Silo-Konditionierung - IKB-Industrieplanung GmbH
Silo-Konditionierung - IKB-Industrieplanung GmbH
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<strong>IKB</strong> <strong>Industrieplanung</strong> <strong>GmbH</strong><br />
Nachtigallenstr. 15<br />
57589 Pracht<br />
Tel. 02682 95240<br />
Fax. 02682 952424<br />
<strong>IKB</strong> <strong>Industrieplanung</strong> <strong>GmbH</strong><br />
Verbundanlage für<br />
<strong>Silo</strong>konditionierung und<br />
Entstaubung von Zuckersilos<br />
info@ikb-planung.de<br />
www.ikb-planung.de
Verbundanlage | Zuckersilos<br />
Einleitung<br />
Zur Kampagne 2000 wurde im Werk Uelzen der<br />
Nordzucker AG eine neue Verbundanlage für die<br />
<strong>Konditionierung</strong> und die Förderwegeentstaubung<br />
der Weißzucker-<strong>Silo</strong>anlage in Betrieb genommen.<br />
Die Erfahrungen aus den vergangenen 2 Kampagnen<br />
haben gezeigt, dass die neue Anlage die gewünschten<br />
Anforderungen in vollem Umfang erfüllt.<br />
Abb. 1: Verbundanlage für <strong>Silo</strong>konditionierung und Entstaubung von Zuckersilos<br />
Vor der Umbaumaßnahme wurde die <strong>Silo</strong>anlage mit<br />
mehreren getrennten <strong>Konditionierung</strong>sanlagen und<br />
Entstaubungsfiltern betrieben:<br />
Die Entstaubung der Förderwege wurde nicht nach<br />
Betriebszustand sondern komplett durchgeführt.<br />
<strong>IKB</strong> <strong>Industrieplanung</strong> <strong>GmbH</strong> - Stand 2008<br />
<strong>IKB</strong> <strong>Industrieplanung</strong> <strong>GmbH</strong><br />
Es wurden also auch Bänder entstaubt, die keinen<br />
Zucker führten. Die Entstaubungsluft wurde nach den<br />
Filtern nach außen abgeführt. Die abgesaugten Luftmengen<br />
ergänzten sich durch Falschluft über Fenster<br />
und Türen. Diese musste natürlich zusätzlich erwärmt<br />
werden. Ferner führte die Tatsache, dass die<br />
Altanlagen nicht mehr am Auslegungspunkt betrieben<br />
werden konnten, zu unbefriedigenden Zuständen<br />
in den <strong>Silo</strong>kellern und <strong>Silo</strong>domen, mit hohen Staubmengen<br />
und Staubablagerungen, die einen erhöhten<br />
Reinigungsaufwand erforderten.<br />
Die vorhandenen <strong>Silo</strong>-<strong>Konditionierung</strong>sanlagen gabenmit<br />
entsprechenden Wärmeverlusten die gesamte<br />
Luftmenge über Auslässe in den <strong>Silo</strong>dächern ins Freie<br />
ab. Eine zuverlässige Luftmengenregelung war bei<br />
den teilweise über 25 Jahre alten <strong>Konditionierung</strong>s-<br />
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Verbundanlage | Zuckersilos<br />
anlagen nicht möglich. Die <strong>Konditionierung</strong>sluft<br />
konnte lediglich erwärmt werden. Ein Feuchtigkeitsregelung<br />
war nicht möglich. Insgesamt entsprachen<br />
sowohl die Entstaubungs- als auch die <strong>Konditionierung</strong>sanlagen<br />
nicht mehr dem Stand der Technik.<br />
Ein weiterer Grund für die Erneuerung der Anlagen<br />
war, dass der Standort des neu zu errichtenden<br />
Zucker-<strong>Silo</strong>s 8 auf der Fläche der alten Siebstation<br />
lag. Da der Hauptteil der Aggregate und der Steuerungstechnik<br />
in der alten Siebstation untergebracht<br />
waren, machte der notwendige Abriss der Station<br />
unter anderem eine Standortänderung der Entstaubungs-und<br />
<strong>Konditionierung</strong>sanlagen notwendig. Um<br />
eine Entstaubung der Förderwege auch während der<br />
Bauarbeiten zu gewährleisten, musste vor dem Abriss<br />
des alten Siebgebäudes die alte Technik ersetzt und<br />
