Hier wird kein Geld zum Fenster hinausgeworfen
Effizientes Dampfkesselsystem für Beck + Heun
Das Unternehmen
Die Beck + Heun GmbH ist ein führender Hersteller von Rollladenkästen und entwickelt zukunftsweisende Lösungen rund um das Fenster. Mit seinen innovativen Produkten erhöht das Familienunternehmen die Energieeffizienz von Gebäuden nachhaltig und leistet somit einen aktiven Beitrag zum Klimaschutz. Neben der Zentrale im hessischen Mengerskirchen ist Beck + Heun mit zwei Niederlassungen in Altmünster und Erfurt vertreten.
Das Projekt
Beck + Heun modernisierte seinen Maschinenpark mit dem Ziel, die Produktionskapazitäten um 25 % zu steigern. Gleichzeitig hatte das Unternehmen den Wunsch, die Energieversorgung effizienter zu gestalten und ressourcenschonender zu produzieren. Bosch Industriekessel hat gemeinsam mit dem Anlagenbauer Ago AG Energie + Anlagen die neue Dampfkesselanlage am Standort Mengerskirchen umgesetzt. Mit Hilfe von Dampf wird bei Beck + Heun Polystyrol-Granulat vorgeschäumt, das später zu Rollladenkastenschalen weiterverarbeitet wird. Eine zusätzliche Vorschäum-Anlage hat den Bedarf an Prozesswärme entsprechend erhöht. Daher wurde das neue Energiesystem mit zwei Dampfkesseln UL-S auf eine Spitzenlast von 8 t/h Dampf ausgelegt. Die vorherige Prozesswärmeerzeugung bestand aus drei Kesseln mit einer Gesamtleistung von 5,5 t/h Dampf, der älteste Kessel stammte aus den siebziger Jahren. Die Lieferung der anschlussfertigen Kessel und vormontierten Komponenten ermöglichten dem ausführenden Unternehmen Ago die reibungslose Installation der Gesamtanlage. Weiterhin war eine schnelle Inbetriebnahme durch den Bosch-Kundendienst dank der vorkonfigurierten und getesteten Steuerung möglich. Alle Arbeiten konnten während des laufenden Betriebs ohne Unterbrechung der Produktion realisiert werden.
Im Vergleich zur vorherigen Dampferzeugung hat sich die Effizienz der Gesamtanlage um rund 20 % verbessert
Einblicke in unsere Technik
Werfen Sie einen Blick hinter die Kulissen. In diesem Video zeigen wir Ihnen unsere hochwertigen Industriekessel und Systemkomponenten aus nächster Nähe.
Wasserqualität entscheidend
Nach Enthärtung und Entsalzung ist die thermische Entgasung von Zusatzwasser ein wichtiger Prozess, um Kessel und Komponenten vor Korrosion zu schützen und eine lange Anlagenlebensdauer zu gewährleisten. Dabei wird Zusatzwasser mittels Dampf auf 103 °C erhitzt. Mit zunehmender Temperatur nimmt das Lösungsvermögen für korrosiv wirkende Gase (Kohlendioxid und Sauerstoff) ab. Sie verlassen als sogenannter Brüdendampf das System. In einem nachgeschalteten Brüdenkühler kondensiert der Brüdendampf und heizt das Zusatzwasser mit der gewonnenen Wärme auf. Das reduziert den Eigenverbrauch der Anlage sowie betriebsbedingte Verluste erheblich.
Nach der Entgasung erfolgt eine bedarfsgerechte Zugabe von Korrosionsinhibitoren, um eventuell noch bestehende Restmengen an Kohlendioxid und Sauerstoff zu binden. Für den gesamten Prozess der thermischen Wasseraufbereitung lieferte Bosch ein anschlussfertiges Modul WSM-V mit Rieselentgaser, Speisewasserbehälter, chemischer Dosieranlage und Steuerung.
Wasserservicemodul für die Entgasung (links) und die zwei Dampfkessel UL-S.
Automatisierung spart Energie und Zeit
Bei der Dampferzeugung kommt es zu einer Anreicherung von Salzen im Kesselwasser. Aus Sicherheitsgründen müssen ein Teil des salzhaltigen Wassers und Schlämme am Kesselboden regelmäßig abgelassen werden. Diese Abwässer enthalten jedoch erhebliche Mengen an Energie. Mit Hilfe von Leitfähigkeitselektroden wird das Kesselwasser automatisiert überwacht. Die bedarfsgesteuerte Abschlammung und Absalzung verringert Energieverluste und den Bedarf an Zusatzwasser. Weitere Vorteile sind das geringere Risiko von Fehlbedienung und die reduzierte Beaufsichtigungspflicht. Um den Energiegehalt der Absalzlauge zum Großteil zurückzugewinnen wurde ein Laugenentspanner und -wärmetauscher installiert. Im ersten Schritt wird die heiße Kesselwasserlauge entspannt, der dabei entstehende Entspannungsdampf unterstützt die Wärmezufuhr zum Speisewasserbehälter. Im zweiten Schritt wird die verbleibende Lauge abgekühlt. Die Restwärme wird ebenfalls zur Vorwärmung des Zusatzwassers genutzt.
