Anwendungsbeispiel für luftgelagerte Turbogebläse in der Zementindustrie
Für eine hochwertige Entwicklung der Zementindustrie ist die Senkung des Energieverbrauchs ein wichtiger Baustein. Derzeit sind in Zementwerken überwiegend Drehkolbengebläse (Roots) und herkömmliche Radialgebläse im Einsatz; ihre Nachteile sind hoher Energieverbrauch, hoher Lärmpegel sowie häufige und teure Instandhaltung. Das luftgelagerte Turbogebläse löst diese Probleme wirksam. Im Folgenden wird die energetische Gebläsesanierung in einem Zementwerk untersucht:
3.1 Betriebszustand des ursprünglichen Drehkolbengebläses
Das ursprüngliche Drehkolbengebläse war lange im Einsatz; sein Wirkungsgrad nahm allmählich ab, die Störanfälligkeit zu. Bei einem Betriebsdruck von 31 kPa vor Ort betrug die tatsächliche Leistungsaufnahme des Drehkolbengebläses 142 kW, der Geräuschpegel 110 dB. Als der Betreiber die Kapazität erhöhte und der Druck auf 35 kPa steigen musste, konnte das Drehkolbengebläse den Bedarf nicht mehr decken.
Typenschilddaten des Drehkolbengebläses, Tabelle 2
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Einsatzstelle
Gebläsebauart
Volumenstrom laut Typenschild
m³/min
Druck laut Typenschild
kPa
Leistung laut Typenschild
kW
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Primärluftgebläse am Ofenkopf
Drehkolbengebläse (Roots)
169
29,4
132
3.2 Sanierungskonzept
Unter der Voraussetzung, dass der höchste Betriebsdruck gedeckt wird, wurde ein luftgelagertes Turbogebläse mit 132 kW als Ersatz für das ursprüngliche Drehkolbengebläse gewählt; dieses kann als Reservegebläse dienen.
Typenschilddaten des luftgelagerten Turbogebläses, Tabelle 3
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Einsatzstelle
Gebläsebauart
Volumenstrom laut Typenschild
m³/min
Druck laut Typenschild
kPa
Leistung laut Typenschild
kW
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Primärluftgebläse am Ofenkopf
Luftgelagertes Turbogebläse
175
40
132
3.3 Ergebnis der Sanierung
Den Vergleich der Daten vor und nach der Gebläsesanierung zeigt Tabelle 4.
Vergleich der Daten vor und nach der Gebläsesanierung, Tabelle 4
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Nr.
Gebläsetyp
Betriebsdruck
kPa
Volumenstrom im Betrieb
m³/min
Leistungsaufnahme im Betrieb
kW
Spezifischer Energieverbrauch
kWh/m³
Stromeinsparung
%
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1
Drehkolbengebläse (Roots)
31
169
142
0,014
28,5
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2
Luftgelagertes Turbogebläse
31
169
105
0,01
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|
1
Drehkolbengebläse (Roots)
35
169
deckt den Bedarf nicht
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2
Luftgelagertes Turbogebläse
35
169
123
0,012
(1) Wirtschaftlicher Nutzen
1) Stromkosten: Gegenüber dem ursprünglichen Drehkolbengebläse spart das luftgelagerte Turbogebläse 37 kW je Stunde, eine Stromeinsparung von 28,5 %. Pro Jahr werden 266.400 kWh eingespart (7200 h/a); die gesamte Stromkostenersparnis beträgt 146.520 Yuan (0,55 Yuan/kWh).
2) Wartungskosten: Das ursprüngliche Drehkolbengebläse musste regelmäßig überholt werden, Schmieröl und Wälzlager waren zu wechseln; einschließlich Arbeitskosten lagen die Wartungskosten bei durchschnittlich 2000 Yuan pro Jahr. Beim luftgelagerten Turbogebläse beschränkt sich die Wartung auf das Reinigen oder Wechseln der Filtermatte; die Wartungskosten liegen bei höchstens 700 Yuan pro Jahr.
(2) Gesellschaftlicher Nutzen: Der Geräuschpegel vor Ort sank von 110 dB auf 75 dB; die Arbeitsumgebung hat sich erheblich verbessert, und auch der Lärm auf dem Werksgelände ging entsprechend zurück.
5 Fazit
(1) Das luftgelagerte Turbogebläse ist energiesparend und umweltschonend, geräusch- und vibrationsarm, kommt ohne Schmieröl aus und ist wartungsfrei. Zugleich ist die Anlage klein, hoch automatisiert und leicht zu installieren und zu bedienen; sie eignet sich sehr gut für den Einsatz in Zementwerken und für Sanierungen zur Energieeinsparung.
(2) Die Anschaffungskosten eines luftgelagerten Turbogebläses sind höher als die herkömmlicher Gebläse, doch die jährlich eingesparte Energie gleicht die Abschreibung dieser Kosten mehr als aus; allein durch die Energieeinsparung amortisiert sich die Investition innerhalb von 2 Jahren. In der Zementindustrie bestehen breite Einsatzmöglichkeiten.