dafür ein neues Betriebsgebäude errichtet werden.<br />
Die vorgegebenen Ziele für dir neuen Verbundanlagen<br />
waren :<br />
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»<br />
»<br />
»<br />
optimale Entstaubung<br />
zuverlässige <strong>Konditionierung</strong> mit Absoluttrocknung<br />
für die <strong>Silo</strong>s 1-6 und 8. (Das <strong>Silo</strong> 7 hat eine separate<br />
moderne <strong>Konditionierung</strong>sanlage und musste<br />
nicht mit berücksichtigt werden)<br />
energiewirtschaftliche Lösung durch ein Rückluftsystem<br />
kostengünstige Lösung<br />
Betriebsgebäude<br />
Das neue zentrale Betriebsgebäude wurde an der<br />
Stelle des vorhandenen Betriebsgebäudes für die<br />
<strong>Konditionierung</strong> der <strong>Silo</strong>s 1, 2, 3 und 4 errichtet.<br />
Durch diesen Standort konnte ein Teil der alten<br />
Leitungswege bzw. Trassenführungen der <strong>Konditionierung</strong><br />
für die <strong>Silo</strong>s 1-6 wieder genutzt werden. Das<br />
zentrale Betriebsgebäude ist in Stahlskelettkonstruktion<br />
in 2 Etagen hergestellt. In der unteren Etage sind<br />
die Schaltanlagen für die <strong>Konditionierung</strong>, Entstaubung,<br />
Fördertechnik und Haustechnik aufgestellt, sowie<br />
die Ventilatoren der <strong>Silo</strong>konditionierung und der<br />
<strong>IKB</strong> <strong>Industrieplanung</strong> <strong>GmbH</strong> - Stand 2008<br />
<strong>IKB</strong> <strong>Industrieplanung</strong> <strong>GmbH</strong><br />
Entstaubungsfilter. In der oberen Etage befindet sich<br />
das Klimagerät für die <strong>Konditionierung</strong>sluft und die<br />
Rohranschlüsse zu den <strong>Silo</strong>domen. Außerdem stehen<br />
hier die beiden Filter für die Förderwegeentstaubung<br />
und für die Entstaubung der <strong>Konditionierung</strong>srückluft<br />
und der Taschenfilter einer Bodenentstaubungsanlage<br />
sowie die Heizungsanlage für die begehbaren <strong>Silo</strong>bereiche.<br />
Verbundanlage 1:<br />
<strong>Silo</strong>-<strong>Konditionierung</strong><br />
Das Konzept der <strong>Konditionierung</strong> für die <strong>Silo</strong>s 1-6<br />
und 8 ist eine Luft-Verbundanlage. Diese besteht aus<br />
einem zentralen Klimagerät, je einem Zuluftventilator<br />
für jedes <strong>Silo</strong> und einem Filter für die Entstaubung<br />
der <strong>Konditionierung</strong>srückluft. Die Ziele waren<br />
freilaufenden Zucker zu erhalten und der sparsame<br />
Einsatz von Energie.<br />
Rahmenbedingung war, dass zur gleichen Zeit maximal<br />
4 <strong>Silo</strong>s konditioniert werden müssen:<br />
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»<br />
2 <strong>Silo</strong>s während der Befüllung (WZ1+WZ2)<br />
2 <strong>Silo</strong>s werden vor dem Befüllvorgang (WZ1+WZ2)<br />
angewärmt oder nach Abschluss der Befüllung<br />
nachkonditioniert.<br />
Die <strong>Silo</strong>s 1-6 und <strong>Silo</strong> 8 haben ein Gesamtvolumen von<br />
ca. 200.000 m³. Bei ungünstigster <strong>Silo</strong>wahl werden in<br />
Summe maximal 40.000 m³/h konditionierte Luft<br />
benötigt. Vom zentralen Klimagerät wird von einem<br />
Sammler aus jedes <strong>Silo</strong> nach Bedarf separat über<br />
seinen FU-geregelte Ventilatoren mit konditionierter<br />
Luft versorgt. Abweichung vom Luftmengen-Sollwert<br />
z.B. durch eine veränderte Kornverteilung des eingefüllten<br />
Zuckers oder den steigenden Gegendruck<br />
durch die wachsende Zuckersäule bei der Befüllung,<br />
werden vom System erkannt und ausgeglichen. Die<br />
