den Hauptthemen, die bei der Nachrüstung berücksichtigt wurden, gehörten:

●Hoher Stromverbrauch durch die vorhandene Kompressoranlage

●Eingeschränkte Übereinstimmung zwischen Kompressorleistung und tatsächlichem Luftbedarf der Anlage

●Erhöhte Betriebs- und Wartungsanforderungen aufgrund alternder Geräte

●Die Notwendigkeit, eine stabile Druckluftversorgung für eine kontinuierliche Produktion aufrechtzuerhalten

Anstatt die Kompressoreffizienz nur als einzelnen Parameter der Anlage zu bewerten, wurden bei der Nachrüstung die Betriebsbedingungen der Druckluftstation als Ganzes berücksichtigt.

Nachrüstung eines 355-kW-Schraubenluftkompressors

Das modernisierte System verwendet zwei 355-kW-Schraubenluftkompressoren.

Die Auswahl der Ausrüstung basierte auf dem Druckluftbedarf der Anlage und den Betriebsbedingungen der bestehenden Anlage. Ziel war es, eine ausreichende Luftkapazität bereitzustellen und gleichzeitig die Gesamtbetriebseffizienz der Kompressorstation zu verbessern.

Für eine Anlage mit kontinuierlicher Produktion müssen bei der Kompressorauswahl mehrere Faktoren berücksichtigt werden, darunter die erforderliche Luftlieferung, der Arbeitsdruck, die Betriebsstunden, das Lastprofil und die Art und Weise, wie mehrere Kompressoren zusammenarbeiten.

Daher konzentrierte sich die Nachrüstung nicht nur auf den Austausch von Geräten, sondern auch auf die Verbesserung des Verhältnisses zwischen Kompressorbetrieb und tatsächlichem Produktionsbedarf.

Betrieb des Druckluftsystems

Die Kompressorstation versorgt verschiedene Produktionsprozesse innerhalb des Werks mit Druckluft. Da sich der Luftbedarf je nach Produktionsbedingungen ändert, kann der koordinierte Betrieb mehrerer Kompressoren dazu beitragen, unnötigen Betrieb bei ineffizienten Lastbedingungen zu vermeiden.

Die verbesserte Konfiguration wurde anhand der tatsächlichen Betriebsanforderungen der Anlage bewertet und nicht nur auf der Nennmotorleistung der Kompressoren.

Dieser Ansatz ist besonders relevant für Industrieanlagen, in denen Kompressoren über lange Zeiträume laufen und der Stromverbrauch einen wesentlichen Teil der Betriebskosten des Druckluftsystems ausmacht.

Energiesparende Ergebnisse

Nach der Inbetriebnahme des modernisierten Druckluftsystems bewertete der Kunde dessen Energieverbrauch unter tatsächlichen Betriebsbedingungen.

Durch die Sanierung wurde eine Gesamtenergieeinsparrate von ca. 30 % erreicht.

Das Ergebnis spiegelt die Betriebsbedingungen dieser spezifischen Installation wider. Die tatsächlichen Energieeinsparungen durch eine Druckluft-Nachrüstung können je nach Produktionsplänen, jährlichen Betriebsstunden, Luftbedarf, Förderdruck, Kompressorauslastung und anderen Systembedingungen variieren.

Aus diesem Grund sollte die Energieeinsparleistung anhand gemessener Betriebsdaten bewertet werden, anstatt für jede Installation einen festen Einsparprozentsatz anzuwenden.

Warum die Abstimmung des Kompressorsystems wichtig ist

Druckluft wird oft als Versorgungsbetrieb betrachtet, der Kompressorbetrieb kann jedoch einen messbaren Einfluss auf den Stromverbrauch einer Anlage haben.

Eine geeignete Nachrüstung sollte daher das komplette Betriebsprofil der Druckluftanlage berücksichtigen. Die Kompressorkapazität, der Druckbedarf, die Betriebsstunden, Schwankungen des Luftbedarfs und die Steuerung mehrerer Kompressoren wirken sich alle auf die endgültige Energieleistung aus.

Für die Zinkverarbeitung und andere kontinuierlich verarbeitende Industrien kann dieser Ansatz auf Systemebene nützlich sein, wenn beurteilt wird, ob eine bestehende Kompressorstation aufgerüstet, ersetzt oder neu konfiguriert werden sollte.

Anwendung für industrielle Druckluftsysteme

Dieses Projekt bietet einen Praxisbezug für Anlagen mit relativ hohem Druckluftbedarf und langen Betriebsstunden.

Bei der Planung einer ähnlichen Nachrüstung können Anlagenbetreiber folgende Informationen zur technischen Bewertung bereitstellen:

Anhand dieser Betriebsdaten können Ingenieure feststellen, ob ein Kompressoraustausch, eine Leistungsanpassung, eine Steuerungsoptimierung oder eine Kombination von Maßnahmen für den Standort angemessen ist.

Abschluss

Die Nachrüstung der Zinkindustrie zeigt, wie sich die Kompressorauswahl und der Systembetrieb auf die Energieleistung einer industriellen Druckluftstation auswirken können.

Mit zwei 355-kW-Schraubenluftkompressoren und Betriebsanpassungen auf Systemebene erzielte das Projekt unter den tatsächlichen Betriebsbedingungen des Kunden eine Gesamtenergieeinsparung von etwa 30 %.

Für Industrieanlagen, die eine ähnliche Modernisierung in Betracht ziehen, bietet eine Bewertung auf der Grundlage des gemessenen Luftbedarfs, des Drucks, der Betriebsstunden und des Stromverbrauchs eine zuverlässigere Grundlage für die Geräteauswahl und die Bewertung der Energieeinsparung.