Am Standort Cernay produziert Endress+Hauser magnetisch-induktive Durchflussmessgeräte, die kontinuierliche Durchflüsse, das Abfüllen und Dosieren sowie Anwendungen im Eichverkehr erfassen und überwachen. Auch Vortex-Durchflussmessgeräte zur Messung des Volumenstroms von Flüssigkeiten, Gasen und Dampf werden hier hergestellt. Druckluft wird in verschiedenen Fertigungsschritten verwendet – in der Metallisierung, in Autoklaven, an den Montagelinien sowie in weiteren Prozessen, die eine Ansteuerung erfordern. „Die Druckluft kommt direkt mit unseren Produkten in Berührung,“ erläutert Erwin Lenhardt, Senior Expert Buildings. Deshalb sei eine Druckluft-Klasse gemäß ISO8573-1 mit einem Mindestvolumenstrom und dem bestmöglichen Verhältnis Wh/m3 für die gesamte Anlage notwendig. Ursprünglich war eine Druckluftanlage mit vier Kompressoren in drei verschiedenen Räumen installiert. Hohe Betriebskosten waren die Folge. Optimierungsbedarf bestand zudem bei den Komponenten, die nicht mehr den Leistungsanforderungen entsprachen und sehr wartungsintensiv waren. Lenhardt: „Außerdem wollten wir ein Tool zur Kontrolle und Leistungsüberwachung des Energieverbrauchs.“ Vor diesem Hintergrund bot ein Neubau im Zuge der Standorterweiterung den Anlass, auch die Druckluftanlage zu erneuern.
Klar definierte Anforderungen
Die Projektverantwortlichen definierten einen Anforderungskatalog für die modernisierte Druckluftanlage: Zunächst sollten alle Apparate in einem zentralen Raum zusammengelegt werden. Die Druckluftaufbereitung der neuen Anlage musste dauerhaft und zuverlässig eine Druckluftqualität der Klasse 1:3:2 gemäß ISO8573-1 erreichen und gleichzeitig die Betriebskosten senken. Weiterhin erforderten vor Ort geltende Umweltstandards eine langfristige Lösung für die Aufbereitung des Kondensats aus dem Druckluftnetz. Zudem war ein System gefragt, das eine Überwachungs-Schnittstelle vom Typ GTC ermöglicht, um die Druckluftqualität sowie Parameter wie bspw. Verbrauch, Durchfluss, Druck, Restölgehalt und Luftfeuchtigkeit in Echtzeit zu visualisieren.
Vor-Ort-Analyse
Endress+Hauser hatte Engie Solutions mit der HLK-Planung des Neubaus beauftragt. In dem Zusammenhang wurde das Unternehmen auch wegen der Erneuerung der Druckluftanlage einbezogen. Die Experten wiederum empfahlen Beko Technologies als Partner für eine effiziente Druckluftaufbereitung. Um eine Vorstellung von den tatsächlichen Bedürfnissen des Standorts zu bekommen, wurde gemeinsam mit Beko Technologies eine Vor-Ort-Analyse der Durchfluss- und Druckmesser in den Bereichen der Lufterzeugung durchgeführt. Die Messinstrumente wurden an die Kompressoren gekoppelt, um den genauen Energieverbrauch in Wh aufzunehmen. Ziel war zudem, den tatsächlichen Volumenstrom des Standorts zu analysieren und nach Möglichkeiten zu suchen, die Anlage auch langfristig zu optimieren.