über Luftkanäle in den <strong>Silo</strong>boden eingebrachte konditionierte<br />
Luft wird am <strong>Silo</strong>dom ü ber Rohrleitungen<br />
wieder vom Ventilator des zentralen Filters für die<br />
<strong>Konditionierung</strong>srückluft wieder abgesaugt. Zur Reduzierung<br />
der Staubentwicklung beim Befüllvorgang<br />
wird ü ber die Absaugung ein geringer Unterdruck<br />
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Verbundanlage | Zuckersilos<br />
Abb. 2: Schema Weißzucker-<strong>Silo</strong>konditionierung<br />
im <strong>Silo</strong>inneren eingestellt. Die gefilterte Luft wird<br />
dem zentralen Klimagerät (Absoluttrocknung und<br />
Anwärmung) wieder zugeführt und von diesem für<br />
die <strong>Konditionierung</strong> erneut aufbereitet. Dabei verhindert<br />
eine permanente Frischluftzumischung von 20 %<br />
sicher die Aufkonzentration zuckertypischer Aromen.<br />
Zusätzlich zu den von der ZBG und dem VDI vorgeschriebenen<br />
Staubexplosionsschutzmaßnahmen, wie<br />
z.B. der 1,3-und 10-bar Druckstoßfestigkeit der Anlagen<br />
und der Ausrüstung mit Berstscheiben, sind die<br />
<strong>Silo</strong>s mit mechanischen und regelungstechnischen<br />
Über-und Unterdrucksicherungen sowie der Filter mit<br />
einer Staubleckagenwarnanlage ausgerüstet.<br />
<strong>IKB</strong> <strong>Industrieplanung</strong> <strong>GmbH</strong> - Stand 2008<br />
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Verbundanlage 2 – Entstaubung<br />
der Fördertechnik<br />
Das Konzept der Fördertechnik-Entstaubung sieht die<br />
gleichzeitige <strong>Silo</strong>befüllung und <strong>Silo</strong>entleerung vor. In<br />
der Kampagne werden zur gleichen Zeit die Qualitäten<br />
WZ1 und WZ2 produziert und aus wieder anderen<br />
<strong>Silo</strong>s WZ 1 und WZ 2 entnommen. Dies bedeutet,<br />
es sind je Qualität ein Förderstrang „Einlagerung“<br />
und ein Fö rderstrang „Auslagerung“ zur gleichen<br />
Zeit in Betrieb. Die Förderwegeentstaubung ist dazu<br />
vorgesehen, die staubhaltige Luft an Über-und Aufgabestellen<br />
der Fördertechnik zu erfassen, die Luft<br />
zu reinigen und die gereinigte Luft wieder in den Bereich<br />
der <strong>Silo</strong>-Keller und <strong>Silo</strong>-Dome zurückzuführen.<br />
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Verbundanlage | Zuckersilos<br />
Während der Kampagne müssen folgende Teilsysteme<br />
entstaubt werden:<br />
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1 <strong>Silo</strong> WZ 1 -Befüllung<br />
1 <strong>Silo</strong> WZ 2 -Befüllung<br />
1 <strong>Silo</strong> WZ 1 -Entleerung<br />
1 <strong>Silo</strong> WZ 2 -Entleerung<br />
Maximal erforderliche Gesamtluftmenge:<br />
»<br />
42.200 m³/h<br />
Außerhalb der Kampagne müssen die Absaugstellen<br />
der <strong>Silo</strong>befüllung nicht entstaubt werden.<br />
Folgende Teilbereiche müssen in dieser Zeit entstaubt:<br />
»<br />
»<br />
1 <strong>Silo</strong> WZ 1 -Entleerung<br />
1 <strong>Silo</strong> WZ 2 -Entleerung<br />
Abb. 3: Schema Förderwege-Entstaubung<br />
<strong>IKB</strong> <strong>Industrieplanung</strong> <strong>GmbH</strong> - Stand 2008<br />
und zeitweise zusätzlich:<br />
»<br />
»<br />
1 <strong>Silo</strong> WZ 1 -Restentleerung<br />
2 <strong>Silo</strong> WZ 2 -Restentleerung<br />
<strong>IKB</strong> <strong>Industrieplanung</strong> <strong>GmbH</strong><br />
Maximal erforderliche Gesamtluftmenge:<br />
»<br />
40.250 m³/h<br />
Die neue Entstaubungsanlage wurde gemäß den oben<br />
genannten Anforderungen für eine Gesamtluftmenge<br />
