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Ohne Prozesswärme keine Produktion

Dauerbrenner für die Industrie

Thermoölanlagen werden bei zahlreichen industriellen Produktionsprozessen genutzt. Diese können mit unterschiedlichsten Brennstoffen betrieben werden und decken eine breite Palette an Anwendungen und Prozessen ab.

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AURA Thermoölheizanlage mit 2 x 8.000 kW zur Aufbereitung von Rohöl in der Öl- und Gasindustrie
AURA Thermoölheizanlage mit 2 x 8.000 kW zur Aufbereitung von Rohöl in der Öl- und Gasindustrie
(Bild: AURA GmbH & Co KG)

Der neue Mobilfunkstandard 5G verspricht für die europäischen Leiterplatinen-Hersteller eine Goldgrube zu werden. Die Infrastruktur wird voraussichtlich ab dem nächsten Jahr in Deutschland installiert und soll eine flächendeckende Versorgung mit Breitband sicherstellen. Der neue Standard verspricht bahnbrechende Neuerungen bei der Kommunikation, aber auch die Produktionsprozesse im Zeitalter von Industrie 4.0 oder dem Internet der Dinge. Für die Herstellung der dafür massenweise benötigten Platinen sind leistungsstarke Wärmeanlagen nötig, die ohne Unterbrechung und in großen Mengen Temperaturen bis 400 Grad Celsius zur Verfügung stellen können.



Zur Erzeugung von Prozesswärme ist eine Thermoölanlage eine gute Wahl

Der Energieverbrauch für Prozesswärme in Deutschland beträgt mehr als ein Viertel des gesamten Endenergiebrauchs. Die Industrie allein ist mit 66,2 Prozent größter Nutznießer.

Oft kommt zur Erzeugung und Bereitstellung von Prozesswärme eine Thermoölanlage, auch als Wärmeträgerölanlage bezeichnet, zum Einsatz. Diese dient zur indirekten Temperierung von Produktionsprozessen mit Thermoöl als Wärmeträger. Mit diesem Wärmeübertragungsmedium ist es möglich, Gegenstände und Stoffe während eines Produktionsprozesses zu erhitzen oder abzukühlen. Gängige Thermoöle besitzen zwar gegenüber Wasser eine deutlich geringere spezifische Wärmekapazität, die bei sonst gleichem Volumenstrom durch den Verbraucher (Maschine, Reaktor etc.) und gleicher Wärmeübertragungsleistung zu einer höheren Temperaturdifferenz führen. Aber die Vorteile einer Beheizung oder Temperierung mittels Wärmeträgerölen sind ausschlaggebend für ihren Einsatz. Bis zu einer Temperatur von 350 °C kann der Betrieb drucklos erfolgen. Und selbst 400 °C Prozesstemperatur lassen sich mit einem geringen Druck von etwa 12 bar realisieren. So bringt dieses Verfahren der Wärmeerzeugung keine Korrosion, keine Gefahr des Einfrierens bei Außenaufstellung und macht somit keinerlei Wasseraufbereitung erforderlich.

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Thermoölanlagen werden mittlerweile für nahezu alle produzierenden Branchen eingesetzt.

Lebensmittelindustrie: Die Produktionsprozesse wie Back-, Brat-, Brüh- oder Homogenisierung werden über elektrische oder befeuerte Erhitzer mit anschließenden Primär- und Sekundärverbraucherkreisen mit Wärmeenergie versorgt. Einsatzbereiche sind Großküchen, Industrie-Backöfen, Anlagen zur Milchpulver-Herstellung oder die Herstellung von Convenience Food.

Chemie: In der chemischen Industrie spielt die Verfügbarkeit von Prozesswärme besonders im hohen Temperaturbereich eine wichtige Rolle. Thermoölsysteme werden hier eingesetzt zur Beheizung von Polymerisationsanlagen, Polykondensationsanlagen, zur Spinnkopf-Beheizung und zur Polyesterfaser-Herstellung aber auch im Bereich der Kunststoff-Extrusion, der Temperierung von Knetern, Trocknern, Nutschen und Reaktoren. Ein weiteres Feld ist die Beheizung von Tanklagern für Rohöl.

