Knauf
Transport pneumatyczny: KNAUF i ISS korzystają ze sprężarek śrubowych AERZEN
Rewolucja energetyczna sprawi, że w przyszłości przemysł gipsowy będzie coraz bardziej uzależniony od złóż kamienia naturalnego. Cały przemysł przechodzi istotne przemiany, gdyż gips pochodzący z odsiarczania spalin, powstający w instalacjach odsiarczających elektrowni opalanych węglem brunatnym, staje się – w związku z zamykaniem tych elektrowni – coraz mniej dostępny. Z drugiej strony możliwości zastosowań gipsu są coraz bardziej zróżnicowane, np.: ognioodporne lub wodoodporne płyty gipsowo-kartonowe, tynki, jastrychy płynne i płyty gipsowo-włóknowe to tylko niektóre zastosowania w budownictwie. Żadna branża nie może się już obejść bez gipsu. To sprawia, że dla wiodących producentów, takich jak Knauf, tym ważniejsze jest oszczędne wykorzystywanie ograniczonych surowców.
Głód gipsu
Na przykład w zakładzie w Rottleberode firma Knauf zawraca uszczerbki z krawędzi, które powstają podczas produkcji płyt gipsowo-włóknowych, do przepływu materiału, podobnie jak pył wytwarzany podczas szlifowania powierzchni. „Każdy okruszek gipsu jest dla nas ważny. Dlatego podczas produkcji nie należy już wyrzucać surowców” – podkreśla dyrektor zakładu André Materlik. Jego firma jako jedyna w Grupie Knauf przetwarza wyłącznie naturalny gips z kamieniołomów w południowym regionie Harz. W obliczu odchodzenia od wydobycia węgla brunatnego eksperci branżowi przekonują, że przetrwają tylko te firmy, które w dłuższej perspektywie rozwijają i zabezpieczają obszary wydobywcze – a popyt na gips w samych Niemczech jest już wysoki i wynosi około dziesięciu milionów ton rocznie. Według Materlika co roku fabrykę w Rottleberode opuszcza około 450 000 ton gotowego produktu, a transport obsługuje codziennie około 100 ciężarówek.
Gips tynkarski, drobna celuloza z makulatury i woda: oto mieszanka, z której produkowane są płyty gipsowo-włóknowe. Firma ISS Schüttguttechnik GmbH z Wilnsdorf w regionie Siegerland projektuje i buduje pneumatyczne maszyny do transportu gipsu, które zasilają mieszalniki. Firma ISS wspomagała firmę Knauf jeszcze przed wybudowaniem nowej fabryki płyt gipsowo-włóknowych i skutecznie uporała się z problemami związanymi z transportem i dozowaniem sproszkowanego węgla brunatnego. Paliwo wytwarza ciepło niezbędne do kalcynacji nieobrobionego surowca. W tym procesie naturalny gips traci dużą część zawartości wody skrystalizowanej. „W przypadku jednolitych procesów termicznych niezbędna jest stała dostawa węgla brunatnego, bez wahań ciśnienia i objętości” – wyjaśnia kierownik zakładu. Wszelkie odchylenia od wyznaczonego procesu idealnego są zauważalne i mogą mieć wpływ na jakość gipsu, powstawanie osadów w młynach kalcynacyjnych, wartości CO w przepływie gazów spalinowych lub zużycie energii przez sprężarki śrubowe. „Jednolite procesy wymagają mniej powietrza” – mówi na podstawie własnego doświadczenia dyrektor sprzedaży ISS Robert Partzsch.
Bezpieczny proces i wysoka wydajność
Z tego względu ISS włożyła całą swoją wiedzę w opracowanie kompleksowego rozwiązania do transportu gipsu, które zostało wdrożone w Rottleberode wspólnie z projektantami instalacji z Knauf Engineering GmbH. Firma, pod patronatem Knauf, zaprojektowała cały nowy budynek w Iphofen, a także zamówiła technologię przenośników. Główny nacisk położono na bezpieczeństwo procesu, trwałość i efektywność energetyczną. „Wysoką wydajność zawdzięczamy sprężarkom śrubowym AERZEN” – mówi Partzsch. Dodatkowo, ze względu na zakres ciśnień, polecana jest seria Delta Screw, która idealnie nadaje się do transportu gipsu.
