Mit dem neuen Energiesparsystem kompensiert das Unternehmen teilweise den Energiekostenanstieg der letzten Jahre und spart viele Tonnen CO2.

Bild: Bosch Industriekessel; iStock, Kazoka30

Effiziente Dampfversorgung Den Dampf im Griff

13.06.2017

Wenn es um die Brühwurst geht, darf Hitze nicht fehlen. Diese benötigt jedoch viel Energie und ist damit ein wichtiger Kostenfaktor in der Produktion. Ein Fleischwarenproduzent aus Rheinhessen setzt deshalb auf moderne Dampfkessel und Transparenz beim Energieverbrauch.

Das Familienunternehmen Sutter Fleischwaren produziert mit rund 900 Mitarbeitern an mehreren Standorten Fleisch- und Wurstspezialitäten. Der Schwerpunkt der Produktion liegt auf der Herstellung von Kochpökelwaren und Brühwurst­artikeln. Deshalb benötigt das Unternehmen viel Wärme und Dampf für die Zubereitung sowie für die hohen Anforderungen an Lebensmittelsicherheit.

Um sich als deutsches Familienunternehmen in einem preissensitiven Markt behaupten zu können, sind Kosten­effizienz und eine unterbrechungsfreie Produktion essentiell. Besonders wichtig dabei ist eine effiziente und sichere Dampfversorgung. Sutter entschied deshalb, im Zuge der kontinuierlichen Werksoptimierung ein Energiemanagementsystem im Stammwerk Gau-Bickelheim einzuführen. Mit den resultierenden Steuer- und Kostenvorteilen kompensiert das Unternehmen teilweise den Energiekostenanstieg der letzten Jahre und spart viele Tonnen CO2.

Die Projektierung erfolgte durch Bosch Industriekessel und dem zuständigen Anlagenbauunternehmen Helmut Herbert. Zunächst wurden auf Wunsch des Energiemanagers bei
Sutter, Christian Böhme, die Einsparpotenziale des Fleisch­warenproduzenten analysiert und wirtschaftlich bewertet. Als einer der größten Energieverbraucher des Werks identifizierte man die Prozesswärmeversorgung mit drei heizölbetriebenen Dampfkesseln. „Früher wurden wir wöchentlich mit etwa
30 000 l Heizöl beliefert. Jede Woche zu einem anderen Preis“, sagt Christian Böhme. Mit dem Umstieg auf Erdgas konnte das Unternehmen seine Planungssicherheit erhöhen.

Flexibel mit Gas oder Öl heizen

Bei der Modernisierung wurden Zweistoffbrenner nachgerüstet und die vorhandene Heizölversorgung als Backup beibehalten. Somit kann Sutter bei Versorgungsengpässen im Winter kurzzeitig in den Heizölbetrieb wechseln. Die neuen Brenner bei Sutter sind mit einer elektronischen Verbundregelung ausgestattet, die Vorteile gegenüber einer mechanischen Variante bietet. So ist eine mechanische Verbundregelung relativ unflexibel: Ist die Klappenstellung, die das Brennstoff-Luftverhältnis regelt, einmal eingestellt, erfolgt die Luftzufuhr stets über die festgelegte Kurve. Außerdem sorgt Verschleiß bei der mechanischen Variante dafür, dass mit zunehmendem Alter das Spiel in der Mechanik größer wird. Das erfordert einen erhöhten Luftüberschuss und damit erhebliche Mengen an zusätzlichem Brennstoff.

Die Dosierung von Brennstoff und Verbrennungsluft erfolgt nun elektronisch und aufgrund flexibler Einstellungsmöglichkeiten präziser als vorher. Die neuen Zweistoffbrenner bieten zudem den Vorteil, dass die Luftkurve des Brenners sowohl für den Gasbetrieb als auch für den Ölbetrieb optimiert ist. Auch Abwärmeverluste mindert die neue Brennertechnik. Diese entstehen bei ungeregelten Verbrennungssystemen in Form von Luftüberschuss, der den Kessel aufgewärmt verlässt, ohne an der Verbrennung teilgenommen zu haben. Die nachgerüsteten Sauerstoffsonden in der Anlage von Sutter messen nun kontinuierlich den Sauerstoffgehalt im Abgas. Ist dieser zu hoch und damit die Verbrennung ineffektiv, wird die Verbrennungsluftmenge vermindert. Die Sauerstoffregelung erhöht den Wirkungsgrad der Feuerungsanlage, reduziert die Umweltbelastung und spart Energiekosten.

Verluste entstehen in der Praxis auch beim Brennerstart, bei dem aus Sicherheitsgründen das Vorlüften der Rauchgaswege vorgeschrieben ist. Die neuen Feuerungsanlagen bei
Sutter ermöglichen eine stufenlose Betriebsweise und können sich wesentlich besser an den tatsächlichen Dampfbedarf anpassen. Werden etwa anstatt der Nennlast nur 30 Prozent der Dampfmenge benötigt, wird die Feuerungsleistung entsprechend heruntergeregelt. Plötzliches Zuschalten und Abschalten des Brenners und die damit verbundenen Energieverluste durch das Vorlüften werden mit der neuen Anlage verhindert und der Verschleiß minimiert.

