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Hersteller von Gipskartonplatten spart mit zentraler Druckluftversorgung 35.000 Euro pro Jahr
Kompressorstation im Container minimiert Ausfälle
Mit einem neuen Druckluftkonzept hat EBP, ein Hersteller von Gipskartonplatten, die Stromkosten in seinem Werk in Lippendorf um jährlich 35.000 Euro gesenkt. Herzstück ist eine Containerstation mit vier effizienten Kompressoren aus der GA-Serie von Atlas Copco, die in ein zentrales Netz einspeisen. Dadurch ist die Betriebssicherheit deutlich gestiegen.
Essen/Lippendorf, Dezember 2019. Wie ein hellgraues Band bewegt sich der Gipskartonplattenstrang scheinbar endlos durch die fast 200 m lange Produktionshalle der Etex Building Performance GmbH (EBP) in Lippendorf bei Leipzig. Diese Strecke braucht der Gipsbrei, um fest zu werden und sich mit den beiden Kartonbahnen, die ihn umschließen, sicher zu verbinden. Es folgt der Zuschnitt auf das gewünschte Maß, bevor die Platten einen U-Turn machen, einen Trockner durchlaufen, geprüft, gestapelt und eingelagert werden.
"Unter der Marke Siniat stellen wir hier pro Jahr mehrere Millionen Quadratmeter Gipskartonplatten in unterschiedlichen Dicken und Breiten her", quantifiziert Werkleiter Jörg Langrock die Produktionsleistung. "So entstehen täglich mehrere 10000 Quadratmeter im Schichtbetrieb." Die Rezeptur für die Gipsmasse variiert mit der angestrebten Qualität. So laufen in Lippendorf neben der Standardplatte auch Sonderausführungen für Feuchträume oder Brandschutzbereiche vom Band.
Verarbeitet wird Industriegips aus der Rauchgasentschwefelung des benachbarten Braunkohlekraftwerks Lippendorf. "Bei der Verbrennung von Braunkohle entstehen Schwefelverbindungen, die mittels Kalk gebunden werden", erklärt Langrock. "Schwefel und Calcium reagieren zu Calciumsulfat, das Sie als Gips kennen. Dieser weist weniger Fremdbestandteile auf als der in der Natur vorkommende Gipsspat und lässt sich deshalb hervorragend verarbeiten. Aufgrund der Eigenschaften der hier verbrannten Kohle hat unser Gips zudem einen sehr hohen Weißheitsgrad."
Das bringt den Lippendorfern den Vorteil, dass sie nicht nur Gipskartonplatten herstellen, sondern den Gips auch als Ausgangsprodukt für Spachtelmassen und ähnliches weiterverkaufen können. "Sowohl für den Verkauf als auch für die Nutzung in unserer Plattenproduktion muss der Rohgips aber zunächst gebrannt werden", erläutert Langrock. "Bei dieser sogenannten Kalzinierung entsteht Stuckgips, der sich im Vergleich zum hydrophoben Ausgangsprodukt mit Wasser mischen lässt."
Druckluft-Bedarfsspitzen müssen sofort bedient werden
Druckluft wird bereits für den Kalzinierungsprozess benötigt: Sie reinigt die Filter und steuert Ventile und Zylinder. Die Plattenanlage ist ein weiterer großer Abnehmer. Sie nutzt Druckluft für den Transport entlang der Bandstraße sowie zum Fördern der trockenen Additive, die dem Gipsbrei vor seiner Verarbeitung zugesetzt werden. "Wir haben sehr viele Druckluftspitzen, denn die Förderanlagen brauchen oft kurzfristig enorm viel Luft", erklärt Gerd Braams, der bei EBP für die Bereiche Wartung und Inspektion zuständig ist. "Manchmal überlagern sich produktionsbedingt mehrere Spitzen. Die hohen Bedarfe müssen wir unverzüglich bedienen können, damit der Prozess nicht gestört wird oder zum Erliegen kommt."
Seit der Gründung des Werkes im Jahr 2001 wurde die Produktion sukzessive ausgebaut. Parallel musste die Druckluftversorgung mitwachsen. Daraus entstand über die Jahre ein dezentrales, anlagenbezogenes Druckluftkonzept in Form von drei Insellösungen. "Jeder Kompressor hat nur einen bestimmten Anlagenteil versorgt", erinnert sich Braams. "Das hatte den Nachteil, dass sich die Druckluftstationen bei Ausfällen einzelner Maschinen nicht gegenseitig unterstützen konnten." Letztlich sei das der Grund dafür gewesen, die Druckluftversorgung völlig neu zu planen.
Auslöser war der Ausfall eines Kompressors. "Das war eine etwas größere Sache", blickt David Schumann zurück. Er ist Vertriebsleiter bei der Wiewald GmbH, einem Vertragshändler von Atlas Copco, der sich bereits seit Werksgründung um die Druckluftanlagen in Lippendorf kümmert. "Unser Vorschlag war, das bestehende Druckluftkonzept genau zu prüfen und auf Verbesserungspotenziale abzuklopfen, anstatt einfach nur den defekten Kompressor zu reparieren."
Wiewald habe sich dann die gesamte Druckluftversorgung angeschaut und auf Reserven überprüft, beschreibt Schumann die Vorgehensweise: "Die Verbrauchsmessungen ergaben, dass der maximale Volumenstrom zum damaligen Zeitpunkt bei 49,5 Kubikmetern pro Minute lag." Das habe insgesamt zwar ausgereicht, allerdings nur, wenn man die Insellösungen addierte. Probleme an einer Station hätten bereits den angebundenen Produktionsbereich eingeschränkt. "Am Ende der Prüfung haben wir empfohlen, alle Drucklufterzeuger zu zentralisieren und die Druckluft in ein gemeinsames Netz mit einem entsprechenden Leitungsquerschnitt einzuspeisen", sagt Schumann.