Clever geregelt und stromsparend
Deutlich weniger Strom verbrauchen die neuen Erdgasfeuerungen mit drehzahlgeregelten Verbrennungsluftgebläsen. Sie sorgen dafür, dass in Teillastbereichen die Gebläsedrehzahl nicht auf Hochtouren läuft, sondern sich flexibel an die tatsächliche Brennerleistung anpasst. Weitere Vorteile sind ein leiser Betrieb und die längere Lebensdauer der Gebläse.
Wärmerückgewinnung aus Absalzlauge.
Adaptive Verbrennungsregelung
Bei der Inbetriebnahme ist die Anlage optimal auf die aktuelle Gasqualität, Lufttemperatur und Umgebungsluft eingestellt. Die Änderung der Faktoren kann zu einem negativen Wirkungsgrad führen. Abhilfe schafft hier die adaptive Verbrennungsregelung. Mittels einer Sauerstoff-Messsonde im Abgastrakt können Abweichungen vom Optimum reguliert werden. Das senkt nicht nur den Brennstoffverbrauch, sondern reduziert auch die Belastung des Kessels.
Abwärme nutzen, Brennstoff sparen
Die Kessel sind ab Werk mit integrierten Economisern ausgerüstet, um wertvolle Abwärme aus den Kesselabgasen zur Vorwärmung des Speisewassers zu verwenden. Dabei wird die Abgastemperatur auf circa 120 °C gesenkt, gleichzeitig erhöht sich die Temperatur des Speisewassers auf etwa 140 °C. Somit muss es weniger durch den Brenner aufgeheizt werden, eine Brennstoffersparnis von bis zu 6 % ist möglich.
Zur weiteren thermischen Ausnutzung der Abgase sind den Economisern Brennwertwärmetauscher aus Edelstahl nachgeschaltet. Bei der zusätzlichen Temperaturabsenkung kondensiert der Wasserdampf im Abgas. Die freiwerdende Kondensationswärme wird für die Aufheizung von Zusatzwasser verwendet, das spart wiederum Brennstoff bei der thermischen Wasseraufbereitung (Entgasung). Dank Brennwerttechnik kann ein Kesselwirkungsgrad von über 100 % erzielt werden.
+20 %
Schont Umwelt und Ressourcen: System zur Prozesswärmeversorgung mit Nutzung von Abwärme
Betriebsdaten im Überblick
Die speicherprogrammierbaren Kesselsteuerungen erleichtern die Optimierung von Anlageneinstellungen und gewährleisten einen energieeffizienten Kesselbetrieb. Sie liefern dem Betreiber sämtliche Informationen wie Brennstoffverbrauch, Dampfmenge oder Anzahl der Brennerstarts. Integrierte Schutzfunktionen verhindern Fehlbedienung und sorgen für eine hohe Anlagenverfügbarkeit. Zusätzliche Unterstützung bietet die Remote-Anbindung: Bei Bedarf kann ein Bosch-Servicefachmann aus der Ferne Anlagendaten analysieren und optimieren.
Innerhalb des übergreifenden Anlagenmanagementsystems sind die einzelnen Kessel- und Modulsteuerungen zu einem Gesamtsystem vernetzt. Die integrierte Folgesteuerung sorgt für eine schonende Betriebsweise der Kessel selbst bei stark schwankendem Dampfbedarf. Für eine schnelle Verfügbarkeit und minimierte Kaltstartverluste sind beide Dampfkessel mit einer Warmhalteeinrichtung über die Feuerungsanlage ausgerüstet.
Mit der Anbindung an die zentrale Leittechnik des Unternehmens werden aktuelle Betriebsmeldungen und Prozessdaten der Kesselanlage übertragen. Der Informationsaustausch findet über leistungsfähige Bus-Systemtechnik statt.
Kessel- und Anlagensteuerung BCO/SCO.
Die Umsetzung
- Sanierung einer vorhandenen Halle zum Kesselhaus
- Lieferung der neuen Dampfkesselanlage
- Einbringung und Installation von Neukesseln und Kesselhauskomponenten
- Einbindung neue Steuerungstechnik
- Inbetriebnahme im laufenden Produktionsbetrieb, unterbrechungsfreie Umschaltung von Bestands- auf Neuanlage
- Demontage und Entsorgung der vorhandenen Anlage
Das Ergebnis
Die partnerschaftliche Zusammenarbeit zwischen Bosch Industriekessel und dem Anlagenbauer Ago ermöglichte eine schnelle und zuverlässige Umsetzung des Energiekonzepts bei Beck + Heun. Die neue Kesselanlage produziert nicht nur 45 % mehr Dampf, sie ist auch rund 20 % effizienter im Vergleich zur vorherigen Anlage.
Der Brennstoffbedarf hat sich um fast 1.900 MWh pro Jahr reduziert. Weiterhin verbessert die Minderung der CO2-Emissionen die Ökobilanz. Die regelmäßigen Wartungsdienste durch den Bosch-Kundendienst sorgen für eine optimale Anlageneinstellung mit geringem Energieverbrauch und eine höhere Lebensdauer der Anlage.
Vereinfachtes Rohrleitungsschema der Anlage.