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Anwenderbericht Wesermetall Bleirecycling

Blei-Recycling mit volumenstromgeregelter Druckluftstation - Niederdruck-Turbos sparen jährlich 600.000 Euro

„Mit unserer neuen Druckluftstation sparen wir pro Jahr 500.000 bis 600.000 Euro an Energiekosten“, sagt Timo Tesch, der als Leiter Konstruktion/Verfahrenstechnik/Nebenbetriebe bei der Weser-Metall GmbH in Nordenham für den Neubau der Druckluftversorgung zuständig war. Weser-Metall recycelt Blei vor allem aus Akkumulatorenschrott und Batteriepaste. Dazu wird Druckluft als Prozess- und Nachverbrennungsluft benötigt. Die Prozessluft wird zusammen mit Erdgas und Sauerstoff durch eine in die Schmelze eingetauchte Lanze geblasen und hält den metallurgischen Prozess im Badschmelzofen in Gang. Parallel wird sogenannte Nachverbrennungsluft in den Ofenraum über dem Schmelzbad eingeleitet, um sicherzustellen, dass keine reaktiven Komponenten ins Abgas gelangen. 


Clou der neuen Druckluftstation ist ihre Betriebsweise. Denn anstatt druckgeregelt, wie normalerweise üblich, funktioniert sie volumenstromgeregelt. Als die Nordenhamer Bleihütte Mitte der 90er auf das erdgasbefeuerte Badschmelzofenverfahren umstieg, wurde zunächst ein zweistufiger Turboverdichter installiert. Im Laufe der Zeit, so Tesch, habe sich jedoch gezeigt, dass er mit seiner Regelungsweise via Abblaseventil eine „echte Energievernichtungsmaschine“ sei. Man suchte nach effizienteren Alternativen und fand die beste schließlich in den zu diesem Zeitpunkt nagelneuen, drehzahlgeregelten ZB-Turbokompressoren von Atlas Copco. Das Problem: Es gab noch keinerlei Referenzen für derartige Anwendungen. Zwar waren damals bereits ZB-Turbos beispielsweise in Klärwerken im Einsatz, doch immer nur druck- und nicht volumenstromgeregelt.


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Das senkt den Energiebedarf:


Die Vorteile auf einen Blick


Ein konstanter Volumenstrom:

„Unsere Anforderungen sind aber ganz andere“, betont Timo Tesch; denn durch unterschiedliche Betriebsbedingungen im Schmelzofen sei der Gegendruck an der Lanzenspitze ständigen Schwankungen ausgesetzt. „Um aber den metallurgischen Prozess sicher im Griff zu haben, ist es für uns unbedingt notwendig, dass wir jederzeit sicher einen bestimmten konstanten Volumenstrom zur Verfügung stellen können, weil sich die Betriebsbedingungen manchmal sehr schnell ändern.


“ Weser-Metall bewies Pioniergeist und erarbeitete gemeinsam mit Atlas Copco das Konzept für die neue Druckluftstation. Dabei sei die größte Herausforderung gewesen, den Volumenstrom als Führungsgröße für die Steuerung der Kompressoren zu nehmen, betont Tesch. Auch galt es, die übergeordnete, autark als Insellösung funktionierende Steuerung der gesamten Druckluftstation so mit den Elektronikon- Steuerungen der einzelnen Kompressormodule zu verknüpfen, dass diese problemlos funktionieren und miteinander kommunizieren. Oberste Priorität bei allen Betriebszuständen sollte haben, den jeweils energetisch optimalen Betriebspunkt anzusteuern.


Die Prozessluft liefern jetzt vier drehzahlgeregelte Turbos der Bauart ZB 160 VSD mit Volumenströmen von maximal je 3350 m³ und bis zu 1,95 bar Überdruck; die Nachverbrennungsluft kommt von zwei drehzahlgeregelten Turbos ZB 100 VSD, die jeweils einen Volumenstrom von bis zu 4650 m³ liefern können und einen Überdruck von maximal 0,8 bar erreichen. Das Zusammenspiel der Turbos regelt eine übergeordnete Steuerung, die auch einen ausgeglichenen Betrieb der Maschinen sicherstellt und an das Prozessleitsystem des Badschmelzofens angebunden ist. „Die neue Druckluftanlage ist jetzt so flexibel, leistungsbereit und bedienungsfreundlich, dass sie unsere – zugegeben hohen – Ansprüche erfüllt“, resümiert Tesch.


Das sagt unser Kunde:

“ Weser-Metall-Geschäftsführer Dr. Reimund
Westphal (l.) und Dr.-Ing. Jens Manthey, für die
Initiative „Metalle pro Klima“ zuständig, freuen
sich, dass mit der Kompressorstation jetzt über
3700 Tonnen CO2 jährlich eingespart werden.
Und Timo Tesch, Leiter Konstruktion, Verfahrens
technik und Nebenbetriebe, meint:
„Die neue Druckluftanlage ist sehr flexibel,
leistungsbereit und bedienungsfreundlich.“ ”

Dr. Reimund Westphal und Dr. - Ing. Jens Manthey und Timo Lensch , Leiter Konstruktion, Verfahrenstechnik und Nebenbetriebe

ZB: Ölfreie Turbokompressoren


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