Warto wiedzieć, że z doświadczenia Dyrektora Zarządzającego ISS wynika, że w transporcie pneumatycznym materiałów sypkich na początku często generowane jest sprężone powietrze o ciśnieniu od 5 do 6 bar w celu zasilania zbiornika powietrza. Z kolei ciśnienie dostaw ze zbiornika jest często znacznie niższe. „Buforowanie pośrednie zawsze skutkuje stratami energii” – podkreśla Thomas Koch, manager ds. mechaniki technicznej w zakładzie Knauf w południowym Harzu. Dowodem na to jest efekt Joule’a-Thomsona. Każde 100 mbar wzrostu ciśnienia powoduje wzrost temperatury sprężonego powietrza o +10 stopni Celsjusza, na skutek zwiększonego tarcia cząsteczek. Skutki tej fizycznej relacji można ograniczyć, jeśli zrezygnuje się ze zbiorników powietrza – jak ma to miejsce w przypadku Knauf. Ponieważ jednak podczas transportu pneumatycznego nie można całkowicie zapobiec powstawaniu energii cieplnej, firma Knauf wykorzystuje ją zimą w formie odzysku do celów grzewczych.
Nie należy marnować energii
Biorąc pod uwagę fakt, że zawsze lepiej jest przede wszystkim nie zużywać energii elektrycznej, niż zwracać ją później w postaci ciepła, istotnym celem jest zastosowanie do wytwarzania energochłonnego sprężonego powietrza takich sprężarek, które zapewnią wymagany przepływ objętościowy przy dokładnie wymaganym ciśnieniu, bez magazynowania pośredniego. „AERZEN jest po prostu liderem w zakresie ciśnień od 2 do 3,5 bar” – zauważa Partzsch i dodaje: „Dlaczego mam wytworzyć 6 bar, skoro potrzebuję tylko 3?”
Agregaty Delta Screw typu VM21 z silnikiem o mocy 90 kW zapewniają przepływ objętościowy 1200 metrów sześciennych na godzinę. Maksymalne ciśnienie wynosi 3,5 bar. Zainstalowane w firmie Knauf maszyny 5. generacji z serii Delta Screw zostały zaprojektowane przez firmę AERZEN jako maszyny uniwersalne – z dużą dbałością o wydajność. Opracowane jako elastyczny system modułowy, poszczególne agregaty sprężarkowe można odpowiednio skonfigurować z silnikami o różnej wydajności i szeroką gamą akcesoriów. Na przykład opcje regulacji napędu pasowego stanowią podstawę precyzyjnej regulacji przepływu objętościowego nawet przy stałych prędkościach – co pozwala zapobiec energochłonnemu nadmiernemu wytwarzaniu sprężonego powietrza. Twierdzenie to potwierdza rezygnacja ze stosowania w firmie Knauf urządzeń redundantnych. Sprężarki i systemy transportowe działają tak niezawodnie, że można zrezygnować z oddzielnej „technologii rezerwowej”. „Instalacja została zaprojektowana do pracy przy wydajności dwunastu ton gipsu na godzinę” – mówi Koch. Jeśli jeden agregat zostanie odłączony od sieci, tymczasowe przełączenie na rozwiązanie obejściowe zapewnia niezawodność dostaw. „Zasadniczo jednak nasza instalacja przewiduje, że jedna sprężarka zawsze obsługuje jeden system” – dodaje.
Wynik
Podczas budowy nowej fabryki płyt gipsowo-włóknowych Knauf w południowym Harzu zainstalowano nowe systemy przedmuchowe do pneumatycznego transportu gipsu, będące wyrazem kilku najważniejszych aspektów minimalizowania zużycia kosztownej energii – w tym przypadku skupiono się na zwiększeniu wydajności i optymalnym projekcie w punkcie pracy. Knauf ma przejrzystą koncepcję systemu, jeśli chodzi o maszyny w swojej pracy. „Na rozwiązanie ISS składa się połączenie wiedzy naukowej i technicznej. Tutaj wszystko jest tak, jak powinno być” – mówi dyrektor zakładu, Materlik.