Druck/Papier: Im Bereich Druck und Papier werden Thermoölsysteme mit elektrischen oder befeuerten Erhitzern zur Beheizung von Flexodruck-Maschinen eingesetzt. Außerdem gibt es hier eine Rückgewinnung von Wärmeenergie aus dem Abgas, die bei der thermischen oder regenerativen Nachverbrennung von Produktionsabluft mittels Abhitze Systemen dem Beheizungs-Prozess wieder zugeführt wird.

Holz/Möbel: Hier kommen Thermoölsysteme zum Einsatz, die meist zentral beheizt und über mehrere Sekundärkreise mit den Verbrauchern verbunden sind. Die Holzwerkstoff- und Möbelindustrie nutzt diese zur Beheizung von Pressen und Beschichtungsanlagen, Wachsschmelzkesseln oder Kaschieranlagen.

Erneuerbare Energien: Auch hier gibt es vielfältige Einsatzfelder für Thermoölanlagen. Sie kommen zum Einsatz in der Gasaufbereitung in Biogasanlagen und in konventionellen Gaskraftwerken, bei der Abwärmenutzung in Organic Rankine Cycle-Anlagen (ORC) oder bei der Stromerzeugung in solarthermischen und Hybrid-Kraftwerken.

Kunststoff: In diesem Industriesegment der Kunststoffbearbeitung wird überall Prozesswärme benötigt. Thermoölsysteme mit Erhitzern sowie Sekundärkreisen zur Verteilung der Wärmeenergie werden bei der Temperierung von Flachfolien-Kalandern und Beschichtungsanlagen, zur Temperierung von Spritzguss-Werkzeugen oder der Beheizung von Kernausschmelz-Bädern benötigt.

Elektrisch beheizte Thermoölanlage für emissionsfreien Betrieb

Thermoölheizanlagen sind seit Jahrzehnten bestens etabliert und unterliegen dennoch dem Wandel und technologischem Fortschritt. Damit die Anlage als vielseitiger Dauerbrenner funktioniert, sind Konstruktion und Materialien auf Langlebigkeit ausgelegt. Die Montage kann – je nach räumlichen oder örtlichen Verhältnissen - stehend oder horizontal erfolgen. Stehend ist bei einigen Anbietern die Befeuerung wahlweise von oben oder unten möglich.

Kundenspezifizierung ist bei den Anlagen eine der größten Herausforderungen. Denn sowohl die Anforderungen sind je nach Branche unterschiedlich, auch die räumlichen, aber auch prozessualen Bedingungen sind höchst individuell und verlangen Lösungen von Profis. So sollten sich die Ingenieure der Hersteller dieser Anlagen nicht nur mit ihren Produkten bestens auskennen, sondern auch die Prozesse ihrer Kunden verstehen.

Kommen in vielen Branchen befeuerte Thermoölheizanlagen zum Einsatz, die mit Heizöl, Diesel, Schweröl, Erdgas oder anderen Spezialbrennstoffen wirtschaftlich betrieben werden, ist an anderer Stelle eine elektrisch beheizte Anlage sinnvoll sein. Eine solche emissionsfreie Lösung kann in Anwendungen verwendet werden, bei denen der Arbeitsraum als Aufstellungsort nötig ist oder aus anderen Gründen keine Abgasentsorgung vorgenommen werden kann.

Ein besonderes Augenmerk sollte auf die Konstruktion der Rückwand gelegt werden. Es gibt Anlagen, die zur Materialschonung eine gekühlte Kesselrückwand bieten. Ein Hersteller hat eine von Thermalöl durchströmte schützende Wendeplatte entwickelt, welche die innere und äußere Rohrschlange verbindet. Denn die Platte wird nur unwesentlich wärmer als das Thermalöl. Die Temperaturunterschiede, die durch Ein- und Ausschalten der Brennerflamme entstehen, haben dadurch keinen negativen Effekt auf die Brennerrückwand. So ist eine lange Nutzung der Anlage garantiert. Bei betonierten Rückwänden ohne Wendeplatte besteht die Gefahr, dass diese im Laufe der Zeit rissig werden, weil sie die Wärme speichern. Derartige Rückwände müssen häufiger erneuert werden. Auch ein spezielles Design bei den Windungen im Inneren des Erhitzers, gewährleistet, dass die thermische Ausbreitung besonders spannungsarm vonstattengeht.



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