Druckluftstation, Bild: Atlas Copco

Ein drehzahlgeregelter GA 90 VSD und ein GA 160 mit fester Drehzahl liefern die Instrumentenluft. Die Arbeitsluft wird von vier GA-Kompressoren mit zusammen 500 kW installierter Leistung erzeugt. Bild: Atlas Copco

Um aus Altpapier einen sauber gerollten Bogen Wellpappenrohpapier herzustellen, braucht es in der Fabrik von Propapier PM1 eine Strecke von 170 Metern. „Wir verarbeiten hier zu 100 Prozent Altpapier“, erklärt Michael Hanke, Leiter Technische Dienste bei Propapier. „Das wird unter Zugabe von Wasser in einer großen Trommel zerkleinert und aufgelöst. Auf diese Weise trennen wir die für unseren Prozess wertvollen Papierfasern von den unbrauchbaren Reststoffen.“ Anschließend werden die Fasern gereinigt und sortiert und in entsprechender Verdünnung auf die 5,8 m breite Papiermaschine gebracht. Bei den folgenden Prozessen geht es dann vor allem darum, geschickt das Wasser zu eliminieren, so dass am Ende Papier übrig bleibt.

Dazu durchläuft der Papierbrei die Sieb-, die Pressen- und die Trocken-Partie. Es folgt eine Veredelungsstelle, in der Leim auf das Papier aufgebracht wird, um die technischen Eigenschaften zu verbessern und die Bedruckbarkeit des Papiers herzustellen. Zuletzt wird das Papier aufgewickelt, auf die gewünschte Breite zugeschnitten und an die Kunden versandt. „An unseren Standorten in Burg und in Eisenhüttenstadt stellen wir pro Jahr über eine Million Tonnen Wellpappenrohpapiere her“, beziffert Hanke den Output der beiden Papierfabriken. „Wir beliefern damit die insgesamt acht europäischen Wellpappenwerke von Progroup, zu der auch Propapier gehört.“

Ohne Druckluft steht die Produktion

Bereits seit der Unternehmensgründung im Jahr 2000 wird die Druckluftanlage in Burg vom Magdeburger Unternehmen Dr. Weigel Anlagenbau betreut. Der Atlas-Copco-Vertragshändler hat ehemals die Druckluftversorgung aufgebaut und in den Folgejahren Service, Wartung und Modernisierung der Anlage übernommen. „Eine verantwortungsvolle Aufgabe“, betont Hanke, „denn wenn die Druckluft steht, steht auch unsere Papiermaschine und damit das ganze Werk. Wir haben hier sehr hohe Stundenausfallkosten, deshalb muss der Service immer direkt verfügbar sein.“ Mit Dr. Weigel habe man einen Wartungsvertrag samt Komplettservice abgeschlossen, und das laufe – auch aufgrund der räumlichen Nähe – bislang ausgezeichnet.

Um die Produktion am Laufen zu halten, benötigt Propapier Druckluft in zwei verschiedenen Qualitäten: Instrumenten- und Arbeitsluft. Die Instrumenten-Druckluft betreibt alle Regelarmaturen und bewegten Teile, wie Ventilinseln und Zylinder. Diese Luft wird mittels Adsorptionstrockner und Filtern so aufbereitet, dass sie die Anforderungen des Papiermaschinenherstellers sicher erfüllt. Ein zweites Druckluftnetz liefert die Arbeitsluft, die unter anderem zu Kühlzwecken sowie zum Aufführen oder Abschlagen der Papierbahnen benutzt wird. An diese Druckluft werden keine besonderen Anforderungen gestellt.

Unterschiedliche Anforderungen an die Qualität

Altpapierverwertung, Bild: Atlas Copco
Altpapierverwertung: Ähnlich wie in einer Waschmaschine wird das Altpapier in einer großen Trommel eingeweicht und in verwertbare Fasern sowie Reststoffe getrennt. Die Fasern werden in den Produktionsprozess weitergeleitet, die Reststoffe ausgeschleust und entsorgt. Bild: Atlas Copco