Containerlösung für neue Druckluftstation
"Wir haben uns dann bewusst für einen Container entschieden, der außerhalb der Produktion steht", erklärt Braams. "Denn in der Halle gab es keinen vernünftigen 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 Zoll 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 habe man sich im Vorfeld viele Gedanken über die Sensorik und Steuerung gemacht, um später im Betrieb nicht dauernd selber eingreifen zu müssen. "Die Zusammenarbeit mit Wiewald war tipptopp", lobt Koschew. "Denn für beide Seiten galt: Der Container ist dann fertig, wenn er so läuft, wie wir es vorher geplant haben."
Besonders stolz ist Koschew auf das Sicherheitskonzept, das er maßgeblich mitentwickelt hat. "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, danach freischalten und wieder anfahren. Alle Maschinen sind mit einem eigenen Personenschloss gesichert."
Neuer Kompressor mit effizientem Permanentmagnetmotor
Die neue Druckluftstation beherbergt vier öleingespritzte Schraubenkompressoren von Atlas Copco. Drei der Maschinen - ein GA 75 FF, ein GA 30 FF und ein drehzahlgeregelter GA 75 VSD FF - kommen aus dem Bestand. Ergänzt wird das Trio durch einen GA 75 VSD+ FF der neuesten Generation. Die innovativen Maschinen sind mit besonders 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 dann bei 3 °C. "Damit stellen die Kompressoren schon von sich aus die Druckluftqualität bereit, die wir überwiegend benötigen", erläutert Koschew. "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." 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.
Effizientes Zusammenspiel der Kompressoren
Alle Kompressoren sowie die Aufbereitungstechnik und verschiedene Sensoren werden von einer Steuerung so dirigiert, dass sie reibungslos und möglichst effizient zusammenarbeiten. "Mit den verschiedenen Kompressoren können wir heute jeden Bedarf im Unternehmen abbilden", hebt Koschew hervor. "Früher haben wir unnötig viel Druckluft produziert. Damals lag das Last-Leerlauf-Verhältnis bei 50 zu 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." Durch weitere Optimierungen erwarte man künftig noch größere Einsparungen.
Steuerung macht Druckluftverbrauch transparent
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, da wir über sehr viel internen Sachverstand verfügen." Außerdem habe man einen angepassten Wartungsvertrag mit Wiewald abgeschlossen, der es ermögliche, Wartung und Service proaktiv zu handhaben. 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", lobt Jörg 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." Das minimiere die Gefahr, dass eine mangelhafte Druckluftversorgung zu Produktionsausfällen führt. "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? Druckluft ist für uns ein wichtiges Medium. Die Versorgung haben wir mit dem neuen Konzept von vorher "dunkelgelb" auf "grün" gestellt, weil es überhaupt keine Probleme mehr gibt!"
(Autorin: Stephanie Banse, Journalistin in Hamburg)
Online finden Sie weitere Informationen zu Atlas-Copco-Produkten:
Etex Building Performance GmbH
Die Etex Building Performance GmbH (EBP) ist einer der führenden Anbieter von innovativen Lösungen im Trockenbau und im bautechnischen Brandschutz. Als Teil der belgischen Etex-Gruppe - einer industriell tätigen Gruppe mit einem weltweiten Netzwerk und lokaler Präsenz - profitiert das Unternehmen von Erfahrungen, Kompetenz und technologischem Fortschritt der rund 100 Industrieunternehmen im Verbund. Sie alle haben sich auf die Herstellung und den Vertrieb von Baustoffen spezialisiert. Die Etex-Gruppe ist an 113 Standorten in 42 Ländern aktiv. 2018 wurden mit 14500 Beschäftigten 2,9 Milliarden Euro erwirtschaftet.
Durch den Zusammenschluss der beiden Marken Siniat und Promat im April 2017 bietet die Etex Building Performance GmbH eine breite Palette an Lösungen für den trockenen Innenausbau. Das Siniat-Werk in Lippendorf bei Leipzig wurde 2001 in Betrieb genommen und beschäftigte zuletzt 61 Mitarbeiter. Neben Gipskartonplatten in unterschiedlichen Ausführungen liefert das Unternehmen auch Profile, Schrauben, Spachtel und sonstiges Zubehör. Für die Bereiche Qualität, Umwelt und Energie ist das Werk gemäß ISO 9001, 14001 und 50001 zertifiziert.
Wiewald GmbH, Leipzig
2019 feierte die Wiewald GmbH mit Sitz in Leipzig ihren 110. Geburtstag. Das Familienunternehmen mit insgesamt 14 Mitarbeitern begann seine Arbeit ehemals als Dorfschmiede. Im Laufe der Jahre wandelte man sich zum Stahl- und Fahrzeugbauer und ergänzte das Portfolio zur Wendezeit um die Bereiche Baumaschinen und Druckluft. Als Vertragshändler von Atlas Copco hat sich Wiewald inzwischen komplett auf das Thema Drucklufttechnik konzentriert. "Unser Fokus liegt heute auf der Planung und Installation stationärer Druckluftanlagen", beschreibt Wiewald-Geschäftsführerin Skadi Berger das Angebot. "Wir liefern alles vom Kolben- bis zum Schraubenkompressor, öleingespritzt und teilweise auch ölfrei. Dabei steht die Zufriedenheit unserer Kunden für uns immer an erster Stelle."
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