Anwenderstory Druckluft – Inseln auflösen und Prozesssicherheit steigern

Autor / Redakteur: Stephanie Banse / Sebastian Hofmann

Wenn Betriebe ihre Fertigung erweitern, muss die Druckluftversorgung mitwachsen. Dabei entstehen oft dezentrale Inseln. Die Folge: mehr Aufwand und weniger Prozesssicherheit für die verantwortlichen Entscheider. Lesen Sie hier, wie ein Leipziger Unternehmen dieses Problem gelöst hat und jährlich 35.000 Euro spart.

Firmen zum Thema

Mit dieser Kompressorenstation von Atlas Copco hat der Leipziger Gipsplatten-Hersteller EBP seine Druckluftversorgung effizienter aufgestellt.
Mit dieser Kompressorenstation von Atlas Copco hat der Leipziger Gipsplatten-Hersteller EBP seine Druckluftversorgung effizienter aufgestellt.
(Bild: Atlas Copco)

In den letzten Jahren hat der Gipsplatten-Hersteller EBP seine Produktion sukzessive ausgebaut. Parallel dazu entstand ein dezentrales Druckluftkonzept in Form von drei abgeschotteten Einheiten. „Jeder Kompressor hat nur einen bestimmten Anlagenteil versorgt“, erklärt Gerd Braams, der im Unternehmen für die Bereiche Wartung und Inspektion zuständig ist. „Das hatte den Nachteil, dass sich die Druckluftstationen bei Ausfällen einzelner Maschinen nicht gegenseitig unterstützen konnten.“

Ernst wurde es dann, als einer der Verdichter ausfiel. „Das war eine größere Sache“, erinnert sich David Schumann. Er ist Vertriebsleiter bei der Wiewald GmbH, einem Vertragshändler von Atlas Copco, der sich bereits seit Werksgründung um die Druckluftanlagen bei EBP kümmert. „Unser Vorschlag war es, das bestehende Konzept genau zu prüfen und auf Verbesserungspotenziale abzuklopfen, anstatt nur den defekten Kompressor zu reparieren.“ Letztlich entschieden sich die Verantwortlichen deshalb dazu, die Druckluftversorgung komplett neu zu planen.

Wie Wiewald die Druckluftinseln abgebaut hat

Wiewald hat sich daraufhin die gesamte Druckluftversorgung angeschaut und auf Reserven überprüft. Schumann beschreibt das Vorgehen: „Die Verbrauchsmessungen ergaben, dass der maximale Volumenstrom zum damaligen Zeitpunkt bei 49,5 m3/min lag.“ Das habe insgesamt zwar ausgereicht – allerdings nur, wenn man die einzelnen Kompressorinseln addierte. Probleme an einer Station hätten den angebundenen Produktionsbereich jedoch ins Stocken gebracht und für Verzögerungen in den Folgeprozessen gesorgt. „Am Ende der Prüfung haben wir empfohlen, alle Drucklufterzeuger zu zentralisieren und die Druckluft in ein gemeinsames Netz einzuspeisen“, sagt Schumann.

„Wir haben uns dann bewusst für einen Container entschieden, der außerhalb der Produktion steht“, so Braams. „Denn in der Halle gab es keinen Platz – und wir hätten mit der Luft immer auch etwas Staub angesaugt, der in Verbindung mit Feuchtigkeit einen Kompressor schnell lahmlegen kann.“ Mit der neuen Station wurde außerdem das komplette Leitungsnetz saniert. Heute versorgt eine Ringleitung die gesamte Produktion. Die Leitungsquerschnitte wurden von 1 bis 1,5 auf 2 bis 3 Zoll erhöht.

„Für den Container haben wir ein maßgeschneidertes Konzept entwickelt“, berichtet Ilja Koschew, der als Meister Instandhaltung bei EBP an der Planung und Umsetzung der neuen Druckluftversorgung beteiligt war. „Das begann mit der Auswahl des Aufstellungsortes, dem Einsetzen der Türen und der Innenisolierung. Außerdem mussten wir festlegen, wie die Luft in den Container hineinkommt und wie wir die Wärme wieder herausholen.“ Darüber hinaus hat man sich im Vorfeld Gedanken über die Sensorik und Steuerung gemacht, um später im Betrieb nicht dauernd selber eingreifen zu müssen.