Als vor zwei Jahren die Sanierung der kompletten Druckluftversorgung anstand, waren die unterschiedlichen Qualitätsanforderungen an die erzeugte Druckluft ein entscheidender Planungsfaktor. „Nach 15 Jahren Dauerbetrieb hatten wir von Dr. Weigel Anlagenbau die dringende Empfehlung bekommen, unsere Druckluftanlage entweder generalüberholen zu lassen oder die Station komplett auszutauschen“, erklärt Hanke. „Die Generalreparatur wäre uns in Summe kurzfristig kostengünstiger gekommen, aber wir hätten damit den technischen Stand von vor zehn bis 15 Jahren manifestiert und die Probleme, die wir mit unserer Anlage hatten, nicht lösen können.“

Die Schwierigkeiten resultierten vor allem daraus, dass bis dato die Instrumenten- und Arbeitsluft aus einem gemeinsamen Netz gezogen wurden. „Die Druckschwankungen aus der Arbeitsluft schlugen auf die Instrumentenluft durch und hatten des Öfteren einen Druckabfall zur Folge, was wiederum die Prozesse störte“, erinnert sich Hanke. Weitere Störungen ergaben sich aus der Luftkühlung der Kompressoren. Die erforderliche Luftumwälzung konnte nicht gewährleistet werden, so dass in den Sommermonaten häufig Ausfälle durch Übertemperatur entstanden. „Außerdem war der Adsorptionstrockner zu klein. Dadurch hatten wir einen höheren Druckverlust und mussten mehr Energie aufwenden, um den benötigten Volumenstrom zu erzeugen.“

Zwei Druckluftnetze

Propapier entschied sich deshalb für den Austausch der Kompressoren und ein neues Versorgungskonzept auf Basis zweier Druckluftnetze, die im Normalfall voneinander getrennt arbeiten, sich jedoch im Störungsfall ergänzen können. Ziel war es, die Versorgung noch sicherer zu machen, Leerlaufzeiten so gering wie möglich zu halten und mit einer effizienteren Fahrweise und Technik Energie zu sparen. Ein wesentlicher Punkt war auch die Umstellung der Anlage auf Wasserkühlung.

Heute versorgt eine gemeinsame Station, in der insgesamt sechs Schraubenkompressoren von Atlas Copco Kompressoren und Drucklufttechnik arbeiten, die beiden Druckluftnetze. Ein drehzahlgeregelter GA 90 VSD und ein GA 160 mit fester Drehzahl und installierten Motorleistungen von 90 beziehungsweise 160 kW liefern die Instrumenten-Druckluft. Diese durchläuft einen Adsorptionstrockner und einen Partikelfilter, bevor sie in der geforderten Qualität ins Netz gespeist wird.

Die Arbeitsluft wird von einem GA 160 FF und einem GA 90 FF mit fester Drehzahl, einem drehzahlgeregelten GA 160 VSD FF sowie einem drehzahlgeregelten GA 90 VSD FF erzeugt. Das Kürzel FF steht für die Full-Feature-Variante, bei der bereits ab Werk Kältetrockner, Kondensatableiter sowie alle Anschlüsse für eine Wärmerückgewinnung in das Kompressorgehäuse integriert sind. Beim GA 90 VSD FF handelt es sich um einen luftgekühlten Kompressor, der bereits vor drei Jahren im Zuge einer Systemoptimierung angeschafft und nun ins neue Konzept integriert wurde. Die anderen fünf Maschinen arbeiten wassergekühlt. Sie sind an das Kühlsystem der Papierproduktion angeschlossen. In Kürze wird über zusätzliche Wärmetauscher die Kompressorenabwärme zurückgewonnen und damit das Prozesswasser für die Papierherstellung erwärmt.

Ein ES-360-Energiesparsystem von Atlas Copco lässt alle Kompressoren an ihren jeweils geeigneten Betriebspunkten laufen. Das ES 360 hat den Vorteil, dass es mehrere drehzahlgeregelte Kompressoren effizient steuern kann. Andere Steuerungen können den Kompressoren demgegenüber nur Start und Stopp vorgeben, aber keine Drehzahl. Außerdem können bis zu drei Netze unabhängig voneinander gesteuert werden. Somit ist eine sehr gute Energieeffizienz bei gleichzeitiger Versorgungssicherheit garantiert.

Schraubenkompressoren, Bild: Atlas Copco
Eine Station mit insgesamt sechs Schraubenkompressoren von Atlas Copco versorgt die beiden Druckluftnetze bei Propapier. Bild: Atlas Copco