Druckluft-Leckagen Die Luft ist raus: Leckagen bekommen Pfeifverbot

Autor: Sariana Kunze

Rund 50 % kann laut der Deutschen Energieagentur (Dena) im Bereich Druckluft eingespart werden. Dieses Potenzial hat auch eine der modernsten Kraftzellstofffabriken Europas im thüringischen Blankenstein erkannt. Die Zellstoff- und Papierfabrik Rosenthal GmbH (ZPR) hat Druckluft-Leckagen den Kampf angesagt. Gemeinsam mit der Firma Mader konnten mehr als 200 Leckagenstellen identifiziert und so die Energieeffizienz erhöht werden.

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In der Küche erwünscht, in der Industrie verpönt. Leckagen in der Druckluft kosten Geld und belasten die Energiebilanz.
In der Küche erwünscht, in der Industrie verpönt. Leckagen in der Druckluft kosten Geld und belasten die Energiebilanz.
(Bild: © nikkytok - Fotolia)

In der 762-Seelen-Gemeinde Blankenstein steht eine Produktionsanlage der Superlative. Auf einem Firmenareal von 860.000 m2 werden jährlich 360.000 t Kraftzellstoff für die Papier- und Tissueindustrie erzeugt. Das Gelände wird durch eine zentrale Station mit Druckluft versorgt. Zwei 4 Kilometer lange Rohrleitungen aus Edelstahl verteilen die von 3 Turbokompressoren erzeugte Druckluft an rund 8.200 Stellglieder und Antriebe in die angrenzenden Produktionshallen. Dabei besteht immer die Gefahr von Druckluftverlust durch Leckagen. Schon früher war man sich bei Rosenthal der Auswirkungen von Leckagen bewusst. Thomas Herzog, verantwortlich für die Instandhaltung der betrieblichen Druckluftanlage und Bereichsingenieur für Zellstofferzeugung bei ZPR, erinnert sich: „Der langjährige Technische Leiter, der zwischenzeitlich in Rente ist, ließ in Produktionspausen schon immer ‚Hörtests‘ durchführen, um pfeifende Leckagen zu finden und diese zu beseitigen.“ Heute bedient man sich in der Kraftzellstofffabrik moderner Methoden. „Mit der Investition in drei Turbokompressoren mit jeweils 300 kW machten wir den ersten Schritt in Richtung zukunftsorientierte Druckluftversorgung“, erzählt Herzog. Sehr bald wurde klar, dass einer der 3 Kompressoren, der ursprünglich als Redundanz gedacht war, länger und häufiger im Einsatz war, als geplant. Der Verantwortliche entschied sich schließlich dazu, einen Dienstleister mit der professionellen Leckageortung zu beauftragen.

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Nach einigen Recherchen fiel die Wahl auf Mader GmbH & Co. KG, einem Druckluft- und Pneumatikspezialisten aus Leinfelden-Echterdingen, mit seinem Dienstleistungspaket Mader AirXpert. Mit dem Paket können verschiedene Stufen der Effizienzsteigerung herstellerunabhängig erzielt werden. Es handelt sich dabei um ein modular aufgebautes Dienstleistungsangebot, das die Bereiche Leckageortung, Energieeffizienz und Druckluftqualität umfasst. Zudem kann die Leckagenortung auch bei laufender Produktion durchgeführt werden. Für ZPR war entscheidend, dass neben der Ortung, Markierung und Dokumentation der Leckagen auch eine ausführliche wirtschaftliche Bewertung erfolgt. „Wir wollten zunächst eine Art Testlauf durchführen, um zu sehen, ob sich eine Ausweitung auf den gesamten Standort überhaupt lohnen würde“, erläutert Herzog.

Große Überraschung bei kleinem Testlauf

Thomas Warschburger, Produktmanager Drucklufttechnik von Mader, und Milan Stojkovic, Servicetechniker von Mader, waren 5 Tage mit der Suche, Dokumentation und Analyse von Leckagen mittels moderner Ultraschalltechnik beschäftigt, denn der „kleine“ Testlauf umfasste eine 4.000 qm2 große Produktionshalle. „Das riesige, stadtähnliche Firmengelände und die zum Teil in 60 m Höhe liegenden Messstellen waren schon etwas Besonderes“, erinnert sich Thomas Warschburger. Als besonders stellte sich auch das Ergebnis der Suche heraus: Die Spezialisten von Mader fanden mehr als 200 Leckagestellen, über die stündlich ein Druckluftvolumen von 343 m3 (343 000 l) verloren geht. „Diese Menge erzeugt etwa ein Kompressor mit 37 KW innerhalb einer Stunde. Anders ausgedrückt: Die CO2-Menge, die dabei ausgestoßen wird, entspricht der Emission eines VW Golf, der 26 Mal die Erde umrundet!“, erläutert Warschburger.

„Wir wussten, dass Leckagen zu finden sein würden, dass das Ausmaß aber so groß sein würde, hat uns alle überrascht“, gibt Thomas Herzog von ZPR zu. Als problematisch wurden die Stell- und Regelventile, von denen rund 5.400 zur Steuerung von Antrieben im Einsatz sind, eingestuft. „Untersucht wurden die Ventile in unterschiedlichen Regelpositionen. Es stellte sich heraus, dass Leckagen teilweise nur in bestimmten Ventilstellungen auftreten“, berichtet der Instandhalter. Als Ursache hierfür wurde der extreme Verschleiß der Dichtungen innerhalb der Ventile identifiziert. „Das hängt mit der ölfreien Instrumentenluft zusammen, die ZPR einsetzt, die Dichtungen werden dadurch schneller porös und undicht“, sagt Warschburger. „Eine Möglichkeit die Langlebigkeit der Dichtungen zu erhöhen, wäre der Einsatz von Druckluftölern an relevanten Positionen. Die Leckagerate könnte so längere Zeit niedrig gehalten werden.“ Darüber hinaus empfiehlt Warschburger in solchen Fällen die engmaschige Überwachung des Druckluftverbrauchs: „ZPR tut hier bereits sehr viel. An neuralgischen Punkten im Druckluftsystem sind stationäre Volumenstrommessgeräte eingebaut, die Aufschluss über Veränderungen im Druckluftverbrauch geben und somit schnelle Reaktionen z. B. bei plötzlich auftretenden Leckagen erlauben.“

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Instandhaltung beschäftigt 70 Personen

Der Erfolg des Test-Projekts spricht für sich und Thomas Herzog ist sich sicher: „Wir werden weitermachen! Immerhin wurde erst ein Bruchteil des gesamten Produktionsstandorts untersucht.“ Doch zunächst steht für ihn die Organisation der Leckagebeseitigung an der Tagesordnung, denn die soll sein Team selbst vornehmen: „Im Bereich der Instandhaltung sind allein 70 Personen beschäftigt, die Kapazität haben wir also“, erläutert Herzog. „Da wir die gefundenen Leckagen generell markieren und sehr genau dokumentieren, ist es auch für internes Personal kein Problem sie wiederzufinden und zu beseitigen“, sagt Warschburger.

Durch die bereits installierten Volumenstrommessgeräte kann ZPR zudem den Erfolg der Leckagebeseitigung genau kontrollieren und dokumentieren. „Eine prima Sache, gerade weil ZPR nach DIN EN ISO 14001 und 50001 zertifiziert ist und die Werte somit direkt in die Dokumentation für das Energie- und Umweltmanagementsystem einfließen können“, freut sich Warschburger über die Arbeitserleichterung.

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Über den Autor

 Sariana Kunze

Sariana Kunze

Fachredakteurin Automatisierung, Vogel Commnications Group GmbH & Co. KG