„Der Container ist so abgesichert, dass nicht unbedingt ein Elektriker vor Ort sein muss, um die Anlage freizuschalten“, erklärt der Elektrotechniker. „Wir haben einen Reparaturschalter an jedem Kompressor vorgesehen. Damit kann ich den Kompressor normal herunterfahren, freischalten und wieder anfahren. Alle Maschinen sind mit einem eigenen Personenschloss gesichert.“

Kern der neuen Anlage: energiesparende Verdichter

Die neue Druckluftstation beherbergt vier öleingespritzte Schraubenkompressoren von Atlas Copco. Drei der Maschinen kommen aus dem Bestand: ein GA 75 FF, ein GA 30 FF und ein drehzahlgeregelter GA 75 VSD FF. Ergänzt wird das Trio durch einen GA 75 VSD+ FF der neuesten Generation. Die Maschinen sind mit energiesparenden Permanentmagnetmotoren ausgestattet und ermöglichen im Vergleich zu einer schlecht ausgelasteten Drucklufterzeugung mit Last-Leerlauf- Regelung Energieeinsparungen von bis zu 50 %. Im Vergleich zur Vorgängergeneration des Herstellers sind die Maschinen noch einmal um 9 % effizienter. Das Kürzel FF steht für die werkseitige Integration von Kältetrocknern in den Kompressoren. Die Druckluft wird damit bereits in den Maschinen weitgehend entfeuchtet, der Drucktaupunkt liegt bei 3 °C.

„Für einige wenige Anwendungen im Außenbereich haben wir zudem zwei dezentrale Adsorptionstrockner im Einsatz, die noch etwas mehr Feuchtigkeit aus der Druckluft herausholen und den Taupunkt weiter senken“, erklärt Koschew. Neben den vier Kompressoren im Container gibt es noch zwei GA 18+ FF aus dem Bestand, die in einem eigenen Raum untergebracht sind und ebenfalls ins gemeinsame Netz einspeisen. Die maximal verfügbare Druckluftmenge beträgt aktuell 62,4 m3/min bei einem Druck von 7,8 bar. Der durchschnittliche Bedarf liegt bei 35 m3/min.

Die neue Druckluftstation im Container umfasst Bestandsmaschinen sowie den drehzahlgeregelten Schraubenkompressor GA 75 VSD+ FF.
Die neue Druckluftstation im Container umfasst Bestandsmaschinen sowie den drehzahlgeregelten Schraubenkompressor GA 75 VSD+ FF.
(Bild: Atlas Copco)

So hoch waren die Einsparungen

Alle Kompressoren sowie die Aufbereitungstechnik und verschiedene Sensoren werden von einer Steuerung dirigiert. „Mit den verschiedenen Geräten können wir so jeden Bedarf im Unternehmen abbilden“, hebt Koschew hervor. „Früher haben wir unnötig viel Druckluft produziert. Damals lag das Last-Leerlauf-Verhältnis bei 50:50. Heute haben wir den Leerlaufanteil durch die drehzahlgeregelten Maschinen und die Steuerung auf ein Minimum gesenkt.“

Die bedarfsgerechte Erzeugung hat die Energiekosten für die Druckluft deutlich reduziert. „Wir sind davon ausgegangen, dass wir durch die neue Anlage 35.000 Euro pro Jahr einsparen. Das hat sich auch bewahrheitet“, bilanziert EBP-Werkleiter Jörg Langrock. „2016 hatten wir hier ungefähr 146.000 Euro an Energiekosten für die Druckluft bei einem Verbrauch von rund einer Million Kilowattstunden. Mit der Installation der neuen Anlage sind die Kosten 2017 auf rund 111.000 Euro gesunken.“

Außerdem ist die Drucklufterzeugung aufgrund der Steuerung heute deutlich transparenter. „Früher waren die Kompressoren mehr oder weniger eine Blackbox“, erinnert sich Gerd Braams. „Heute sehen wir, welche Maschinen laufen, wie viel Druckluft sie produzieren und was sie verbrauchen. Über Störungen werden wir umgehend informiert und können häufig selber gegensteuern.“ Außerdem hat EBP einen Wartungsvertrag mit Wiewald abgeschlossen. Unterstützt wird dieser durch den internetbasierten Datenüberwachungsservice Smartlink von Atlas Copco.

„Smartlink gibt uns die Möglichkeit, Probleme auch telefonisch mit Wiewald zu regeln oder abzustimmen“, erklärt Langrock. „Und zum Status der Betriebsstunden und der Servicefälligkeit werden wir monatlich automatisch per E-Mail informiert. Um die Wartung zu erleichtern, halten wir zudem für alle Maschinen Ersatzteil-Kits vor. Das ist eine sinnvolle Investition, denn sollte mal ad hoc Hilfe notwendig sein, haben wir das passende Teil direkt verfügbar.“

„In einer Matrix haben wir die Bedeutung aller Anlagenteile bewertet“, führt Langrock aus. „Was geschieht bei einem Ausfall, wie schwierig ist die Reparatur, welche Kosten entstehen? Und wie kann ich mich absichern, dass nichts passiert?“ Ein Ausfall durch mangelhafte Druckluftversorgung wird so immer unwahrscheinlicher. Die Prozesssicherheit ist gestiegen.

* Stephanie Banse ist Journalistin in Hamburg, weitere Information: Atlas Copco, Tel. (02 01) 21 77-0, atlascopco.deutschland@de.atlascopco.com

(ID:46288224)