RS Edelstahl versorgt sich selbst

Warum RS Edelstahl die Stickstofferzeugung umstellt

Der österreichische Edelstahlverarbeiter RS Edelstahl hat seine Stickstoff- und Druckluftversorgung neu aufgestellt. Statt den für die Produktion benötigten Stickstoff vollständig über externe Bündellieferungen zu beziehen, erzeugt das Unternehmen hochreinen Stickstoff der Klasse 5.0 nun selbst. Wie Boge in seinem Anwenderbericht mitteilt, entstand gemeinsam mit dem Händler Schachermayer ein integriertes Druckluft- und Stickstoffkonzept, das auf die Anforderungen der Edelstahlproduktion zugeschnitten ist.

RS Edelstahl ist eine Fachschlosserei mit rund 20 Mitarbeitern. Das Unternehmen konstruiert und fertigt unter anderem Trinkwasserbehälter mit Größen bis rund 150 m³, Quellsammler, maßgeschneiderte Schwimmbäder und Rohranlagen. Bei der Bearbeitung unterschiedlicher Blechstärken kommen Laserschneidprozesse zum Einsatz.

Stickstoff wird dabei als Schutzgas eingesetzt. Er soll Oxidationen an der Schnittfläche vermeiden, Gratbildungen verhindern und das Werkzeug schützen. Für reproduzierbare Schnittergebnisse benötigt RS Edelstahl kontinuierlich Stickstoff der Reinheitsklasse 5.0. Die gleichbleibende Gasqualität ist zugleich eine Voraussetzung für die effiziente Weiterverarbeitung der Edelstahlbauteile.

Die bisherige Versorgung über externe Bündellieferungen brachte nach Angaben des Unternehmens wirtschaftliche und betriebliche Nachteile mit sich. Vor allem bei Lastspitzen und kurzfristig steigendem Auftragsvolumen waren Liefertermine und die Verfügbarkeit des Stickstoffs ein Unsicherheitsfaktor.

„Wir wollten uns von der Lieferabhängigkeit lösen und die Versorgungssicherheit erhöhen“, sagt Wilhelm Reindl, Geschäftsführer bei RS Edelstahl. „Gleichzeitig wollten wir die Energieeffizienz unserer Anlage erhöhen.“

Neben der Stickstoffversorgung rückte deshalb auch die bestehende Drucklufttechnik in den Fokus. Der vorhandene Kompressor entsprach laut Anwenderbericht nicht mehr dem aktuellen technischen Stand. Eine flexible Leistungsanpassung fehlte ebenso wie die Möglichkeit, die entstehende Wärme zurückzugewinnen.

Integrierte Druckluft- und Stickstoffversorgung

Boge und Schachermayer entwickelten für RS Edelstahl eine Systemlösung, die Druckluftversorgung und Stickstofferzeugung miteinander verbindet. Im Zentrum der Druckluftversorgung arbeitet ein frequenzgeregelter Boge Schraubenkompressor C15-2LFDR. Durch die Frequenzregelung kann das System auf schwankende Lasten reagieren.

Ergänzt wird der Kompressor durch eine Wärmerückgewinnung. Die beim Betrieb entstehende Wärme wird in einen Warmwasserpuffer geführt und unterstützt die Warmwasseraufbereitung im Unternehmen.

Für die Druckluftaufbereitung kommt ein Boge DCZ Aktivkohle-Adsorber zum Einsatz. Er reduziert den Restölgehalt der Druckluft auf 0,003 mg/m³. Ein Boge Leakstop sperrt die Leitung automatisch ab, wenn der Betrieb ruht. Dadurch bleiben Hauptbehälter und Druckluftnetz über Nacht druckstabil, während unnötige Nachläufe des Kompressors vermieden werden sollen.

Das Herzstück der Stickstofferzeugung ist ein INMATEC PN150 Generator. Er liefert Stickstoff der Reinheitsklasse 5.0 und ist auf eine N2-Liefermenge von 5,1 m³/h ausgelegt. Grundlage ist ein Adsorptionsverfahren mit Kohlenstoff-Molekularsieb, bei dem Stickstoff- und Sauerstoffmoleküle voneinander getrennt werden.

