Dieses Gebläse Delta Hybrid für die pneumatische Förderung benötigt bis zu 15 % weniger

Dieses Gebläse Delta Hybrid für die pneumatische Förderung benötigt bis zu 15 % weniger elektrische Energie, lässt sich weinfach warten und hat einen weiten Regelbereich von 25 bis 100 %. (Bild: Aerzener Maschinenfabrik GmbH)

Druckluft für den pneumatischen Transport erzeugt BASF Performance Polymers in Rudolstadt mit Schraubenkompressoren und Drehkolbengebläsen der Aerzener Maschinenfabrik.
Norbert Barlmeyer

Aerzen (rm). Für die Beförderung von Granulaten und staubförmigen Gütern verfolgt BASF zwei unterschiedliche Versorgungskonzepte. Einerseits sind ölfrei arbeitende Schraubenkompressoren zuständig, die einen Höchstdruck von 3,3 bar erzeugen, andererseits ölfrei verdichtende Drehkolbengebläse, die mit einem Höchstdruck von lediglich 0,95 bar arbeiten.

Seit 2007 ist auch ein Aggregat der Gebläse-Baureihe Delta Hybrid von Aerzener im Einsatz. Es benötigt laut BASF bis zu 15 % weniger elektrische Energie als Vorgänger-Anlagen, erfordert einen deutlich geringeren  Investitions-, Energie- und Wartungsaufwand als vergleichbare Turbo- oder Schraubenkompressor und hat einen weiten Regelbereich von 25 bis 100 %.

In Rudolstadt produziert BASF Polyamid-Granulat als Basismaterial für die Produktion von Compounds und für die Herstellung von Verbundfolien für Lebensmittelverpackungen. Anschließend werden die Granulate in der Weiterveredelung aufgeschmolzen, eingefärbt, mit Zuschlagstoffen versehen, verfestigt und erneut granuliert.

Zunächst werden die Granulate pneumatisch in einem 450 m langen Rohrleitungssystem von Produktionsbereich 1 zu Produktionsbereich 2 transportiert. Im Produktionsbereich 2 werden Granulate dann pneumatisch aus Silos zu Verpackungsanlagen befördert.  Für diese Transportaufgaben sind unterschiedliche Drücke erforderlich, weswegen BASF in beiden Bereichen maßgeschneiderte Erzeugungskonzepte umsetzt.

Im Produktionsbereich 1 werden Granulate in einem geschlossenen System zunächst aus Silos über Zellenradschleusen in eine Rohrleitung eingetragen und dann pneumatisch über eine Strecke von 450 m zum Produktionsbereich 2 transportiert. Für diese Transportaufgabe erzeugen zwei ölfrei verdichtende Aerzener Schraubenverdichter VM10 (Förderleistung 9,2 m³/min) die benötigte Förderluft mit Höchstdruck 3,3 bar und ergänzen kontinuierlich die im System auftretenden Verlustmengen. Ein dritter baugleicher Schraubenverdichter wird als Redundanz-Anlage vorgehalten. Zwischen allen drei Verdichtern erfolgt ein regelmäßiger Wechsel.

Ein weiteres – in diesem Fall jedoch offenes – pneumatisches Fördersystem arbeitet im Produktionsbereich 2. Hier transportiert die Förderluft Granulate aus Silos über Zellenradschleusen und Wiegeeinrichtungen zu Verpackungsanlagen. Allerdings wird für diesen pneumatischen Transport lediglich ein Druck von 0,95 bar (Mindestdruck 0,5 bar) benötigt. Er wird deshalb nicht von Schraubenverdichtern erzeugt, sondern von Aerzener Drehkolbengebläsen.

Dafür standen bis 2007 drei Aggregate zur Verfügung, die im Verbund gefahren wurden, nämlich ein größeres Aggregat GM35S mit einer konstanten Liefermenge von 30 m³/min und zwei kleinere Aggregate CMa 11.2 mit einer konstanten Liefermenge von jeweils 6,2 m³/min. Mit der Anforderung von Förderluft startete zunächst das große Aggregat. Bei nicht ausreichender Leistung wurde über Druckschalter mit versetzten Schaltgrenzen zusätzlich ein kleines Aggregat und bei weiter steigendem Bedarf auch noch das zweite kleine Aggregat zugeschaltet.

Dieses Erzeugungskonzept besteht im Prinzip noch heute.  2007 wurde jedoch ein zusätzliches Aerzener Drehkolbengebläse aus der Baureihe Delta Hybrid (Typ G13S) installiert und als überwiegend alleiniger Förderluft-Lieferant genutzt. Durch die deutlich größere Leistung dieses Gebläses von 36 m³/min lassen sich nun alle drei Förderstrecken gleichzeitig mit Druckluft versorgen. Nur in Ausnahmefällen wird das Aggregat von einem kleinen Aggregat aus dem alten Konzept unterstützt. Das alte Gebläse dient noch als Redundanz-Anlage und arbeitet während der Wartungsarbeiten am Delta Hybrid-Aggregat.

Die ölfrei verdichtenden Delta Hybrid-Anlagen wurden für alle Einsatzfälle geschaffen, bei denen Luft und neutrale Gase im Druckbereich bis 1,5 bar gefördert werden müssen. Die Anlagen decken Volumenströme von 10 bis 70 m³/min ab und erzeugen im Druckbereich 0 bis 1,5 bar und im Saugbereich bis –0,7 bar. Vergleichbar sind sie mit Turboverdichtern, haben aber zusätzlich die Vorteile einer Drehkolbenmaschine.

So liegt der Investitions-, Energie- und Wartungsaufwand unter dem eines Turbo- oder Schraubenkompressors. Gegenüber einem Turboverdichter gibt es nur unwesentliche Leistungsschwankungen auch bei unterschiedlichen Eingangstemperaturen (Sommer-/Winterbetrieb) oder bei Druckschwankungen. Es sind Energieeinsparungen bis zu 15 % gegenüber herkömmlichen Anlagen möglich und auch der Wartungsaufwand ist geringer.

Durch ihre robuste Lagerkonstruktion sollen die Delta-Hybrid-Aggregate eine Lebensdauer von 60 000 Betriebsstunden auch bei maximaler Belastung erreichen. Niedrige Druckluft-Austrittstemperaturen, kompakte Bauweise, Riemenantrieb, Ölkontrolle und Nachfüllen im Betrieb sowie ein niedriger Schallpegel sind laut Aerzener weitere Vorteile. Die einfach bedienbaren Aggregate können auch im Außenbereich aufgestellt werden.

Der Förderluft-Bedarf für den Transport des Granulates von der Waage zur Abfüllstation steht kontinuierlich als Grundlast-Bedarf an. Ein Förderluft-Bedarf für den Befüllungsprozeß der Waage entsteht jedoch intermittierend als kurzfristiger Spitzenlast-Bedarf mit einer Taktung von nur etwa 20 s. Laut BASF  hat es sich gezeigt, dass diese kontinuierlich schwankende Bedarfsmenge optimal nur mit einem Gebläse abgedeckt werden kann, das konstant durchläuft und auf den Maximalbedarf ausgerichtet ist.

Das Delta Hybrid-Gebläse arbeitet gegenüber der Vorgänger-Konfiguration bei einer identischen Motorleistung von 70 kW laut BASF deutlich energieeffizienter. Es arbeitet seit seiner Inbetriebnahme mit Ausnahme einer täglich etwa vierstündigen Schwachlastzeit zuverlässig im Dauerlauf rund um die Uhr. Wartungsarbeiten beschränken sich auf die Kontrolle des Ölstandes.