Neukonzeption der Druckluftanlage
Engie Solutions und Beko Technologies konzipierten eine Gesamtlösung: Die Drucklufterzeugung sollen jetzt drei Kompressoren mit 132kW Leistung inklusive Wärmerückgewinnung für die Erwärmung des Trinkwassers und die Raumheizung leisten. Die maßgeschneiderte Druckluftaufbereitung integriert eine Vorkühlung bestehend aus einem Luft-Wasser-Wärmetauscher kombiniert mit einem Zyklonabscheider und einem elektronisch niveaugeregelten Kondensatableiter Bekomat von Beko Technologies. Der leitet das anfallende Kondensat ohne Druckluftverlust ab. Der integrierte kapazitive Sensor, die intelligente Elektronik für mengenangepasste Kondensatableitung und die Vorsteuerung des Magnetventils ermöglichen das. Den Komponenten vor- und nachgeschaltet sind jeweils Clearpoint Filter mit einem Tropfenabscheider, einem Ölabscheider, zwei Aktivkohlefiltern und zwei Oil-Free-Staubfiltern. Die Trocknung der großen Volumenströme leisten anschließend zwei warmregenerierende Adsorptionstrockner Everdry Fra-V Plus. Hier erfolgt die Desorption im Druckbetrieb mit erhitzter Gebläseluft im Gegenstrom zur Adsorptionsrichtung und die Kühlung im Vakuumbetrieb mittels Gebläseluft im Gleichstrom. So wird Druckverlust für die Regeneration verhindert.
Messtechnik für die Qualitätskontrolle
Über die Qualität der so aufbereiteten Druckluft wachen ebenfalls Systeme von Beko Technologies. So kontrolliert das Monitoring-System Metpoint OCV Compact die Druckluft permanent auf ihren Restöldampfgehalt. Zur Visualisierung überträgt ein Datenlogger Metpoint BDL die Prozessdaten in übersichtliche Statistiken und Grafiken. Auch die von Endress+Hauser gewünschte langfristige Lösung für die Kondensataufbereitung wurde gefunden: Die Emulsionsspaltanlage Bekosplit trennt selbst stabile Emulsionen und ermöglicht eine ökonomische Aufbereitung der Kondensate. Wasserunlösliche organische Stoffe sowie eine Vielzahl von Feststoffverunreinigungen werden zuverlässig aus dem Wasser entfernt. Das abfließende Wasser kann belastungsfrei in die Kanalisation eingeleitet werden.
Verbesserte Druckluftqualität
„Die Anlagenkonzeption entsprach genau unserem Lastenheft und ermöglicht die Nutzung der aus den Kompressoren zurückgewonnenen Energie“, sagt Lenhardt. Auch die Umstellung von Kältetrocknern mit einem Drucktaupunkt von +4°C auf Adsorptionstrockner mit einem Drucktaupunkt von -40°C und mehr sei die ideale Lösung für die Druckluftaufbereitung. Denn sie garantiert eine bessere Druckluftqualität für den Prozess sowie eine Betriebskostenreduzierung. Der Leistungsumfang von Beko Technologies umfasste neben der Vor-Ort-Analyse das Engineering der Druckluftaufbereitung nach Kundenspezifikationen, die technische Konzeption der Anlage und die Lieferung und Montage. Nach einer Corona-bedingten Verzögerung wurde die neue Druckluftanlage im Mai 2020 in Betrieb genommen – und funktioniert seitdem einwandfrei. „Die erzeugte Druckluft entspricht jetzt der Klasse 1:2:1 gemäß ISO8573-1 und übertrifft damit sogar die ursprünglich von uns geforderte Klasse 1:3:2“, berichtet Lenhardt. Die beiden Adsorptionstrockner Everdry Fra-V Plus 1 400 arbeiten mit Halbzyklen zwischen 75 und 96 Stunden und einem Drucktaupunkt von etwa -61°C bei einem durchschnittlichen Verhältnis von 3,5Wh/m3.
Monitoringsystem
Zur Ergänzung der neuen Druckluftzentrale wurde ein Monitoringsystem installiert und über eine Modbus-Schnittstelle angeschlossen. So können die Messwerte an die Gebäude-Leittechnik bzw. an das zentrale Gebäudemanagement-System übertragen werden. Die vom Datenlogger Metpoint BDL gesammelten Messwerte werden über die Modbus-Schnittstelle übermittelt. Die Adsorptionstrockner sowie die Emulsionsspaltanlage Bekosplit sind direkt mit dem zentralen Gebäudemanagement-System von Endress+Hauser verbunden, sodass alle Parameter online kontrolliert werden können. Die Optimierung mit dem systematischen Vorgehen ist ein erster Schritt, um die angestrebte Zertifizierung des Standortes nach ISO50001 zu erhalten. Und durch die Zentralisierung der Druckluftanlage in einem Raum konnten auch die Betriebskosten deutlich gesenkt werden.