Die integrierte AutoPure-Funktion überwacht permanent die Stickstoffreinheit. Der erzeugte Stickstoff wird erst freigegeben, wenn die erforderliche Qualität erreicht ist. Damit soll die für den Laserschneidprozess notwendige konstante Gasqualität sichergestellt werden.

Zwischen Generator und Hochdruckbooster befindet sich zusätzlich ein Vordruckbehälter. Anschließend verdichtet ein Booster den Stickstoff auf 300 bar und speist ihn in zwei stationär installierte Bündel ein. Diese dienen als Speicher und sollen auch bei kurzfristig höherem Verbrauch ausreichend Stickstoff für den Laserschneider bereitstellen.

Wie PV-Strom und Wärmerückgewinnung eingebunden sind

Ein weiterer Bestandteil des Konzepts ist die Einbindung der firmeneigenen Photovoltaikanlage. RS Edelstahl erzeugt bereits größere Mengen Strom selbst. Statt überschüssige elektrische Energie einzuspeisen, sollte diese stärker für die Stickstoff- und Druckluftproduktion genutzt werden.

Die Steuerung der Anlage priorisiert deshalb automatisch den Betrieb, sobald ausreichend PV-Leistung zur Verfügung steht. Ein großer Teil der Stickstofferzeugung und Druckluftproduktion kann dadurch nach Angaben im Anwenderbericht mit selbst erzeugtem Strom abgedeckt werden.

Gleichzeitig bleibt die Produktion flexibel. Bei geringer Sonneneinstrahlung oder dringenden Aufträgen lässt sich die Anlage jederzeit manuell starten. Die Energieversorgung über die Photovoltaikanlage ist damit in das Betriebskonzept eingebunden, ohne die Verfügbarkeit der technischen Gase an die aktuelle PV-Leistung zu koppeln.

Auch die Wärmerückgewinnung des Schraubenkompressors ist Teil dieses Ansatzes. Die bei der Verdichtung anfallende Wärme fließt in einen Warmwasserpuffer und wird für die Warmwasseraufbereitung genutzt. Damit verbindet RS Edelstahl die Drucklufterzeugung mit einem weiteren betrieblichen Energiebedarf.

Mehr Versorgungssicherheit und konstante Gasqualität

Seit der Inbetriebnahme erzeugt RS Edelstahl den für seine Laserschneidprozesse benötigten Stickstoff bedarfsgerecht am eigenen Standort. Externe Stickstofflieferungen sind für diese Versorgung laut Anwenderbericht nicht mehr erforderlich.

Die Kombination aus Stickstoffgenerator, Vordruckbehälter, Hochdruckbooster und zwei stationären Bündeln schafft Speicherkapazität für schwankende Produktionsmengen. Gleichzeitig überwacht der PN150 kontinuierlich die Reinheit des erzeugten Stickstoffs.

Geschäftsführer Wilhelm Reindl beschreibt den Effekt der neuen Lösung so: „Die Stickstoffproduktion erfolgt nun bedarfsgerecht vor Ort, sodass auch kurzfristige Auftragsspitzen problemlos abgedeckt werden.“

Parallel dazu deckt der frequenzgeregelte Schraubenkompressor den Druckluftbedarf der Werkzeugmaschinen. Lastschwankungen können durch die Leistungsregelung ausgeglichen werden. Die Wärmerückgewinnung unterstützt zusätzlich die Warmwasseraufbereitung.

Nach Angaben des Unternehmens bringt insbesondere die Kombination mit der Photovoltaikanlage Vorteile. Ein großer Teil der Stickstoff- und Druckluftproduktion wird mit selbst erzeugtem Strom betrieben. RS Edelstahl verbindet damit die Eigenversorgung mit Stickstoff mit der Nutzung vorhandener PV-Leistung.

Die neue Systemlösung soll die Produktionssicherheit erhöhen, die Betriebskosten reduzieren und die Energieeffizienz verbessern. Gleichzeitig gewinnt der Edelstahlverarbeiter mehr Flexibilität bei schwankenden Produktionsmengen und kurzfristigen Auftragsspitzen. Die Stickstofferzeugung wird damit direkt in die betrieblichen Abläufe der Edelstahlbearbeitung integriert.