von 45.000 m³/h ausgelegt. Bei gleichzeitigem Betrieb<br />
aller vorhandenen Entstaubungsstellen über ein<br />
Sammelrohrleitungssystem wäre eine Luftmenge von<br />
mindestens 84.600 m³/h erforderlich!<br />
Der Filter ist ein Schlauchfilter mit frequenzgeregeltem<br />
Ventiltor. Die Entstaubungsstränge der einzelnen<br />
<strong>Silo</strong>s werden nach Bedarf über pneumatische Klappen<br />
geöffnet oder geschlossen, so dass nur der tatsächlich<br />
in Betrieb befindliche Anlagenteil zur Entstau-<br />
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Verbundanlage | Zuckersilos<br />
bung geöffnet ist. Für den Fall, dass nur ein Rohrleitungsstrang<br />
entstaubt werden mußweil nur ein<br />
<strong>Silo</strong>weg in Betrieb ist, und durch die verringerte<br />
Luftmenge die Strömungsgeschwindigkeit in der<br />
Hauptleitung zum Filter unter 18 m/s absinkt,<br />
werden automatisch die Absperrklappen aller Rohrleitungsstränge<br />
soweit geöffnet, bis die Gesamtluftmenge<br />
wieder so großist, dass die 18 m/s eingehalten<br />
werden. Die Regelung erfolgt über eine einfache<br />
Differenzdruckmessung in der Hauptleitung. Die<br />
entstaubte Luft mit einem Reststaubgehalt von < 1<br />
mg/m³ wird komplett in den Bereich der <strong>Silo</strong>keller<br />
und <strong>Silo</strong>dome zur Kompensation der abgesaugten<br />
Luftmengen zurückgeführt, um die Energieverluste<br />
durch das sonst nötige Nachströmen kalter Außenluft<br />
zu reduzieren.<br />
Abb. 4: Sammelleitungsverteiler mit den Abgängen der einzelnen<br />
Entstaubungsstränge<br />
Auch diese Anlage wurde mit den von der ZBG und<br />
dem VDI vorgeschriebenen Staubexplosionsschutzmaßnahmen<br />
ausgerüstet. Zur Vermeidung von<br />
Staubkontaminationen bei Filterleckagen durch die<br />
Rückluft zu den Gebäuden, wurde auch hier eine<br />
Leckwarnanlage installiert.<br />
<strong>IKB</strong> <strong>Industrieplanung</strong> <strong>GmbH</strong> - Stand 2008<br />
<strong>IKB</strong> <strong>Industrieplanung</strong> <strong>GmbH</strong><br />
Schlusswort<br />
Nach der Inbetriebnahme waren noch Einstellungsarbeiten<br />
erforderlich, um ein stabiles Gesamtsystem zu<br />
erhalten. Die <strong>Konditionierung</strong>sergebnisse der ersten<br />
Kampagne waren aber sowohl im neuen <strong>Silo</strong> 8, als<br />
auch in den Altsilos sehr gut. Die Investitionskosten<br />
für die Verbundanlage waren deutlich geringer als<br />
der Einsatz einzelner Konditioniergeräte für jedes<br />
einzelne <strong>Silo</strong>, mit entsprechender Entstaubung. Durch<br />
die Reduzierung auf lediglich eine Konditionieranlage<br />
und einen Entstaubungsfilter sind auch deutliche<br />
Einsparungen bei der Instandhaltung zu erwarten.<br />
Die neue Entstaubungsanlage der Fördertechnik hat<br />
die gesteckten Ziele erreicht. Die Entstaubungsergebnisse<br />
im <strong>Silo</strong>keller und in den <strong>Silo</strong>dombereichen sind<br />
erheblich verbessert worden, der Staubanfall hat sich<br />
drastisch reduziert. Die bedarfsgerechte Zuschaltung<br />
von Entstaubungssträngen und die damit verbundenen<br />
erhebliche Verkleinerung des Filters hat auch<br />
hier eine Kosteneinsparung ermöglicht.<br />
Dr. Matthias Böker, Nordzucker Werk Uelzen<br />
Dr. Peter-Dirk Bergerhoff, <strong>IKB</strong> <strong>Industrieplanung</strong> <strong>GmbH</strong>,<br />
Pracht<br />
<strong>IKB</strong> Industreieplanung <strong>GmbH</strong><br />
Nachtigallenstr.15, 57589 Pracht<br />
Tel. 02682 95 24 0 | Fax. 02682 95 24 24<br />
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