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Störungsfreie Energieströme

Energiebereitstellung effizienter und kostengünstiger gestalten

| Autor / Redakteur: Dr. Jörg Sager* / Wolfgang Ernhofer

Energiequellen und Anlagenkomponenten müssen auf­einander abgestimmt sein, sonst können Störungen oder ineffizienter Betrieb die Folge sein.
Energiequellen und Anlagenkomponenten müssen auf­einander abgestimmt sein, sonst können Störungen oder ineffizienter Betrieb die Folge sein. (Bild: TÜV Süd)

Vor allem bei geplanten Umbauten und Erweiterungen suchen Betreiber nach immer neuen Lösungen. Entscheidend für den Erfolg ist dabei, dass die Planungen korrekt und Energieströme richtig berechnet sind – das wiederum ist bei der Komplexität innovativer Konzepte nicht immer selbstverständlich. Fehler in der Planungsphase können weitreichende Folgen haben.

Zu wenig Kühlwasser, zu viel Dampf: Wären die ursprünglichen Pläne umgesetzt worden, hätte das erhebliche Folgen gehabt. Geplant war, eine bestehende Anlage zur Pulverherstellung um eine Trocknungsstrecke zu erweitern, die stündlich rund 60 Tonnen Suspension verarbeitet – ein sehr energieintensiver Prozess, für den sowohl Wärme als auch Kälte und Dampf benötigt werden. Durch Wärmerückgewinnung sollte der künftige Energiebedarf reduziert werden. Die Maßnahme sollte zum einen Heizwärme einsparen und zum anderen den Aufwand für die Rückkühlung der Prozesse senken.

Kommentar von Wolfgang Ernhofer: Energie im Fokus – Braucht es denn noch mehr Erfahrungsaustausch? JA, eindeutig! Es braucht sogar erheblich mehr Erfahrungsaustausch. Noch immer erfahren wir anhand vieler Beispiele von gravierender Energieverschwendung und fehlendem Problembewusstsein. Ob aus Unwissen, mangelnder Erfahrung oder aufgrund scheinbar erprobter Betriebsabläufe, es gibt noch viel Verbesserungspotenzial – um es höflich auszudrücken. Eine Chance bietet sich am 10. Mai in Würzburg. Beim 2. Energy Excellence Forum treffen sich Energiemanager, Betriebsingenieure, EMR-Spezialisten sowie Ausrüster und Consultants, die alle den effizienteren Umgang mit Energie und Rohstoffen weiter vorantreiben wollen und müssen. Hier können Sie Benchmarking betreiben, und sich bei Themen wie Energiemanagementsysteme, Verfahren und Komponenten für mehr Energieeffizienz in den chemie- und verfahrenstechnischen Anlagen auf den neuesten Stand bringen. Teilnehmen lohnt sich!
Kommentar von Wolfgang Ernhofer: Energie im Fokus – Braucht es denn noch mehr Erfahrungsaustausch? JA, eindeutig! Es braucht sogar erheblich mehr Erfahrungsaustausch. Noch immer erfahren wir anhand vieler Beispiele von gravierender Energieverschwendung und fehlendem Problembewusstsein. Ob aus Unwissen, mangelnder Erfahrung oder aufgrund scheinbar erprobter Betriebsabläufe, es gibt noch viel Verbesserungspotenzial – um es höflich auszudrücken. Eine Chance bietet sich am 10. Mai in Würzburg. Beim 2. Energy Excellence Forum treffen sich Energiemanager, Betriebsingenieure, EMR-Spezialisten sowie Ausrüster und Consultants, die alle den effizienteren Umgang mit Energie und Rohstoffen weiter vorantreiben wollen und müssen. Hier können Sie Benchmarking betreiben, und sich bei Themen wie Energiemanagementsysteme, Verfahren und Komponenten für mehr Energieeffizienz in den chemie- und verfahrenstechnischen Anlagen auf den neuesten Stand bringen. Teilnehmen lohnt sich! (Bild: PROCESS)

Bei dem Trocknungsvorgang wird die Suspension zunächst durch einen Eindampfer und einen Umlaufverdampfer eingedickt. Anschließend wird die aufkonzentrierte Lösung abgekühlt. Dadurch bilden sich Kristalle, die ausfallen. Um diese von der flüssigen Phase zu trennen, ist eine Dekantierung in mehreren Schritten notwendig. Anschließend wird das Rohprodukt gewaschen und in einem Fließbett bei 150 °C getrocknet. Das Endprodukt wird in einem Veredelungsprozess durch weitere Mahl- und Trennprozesse gewonnen, der Transport erfolgt dabei mittels Druckluft.

Planung und Prüfung

Aufgrund der Komplexität des Umbaus entschied sich der Betreiber, sein Vorhaben doppelt abzusichern. Zunächst wurde ein Anlagenbauer damit beauftragt, ein Gesamtkonzept zu entwickeln. Anschließend sollte Tüv Süd die Pläne detailliert prüfen und vor allem klären, ob die anvisierte Konfiguration tatsächlich einen optimalen Energieeinsatz und damit die erwarteten Effizienzgewinne bewirken würde. Denn nur eine perfekte Abstimmung der verschiedenen Prozesse und ihrer Energieströme kann das gewünschte Ergebnis liefern. Ist die Planung fehlerhaft, kann es sein, dass die Anlage anschließend ineffizient und damit unwirtschaftlich arbeitet – oder dass es sogar zu erheblichen Störungen und Ausfällen kommt.

Um eine optimale Auslegung für einen effizienten und reibungslosen Betrieb zu finden, muss detailliert analysiert werden, welche Energiemengen eingesetzt, transportiert, transformiert und abgeführt werden müssen. Das ist das Ziel einer thermodynamischen Bilanzanalyse.

Analyse in mehreren Schritten

Dabei wird zunächst der gesamte Energiebedarf einer Anlage etwa in Bezug auf Wärme, Kälte und Druckluft erfasst, und zwar sowohl im mittleren Lastverlauf als auch unter Spitzenlast. Dann wird geprüft, ob die Dimensionierung der Anlagenkomponenten wie Heizkessel, Wärmeüberträger, Pumpen und Leitungen für diese Energieströme richtig dimensioniert sind.

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