Energieeinsparung in der Druckluftversorgung Best Practice – Wie Heidelberg Cement 150.000 kWh mit neuer Druckluftversorgung spart

Im Zementwerk der Heidelberg Cement in Triefenstein-Lengfurt wandern täglich rund 400 Tonnen an Brennstoffen in den Drehrohrofen. Entsprechend wichtig ist es, möglichst alle Einsparpotenziale nicht nur in der Prozesstechnik auszuschöpfen. Ein neues Effizienzniveau wurde durch die Modernisierung der Druckluftversorgung erreicht. Erfahren Sie, wie Heidelberg Cement dadurch jährlich 150.000 kWh an elektrischer Energie einspart.

Der Drehrohrofen bei Heidelberg Cement in Triefenstein-Lengfurt hat mit seinen 78 m Länge und 5,2 m Durchmesser gigantische Ausmaße. Die Strahlungswärme, die vom Ofenmantel ausgeht, lässt die hohe Temperatur im Inneren nur vermuten. 1450 °C sind für die Herstellung des Zementklinkers nötig, der hier im Dreischichtbetrieb gebrannt wird. Etwa 400 t an Brennstoffen wandern täglich für die Produktion von 3000 t Klinker in den Ofen. Könnte man die Effizienz der Druckluftstation im Vergleich zu dieser riesigen Energiemenge nicht eigentlich vernachlässigen?

„Nein, auf keinen Fall“, erklärt Dominik Azadi, Leiter der Instandhaltung und verantwortlich für das Energiemanagementsystem im Zementwerk Lengfurt der Heidelberg Cement. „Natürlich machen die Brennstoffe als Energieträger den Großteil unseres Energieverbrauchs aus. Dies ist jedoch prozessbedingt. Deshalb prüfen wir natürlich auch andere Bereiche auf Einsparpotenziale.“ Und weil man inzwischen in puncto Effizienz bereits auf einem sehr hohen Niveau fahre, müsse man auch die kleineren Schrauben drehen und die letzten Potenziale identifizieren und heben, um energetisch kontinuierlich besser zu werden.

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Kontinuierliche Effizienzverbesserung

Einen großen Beitrag zur Energieeffizienz des Zementwerks leistet beispielsweise die firmeneigene Organic-Rankine-Cycle-Anlage mit 1 MW Leistung, die einen Teil der Abwärme aus dem Produktionsprozess verstromt. „Auch die im März 2015 in Betrieb genommene Druckluftstation mit vier neuen hocheffizienten Schraubenkompressoren von Atlas Copco haben wir als ein relativ großes Projekt in unserem Energiemanagementsystem gemäß ISO 50001 dokumentiert“, berichtet Azadi. „Wir sind verpflichtet, ein entsprechendes Energiemanagementsystem zu führen, das regelmäßig auditiert und rezertifiziert wird. Daher ist es ein Stück weit Bestandteil des Tagesgeschäftes und auch der Standardprozesse, dass wir im Bereich Energie Einsparpotenziale suchen und umsetzen.“

Zwischen dem werkseigenen Steinbruch am Anfang und den Zementsilos am Ende der Prozesskette reihen und überlagern sich zahlreiche mechanische und thermische Verfahren, die bezüglich ihrer Effizienz relevant sind. Die Zementherstellung beginnt mit dem Abbau von Muschelkalk als Rohmaterial. Der wird mittels Brecher direkt im Steinbruch zerkleinert und danach zu einer sogenannten Mahltrocknung gefördert. Dort wird der Rohstoff getrocknet, zu Rohmehl vermahlen und in Silos zwischengespeichert. Das Rohmehl wird dann im Drehrohrofen, der mit einer Sekundärbrennstoffrate bis zu 100 Prozent arbeiten kann, bei 1450 °C zu Zementklinker gebrannt. Bei diesem Sinterprozess werden Kristalle ausgebildet, die dem Zement später die Eigenschaft geben, unter Zusatz von Wasser auszuhärten. Um die kristallinen Strukturen zu erhalten, muss der Zementklinker nach dem Brennen zügig abkühlen. Abschließend wird er in der Zementmühle je nach Sorte mit weiteren Bestandteilen und Zusätzen vermahlen.

Rund die Hälfte der Druckluft geht in die Entstaubung

„Überschlägig bin ich zu dem Ergebnis gekommen, dass wir rund die Hälfte unserer Druckluft für die Entstaubung nutzen“, rechnet Dominik Azadi. „In der Zementherstellung sind immer Schüttgüter von A nach B zu transportieren, und diese Förderstrecken müssen insbesondere an den Übergabestellen entstaubt werden.“ Dabei werden die feinen Staubanteile am Ort ihrer Entstehung abgesaugt; sie sammeln sich in dem Filter der Entstaubungsanlage. Der wird gezielt mit Druckluft gereinigt. Das Material fällt wieder kontrolliert auf ein Förderband und wird zurück in die Produktion geschleust.

Weitere 30 % der Druckluft entfallen auf den Betrieb pneumatischer Pumpen, die vor allem für Transportprozesse benötigt werden. Die restlichen 20 % bewegen pneumatische Schieber und zerstäuben beispielsweise Kühlwasser. „Wir haben eine Grundlast von 35 bis 40 Kubikmetern pro Minute durch Verbraucher, die immer laufen“, erläutert Azadi. Einige Sonderaggregate, wie die pneumatischen Pumpen, hätten wiederum einen hohen Druckluftbedarf, seien aber nicht permanent in Betrieb. „Diese Spitzen von 65 bis 70 Kubikmetern pro Minute müssen durch unsere Druckluftanlage aber abgedeckt werden, um Produktionsstörungen und ausfälle zu vermeiden.“

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