Im Vergleich zu den früheren Heizölbrennern mit mecha­nischer Verbundgruppe können die neuen elektronisch geregelten Brenner bis auf 350 kW herunter modulieren und ermöglichen einen deutlich leiseren und effizienteren Teillastbetrieb. Denn anders als bei konventionellen Feuerungen, bei denen das Verbrennungsgebläse auch in Teillast bei voller Drehzahl läuft und Energie verbraucht, passt bei der neuen Anlage eine Drehzahlregelung die Drehzahl des Gebläses flexibel an die tatsächliche Brennerleistung an. Zudem konnten durch die Verbrennungsregelung mit Sauerstoffsonde die abgasseitigen Verluste nachweislich von sechs auf fünf Prozent reduziert werden.

Condition Monitoring für die Dampfkessel

Neben den Brennern wurde auch die in die Jahre gekommene Kesselsteuerung modernisiert und gegen eine Kesselsteuerungsanlage bestehend aus BCO und SCO getauscht. Diese SPS-basierten Steuerungen von Bosch ermöglichen eine komfortable Steuerung und Überwachung der einzelnen Dampfkessel und der gesamten Anlage. Über die Kessel­steuerungen BCO lassen sich verschiedene Werte wie Brennstoffverbrauch, Dampfmenge, Druckverlauf oder die Anzahl der Brennerschaltungen visualisieren und einstellen. Inte­grierte Schutzfunktionen schützen vor versehentlicher Fehlbedienung und bieten Versorgungssicherheit. Zudem verfügt jede der BCO-Steuerungen über Condition Monitoring. Diese Software erkennt beispielsweise ungünstige Anfahrzustände oder unerwünschte Kondensation automatisch.

In der Anlagensteuerung SCO werden einzelne Kessel- und Modulsteuerungen für eine umfassende Anlagenverwaltung zusammengeführt. Der Informationsaustausch findet über Bussystemtechnik statt. Verschiedene Komponenten wie die thermische Speisewasserentgasung, Chemikaliendosierung oder Brennstoffsicherheitsabsperrung steuert die SCO automatisch an. Mithilfe der integrierten Folgesteuerung lassen sich alle drei Dampferzeuger wirtschaftlich betreiben. Selbst stark schwankender Dampfbedarf kann ohne Effizienzver­luste abgedeckt werden. Die Folgesteuerung ist über eine Netzdruckregelung realisiert. Sobald der Führungskessel den geforderten Dampfdruck nicht mehr erzeugen kann, schaltet der Folgekessel automatisiert zu. Dies vermeidet Stillstands-
Korrosion und erhöht die Lebensdauer der Dampfkessel.

Energie kontinuierlich überwachen

Um mit Hilfe eines Energiemanagementsystems Analysen durchführen zu können, müssen die Verbräuche regelmäßig erfasst werden. Hier entschied sich Sutter für das überge­ordnete Leitsystem MEC von Bosch, an das sämtliche Betriebsdaten übertragen werden. Die kontinuierliche Überwachung von Energieflüsse und -kosten schafft Transparenz für einen energetisch optimalen Betrieb. Durch den modularen Aufbau kann das System um weitere Energieerzeuger ergänzt werden. Über das neue Leitsystem aus können der Energie­manager und die technischen Leiter von ihrem Arbeitsplatz aus jederzeit den Status der Anlage einsehen und die aufgezeichneten Daten auswerten. Jeder Benutzer hat die Möglichkeit, die
Ansicht individuell zu konfigurieren, um die für ihn relevanten Daten im Blick zu haben.

Energiemanager Christian Böhme zeigt sich zufrieden: „Trotz der kürzlich gesunkenen Heizölpreise werden wir bereits im ersten Jahr über eine viertel Million Euro sparen und die Investition wird sich nach etwa drei Jahren amortisiert haben – ein lohnenswertes Projekt und ein erheblicher Beitrag zur Senkung unserer CO2-Emissionen.“

Bildergalerie

  • Die modernisierte Dampfkesselanlage bei Sutter spart durch die neuen Zweistoffbrenner und intelligente Steuerungstechnik jede Menge Brennstoff ein.

    Bild: Bosch Industriekessel

  • Christian Böhme ist Energiemanager bei Sutter. Im Jahr 2015 hat er das zertifizierte Energiemanagement eingeführt und die Modernisierung der Kesselanlage begleitet.

    Bild: Bosch Industriekessel

  • Die Bosch Anlagensteuerung umfasst die Steuerungen der einzelnen Kessel und deren Sicherheitsketten, die Folgesteuerung und die Wasseraufbereitung der Mehrkesselanlage, das übergeordnete Leitsystem zur Visualisierung, Aufzeichnung und Auswertung der Betriebsdaten sowie eine Schnittstelle für Direktmeldungen an den technischen Leiter.

    Bild: Bosch Industriekessel

  • Die Bosch Anlagensteuerung umfasst die Steuerungen der einzelnen Kessel und deren Sicherheitsketten, die Folgesteuerung und die Wasseraufbereitung der Mehrkesselanlage, das übergeordnete Leitsystem zur Visualisierung, Aufzeichnung und Auswertung der Betriebsdaten sowie eine Schnittstelle für Direktmeldungen an den technischen Leiter.

    Bild: Bosch Industriekessel

  • Die Bosch Anlagensteuerung umfasst die Steuerungen der einzelnen Kessel und deren Sicherheitsketten, die Folgesteuerung und die Wasseraufbereitung der Mehrkesselanlage, das übergeordnete Leitsystem zur Visualisierung, Aufzeichnung und Auswertung der Betriebsdaten sowie eine Schnittstelle für Direktmeldungen an den technischen Leiter.

    Bild: Bosch Industriekessel

Firmen zu diesem Artikel
Verwandte Artikel