Wie am Schnürchen

Drehzahlgeregelte Druckluftversorgung bei Gütermann in Gutach

Umweltschutz und schonender Umgang mit elektrischer Energie hat bei Gütermann einen hohen Stellenwert. Deshalb wollte der Garnhersteller in die Erzeugung der Druckluft so wenig elektrische Energie wie möglich investieren. Diese Philosophie setzen drei luftgekühlte Alup-Schraubenkompressoren aus der Baureihe SCK um.

13. Januar 2003

Am Stammsitz des Garnwerks Gütermann in Gutach werden die angelieferten Nähfadenrohstoffe unter anderem gerissen, gestreckt, versponnen, verzwirnt, gefärbt und schließlich als Industrie- oder Haushaltsprodukt verkaufsfertig konfektioniert. „Arbeitsgänge, die ohne den Einsatz von Druckluft unmöglich wären“, wie Helmut Haberstroh, Abteilung Produktion und Technik bei Gütermann, erläutert. Besonders groß ist der Druckluftbedarf in der Färberei, wo die gefärbten und auf etwa 18 cm hohe Spulen aufgewickelten Garne in großen Drucktrocknern mit Druckluft beaufschlagt und so schonend und effektiv getrocknet werden.

Umweltschutz und schonender Umgang mit elektrischer Energie hat bei Gütermann einen hohen Stellenwert. „Der sparsame Umgang mit Energie ist für uns eine Selbstverständlichkeit. Deshalb wollen wir auch in die Erzeugung unserer Druckluft so wenig elektrische Energie wie möglich investieren“, betont Haberstroh. Diese Philosophie setzen drei luftgekühlte Alup-Schraubenkompressoren aus der Baureihe SCK um. Sie werden durch die übergeordnete Alup-Steuerung MultiControl gefahren und liefern (jeweils bei 8 bar Höchstdruck):

- Typ SCK 61-8, Antrieb 45 kW, Liefermenge 7,65 m³/min,

- Typ SCK 76-8, Antrieb 55 kW, Liefermenge 8,35 m³/min und

- Typ SCK 102-8 FU, Antrieb 75 kW, Liefermenge 11,35 m³/min.

Dieses neue Konzept der Drucklufterzeugung arbeitet seit Juli 2000, während die gesamte Druckluftaufbereitung von der Vorgängerlösung mit drei ölgeschmierten, wassergekühlten Kolbenverdichtern eines anderen Herstellers übernommen wurde. Diese Kompressoren erlaubten durch ihre festen Drehzahlen keine flexible Anpassung an den schwankenden Druckluftbedarf.

Gütermann hat Kontakt zu vier Kompressorenherstellern aufgenommen. Alle hatten ein Konzept mit drei Verdichtern - davon eine Anlage drehzahlgeregelt - vorgeschlagen. Haberstroh: „Letztlich haben wir uns dann für die Alup-Lösung entschieden, weil uns das technische Konzept und die hohe Kompetenz überzeugt haben.“ Die installierte Gesamtkapazität von 27,35 m³/min wurde nach einer Verbrauchsmessung gewählt. Sie liegt geringfügig höher als die alte Kapazität der drei Kolbenkompressoren, beinhaltet eine ausreichende Reservekapazität und garantiert auch während der Wartung eines Kompressors eine ausreichende Versorgung.

Drucklufterzeugung fast ohne Leerlaufzeiten - dieser Idealzustand einer besonders wirtschaftlichen Druckluftversorgung wurde bei Gütermann in Gutach Realität, und zwar dank eines 75-kW-Kompressors, der über einen Frequenzumrichter drehzahlgeregelt im Leistungsbereich zwischen 22 und 100 % gefahren werden kann. Das entspricht einem Liefermengenbereich von 2,5 bis 11,35 m³/min. Die Druckluftproduktion beginnt immer mit dieser drehzahlgeregelten Anlage im Leistungsbereich zwischen 22 und 100 %. Wenn ihre Leistung von 11,35 m³/min nicht mehr zur Deckung des Bedarfs ausreicht, meldet ein im Netz installierter Drucksensor einen Druckabfall an die Steuerung. Die nächste Anlage wird dann als neue Grundlastanlage automatisch bedarfsabhängig zuschaltet. Die drehzahlgeregelte 75-kW-Anlage übernimmt mit zunächst wiederum reduzierter Leistung die Spitzenlast. Sinkt andererseits der Bedarf unter 2,5 m³/min, läuft die drehzahlgeregelte Anlage noch eine kurze voreingestellte Zeit im Leerlauf weiter und schaltet dann ab (verzögerter Aussetzbetrieb).

Anlagen mit Frequenzumrichter bieten eine Reihe an Vorteilen:

- Konstanter Betriebsdruck und verbrauchsabhängige Druckluftproduktion durch bedarfsabhängig regulierte Motordrehzahl

- Betrieb als Einzelanlagen und als Spitzenlastanlagen im Verbund mit nicht drehzahlgeregelten Verdichtern

- Hohes Einsparpotential an elektrischer Energie und wirtschaftlicher Betrieb durch Minimieren kostenintensiver Leerlaufzeiten

- Verlängerung der Kompressorlebensdauer durch geringe Belastung mechanischer und elektrischer Komponenten dank Sanftanlauf und stufenlos veränderbarer Drehzahl

- Schonender Anlauf mit maximalem Nennmoment und Nennstrom

- Keine zusätzlichen Kosten für Blindstromspitzen

- Anlaufströme im Bereich der Nennströme

Der höhere Anschaffungspreis einer Anlage mit Frequenzumrichter amortisiert sich schnell durch die eingesparte elektrische Energie.

Hochwertiges Nähgarn ist ein besonders sensibles Produkt, das keinerlei Verschmutzungen zulässt - und auch nicht die minimalen Ölanteile, die über die Druckluft als Restöl aus den Verdichtern Kontakt mit dem Produkt erhalten könnten. Deshalb wurde bei Gütermann eine zweistufige Druckluftaufbereitung realisiert. Zunächst passiert die von den drei luftgekühlten Schraubenkompressoren mit Öleinspritzkühlung erzeugte Druckluft (Restölgehalt 2 bis 4 mg/m³) nachgeschaltete Zyklonabscheider, in denen bereits ein Teil der enthaltenen Feuchtigkeit durch Zentrifugalwirkung ausgeschieden wird. Im anschließenden Kältetrockner mit Vorfilter und Feinfilter wird die Druckluft auf einen Drucktaupunkt von +3 °C getrocknet. Danach wird sie in einem Aktivkohleadsorber technisch ölfrei mit einem Restölgehalt unterhalb der Nachweisgrenze aufbereitet. In Folge passiert sie noch einmal einen Feinfilter und wird in einem 8 m³ großen Druckluftbehälter zwischengelagert, bevor sie in das Betriebsnetz eintritt.

„Alles läuft wie am Schnürchen“, lobt Haberstroh. „Wir sind überzeugt, mit dem Konzept dieses Herstellers eine besonders wirtschaftliche und zuverlässige Druckluftversorgung mit optimalen Leistungsabstufungen innerhalb der drei Verdichter erhalten zu haben. An dem wirtschaftlichen Gesamtergebnis hat die drehzahlgeregelte Anlage einen ganz entscheidenden Anteil.“

Erschienen in Ausgabe: 04/2002