Gebläsetechnik macht moderne Zementwerke leistungsfähiger

Bessere Wirkungsgrade durch zweistufige Radialventilatoren mit bis zu 400 kW Antriebsleistung.

Dass Flammen zur Entfachung einer optimalen thermischen Wirkung eine dosierte Luftzufuhr benötigen, wussten bereits die Schmiede im klassischen Altertum. Aber auch in modernen Zementwerken ist thermische Energie ein funktionales und gesamtwirtschaftliches Kriterium des Produktionsprozesses. Der steigende Einsatz von Sekundärbrennstoffen führte hier zur Einführung neuer Brennertechnologien.

Wie sich deren Gesamtwirkungsgrade und Leistungsbilanzen durch innovative Lufttechnik noch verbessern lassen, haben nun Ingenieure der Ventilatorenfabrik Oelde (Venti-Oelde) herausgefunden. Ihr Wissen verdanken sie der Auswertung spezifischer Betriebsdaten und der Finite-Elemente-Analyse.

Ökonomisch ökologisch

Alternativbrennstoffe gewinnen in der Zementindustrie zunehmend an Bedeutung. Durch den Einsatz von Abfällen als Sekundärbrennstoffe lassen sich deren Wärmeinhalte nutzen und fossile Brennstoffvorkommen schonen. Die Substituierung der Deponierung gilt als vorteilhaft. In verschiedenen Studien wurde ermittelt, dass der Sekundärbrennstoffeinsatz sogar im Hinblick auf den Klimaschutz positiv zu bewerten ist.

Technologie-Effizienz

Durch die Vielzahl der zum Einsatz kommenden Sekundärbrennstoffe steigen allerdings die Anforderungen an die Prozesstechnologien immens. Moderne Brenner sollen feste, flüssige, staubförmige Stoffe und Vermischungen rückstandsfrei verbrennen können. Zur Erzeugung entsprechend straffer und gebündelter Flammen und zur Vermeidung von Temperaturspitzen durch außerhalb der Flamme verbrennender Partikel sind entsprechende Luftführungen, Luftkanäle sowie Luft generell bzw. entsprechend leistungsfähige Gebläse unverzichtbar.

Dabei lassen sich die hohen Drücke bei verhältnismäßig geringen Volumenströmen nicht mit Standard- oder Schubladenlösungen beherrschen. Denn die für die angepassten Luftströme und Drücke bis 430 mbar erforderliche Technik soll die im Dauerbetrieb vom Brenner benötigte Verbrennungsluft möglichst kostengünstig erzeugen bzw. liefern.

Finite-Elemente-Analysen in Kombination mit Messwerten aus dem Langzeitbetrieb unterschiedlicher Gebläse lieferten letztendlich die Basis für die Entwicklung und Produktion der neuen Luftaggregate. Deren Realverhalten unter den extremen Einsatzbelastungen musste sich in praktischen Anwendungen erst behaupten bzw. bewähren.

Einfach ist besser

Herkömmliche Lösungsansätze, zum Beispiel mit Drehkolbengebläsen, erwiesen sich als regelungstechnisch zu anspruchsvoll und zu voluminös. Ventilatoren sind einfacher, kompakter, fertigungstechnisch mit modernen Anlagen wirtschaftlich günstig produzierbar, schwingungstechnisch beherrschbar, unproblematisch über Drehzahl und Klappen zu regeln und bieten eine stabile Kennlinie über weite Leistungsbereiche.Venti substituiert auf diese Weise bisherige Zweistufengebläse mit Doppelmotorisierung sowie die klassischen Drehkolbengebläse durch neue zweistufige Radialventilatoren mit mittig angeordnetem Zentralantrieb. Vorrangiges Ziel des Engineerings war neben der Betriebskosten- und Volumenreduktion die Erreichung höchster Betriebssicherheit – trotz der immens hohen Krafteinwirkungen und Belastungen. In Langzeiterfassungen gesammelte Betriebsdaten wurden daher zunächst in Kombination und Relation zu konstruktiv über Finite-Elemente-Analysen optimierte Bauteile, Wandstärken und Werkstoffkombinationen gesetzt.

Danach galt es, über entsprechende Feldversuche die Grenzbereiche zwischen wirtschaftlich Wünschenswertem und funktional Notwendigem abzustecken. Das Ergebnis: Ein zentraler Regelmotor mit zwei Wellenenden, zwei Spiralgehäuse und zwei konstruktiv sowie werkstoffspezifisch optimierte Laufräder bilden nun die Basiseinheit der neuen Lüfteranlagen. Nicht nur kürzere Rohrleitungen und ein besserer Massenausgleich dank Schwingungsreduktion resultieren daraus. Weitere Vorteile entstehen über die stabile Kennlinie, die Vereinfachung von Steuerungs- und Regelungstechnik, den verringerten Platzbedarf sowie aus Kosteneinsparungen von nahezu 30 Prozent.

Weltweit effektiv

Die Volumenströme zwischen 5.000 und 20.000 m³/h erzeugen langzeiterprobte Regelmotoren bis 400 kW. Sonstige Anpassungen an individuelle Kundenspezifikationen sind mithilfe des Venti-Modularsystems möglich. Landes- oder firmentypisch präferierte Leistungskomponenten vor Ort ansässiger Hersteller (Steuerungen, Regelungen, Frequenzumformer, Regelmotoren etc.) können gleichfalls – nach erfolgreicher Prüfung und konstruktiver Abstimmung – genutzt werden. Trotz der Flexibilität des Gesamtkonzeptes sind maximale Wirkungsgrade, minimale Kosten, Umweltschonung und ein ganzjähriger Dauerbetrieb zu gewährleisten. Denn Produktivität bzw. ergebnis- und qualitätsentscheidende Zuverlässigkeit (Prozesssicherheit) ist in allen Zementwerken auf unserem Globus oberster Grundsatz, dem auch alle technischen Aggregate unterliegen.

www.venti-oelde.de

Kompakter Hochleistungsradialventilator ZHRV
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