Abwärme aus der Härterei nutzen
Abgas- und Abluftanlagen von Schräder gewährleisten notwendige Energieeinsparungen im neuen Knipex-Werk in Wuppertal
Die Firma Knipex produziert seit über 130 Jahren hochwertige Zangen für das Handwerk. Bild: Knipex
Die Werkstücke durchlaufen eine Vergütelinie, wo sie in verschiedenen Öfen gehärtet werden. Bild: Schräder Abgastechnologie
Zur Gesamtplanung zählte auch das Abluftsystem. Vier Ventilatoren im Deckenbereich befördern die Abluft über ein Rohrsystem außerhalb des Gebäudes. Bild: Schräder Abgastechnologie
Ein Blick auf die Steuerung für den AWT Top, die ebenfalls von Schräder konzipiert wurde. Bild: Schräder Abgastechnologie
Um den Abgas-Wärmetauscher optimal hinter dem Abgasstutzen installieren zu können, konstruierten die Ingenieure eine spezielle Bühne, die auch den Zugang für die Wartung ermöglicht. Bild: Schräder Abgastechnologie
Über spezielle Ablufthauben werden die heißen Dämpfe hinter den Öfen ebenfalls dem Abluftsystem zugeführt. Bild: Schräder Abgastechnologie
Der bekannte Zangenhersteller Knipex hat sein Stammwerk in Wuppertal erweitert. Unter anderem beinhaltet die neue Halle eine Härterei, in der das auf Abgastechnologie spezialisierte Unternehmen Schräder die gesamte Abgas- und Abluftanlage geliefert und als Generalunternehmer mit Partnerbetrieben installiert hat. Besonderes Augenmerk wurde auf eine effiziente Wärmerückgewinnung gelegt.
Rückblick: Carl Gustav Putsch gründete Knipex bereits im Jahr 1882 in einem Keller in Cronenberg. Das Portfolio umfasste Kneif- und Hufbeschlagszangen. Beschäftigt wurden ein Geselle und zwei Lehrlinge. Heute befindet sich weitaus mehr im Programm: u. a. Kombi-, Greif-, Kneif- sowie Rohr- und Wasserpumpenzangen. 1200 Mitarbeiter werden beschäftigt, 45 000 Zangen verlassen täglich das Werk.
Um die Fertigungsprozesse zu optimieren, wird das Werk in Wuppertal seit mehreren Jahren sukzessive erweitert. Eine Herausforderung dabei: Bei der Produktion der Zangen kommen thermische Prozesse zum Einsatz. Die Werkzeuge durchlaufen eine Vergütelinie, die aus mehreren Härte- und Anlassöfen besteht. Die Öfen werden prozessbedingt mit erheblichem Abgasverlust betrieben. Das Ziel war daher, die nicht genutzte Wärmeenergie zurückzugewinnen und erneut im Produktionsprozess, der Gebäudeheizung oder der Trinkwassererwärmung einzusetzen. Mit der Umsetzung wurde der Hersteller Schräder Abgastechnologie als Generalunternehmer betraut. Das Kamener Unternehmen ist auf die Entwicklung, Projektierung und Ausführung von Absaug- und Wärmerückgewinnungskonzepten spezialisiert.
Funktionssicherheit wird großgeschrieben
Herzstück der Anlage ist der Abgas-Wärmetauscher „AWT Top“ von Schrader. Er wurde oberhalb der Vergütelinie auf einer speziell angefertigten Bühne eingebaut. Von hier aus erfolgt der Zugang zum Abgas-Wärmetauscher und den Abgasstrecken, zu den Messeinrichtungen sowie der Brandschutztechnik. Für die Ableitung wurde eine doppelwandige Abgasleitung aus Edelstahl installiert und senkrecht über das Dach geführt. In die Abgasleitung wurde ein Bypass installiert, der im Bedarfsfall das Abgas am Wärmetauscher vorbeileitet. Beispielsweise, wenn dieser gereinigt werden muss.
Der Abgas-Wärmetauscher beinhaltet zwei Registerstufen in kondensierender Betriebsweise: In Register 1 wird eine Wassertemperatur von 95 °C generiert, in Register 2 sind es 40 °C. Über die Abgas-Kondensation wird zusätzliche Energiemenge frei (Brennwert). Das in Register 1 aufgeheizte Wasser gelangt in 5 Pufferspeicher à 6000 l und wird von dort dem Heizkreislauf zugeführt. Über das in Register 2 erwärmte Wasser findet eine Rücklaufanhebung eines Niedertemperatur-Heizkreises statt.
Der gesamte Abgas-Wärmetauscher wie auch die wasserführenden Rippenrohre bestehen aus Edelstahl, wobei die Auswahl des Werkstoffs immer in Abhängigkeit der geforderten Säure- und Temperaturbeständigkeit erfolgt. Für Reinigungszwecke lässt sich das Rippenrohrregister seitlich aus dem Wärmetauscher-Gehäuse ziehen. Dies ist auch während des Betriebs der Ofenanlage möglich. Steuerungstechnik sowie Abgasanlage wurden von Schräder konzipiert.
Abgas- und Abluft-Konzept
Die Emissionen der einzelnen Anlagenteile werden entsprechend ihrer Beschaffenheit in drei einzelnen Leitungssträngen abgesaugt. Die ölhaltigen Abgase werden einem Öl-Abscheider zugeführt. Die Brennerabgase werden dem Abgaswärmetauscher zugeführt. Die Schwaden aus der Waschmaschine werden unbehandelt abgesaugt. Nach der Behandlung der Abgase werden die drei einzelnen Stränge auf eine Sammelleitung in der Halle zusammengeführt und über einen Kamin mit 12 m Höhe, gestützt durch Ventilatoren in den einzelnen Strängen, abgesaugt. Insgesamt beträgt die Abgas-Kapazität der Vergütelinie pro Stunde 30 000 m³. Die Absaugleistung wird in Abhängigkeit des Bedarfs geregelt. Dazu wurden stetig regelnde Abgasklappen installiert.
Trotz Wärmerückgewinnung ist die Wärmelast in der Halle durch die Vergütelinie enorm. Daher musste die Halle zusätzlich klimatisiert werden. Die dafür notwendige Abluftanlage besteht aus vier Deckenventilatoren, die die Abluft über zwei Kamine absaugt. Die Volumenstromregelung erfolgt dabei in Abhängigkeit der Hallentemperatur, die Frischluft-Zuführung erfolgt bauseitig.
Tipp: Fördermittel nutzen
Bund und Länder unterstützen Unternehmen, die industrielle Abwärme nutzen wollen: Sowohl die KfW als auch das BAFA sehen attraktive Förderungen für Investitionen in Maßnahmen zur Wärmerückgewinnung vor. Das „KfW-Energieeffizienzprogramm Abwärme“ ist Bestandteil der Offensive Abwärmenutzung im Rahmen des Nationalen Aktionsplans Energieeffizienz (NAPE) des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie. Investitionen in Maßnahmen zur Wärmerückgewinnung werden über zinsgünstige Kredite mit Tilgungszuschüssen von 30 bis 50 % gefördert. Das BAFA-Programm „Förderung von hocheffizienten Querschnittstechnologien“ sieht Zuschüsse von bis zu 30 % der Investitionskosten vor.
Detaillierte Informationen – auch zu regionalen Fördermitteln – gibt es unter: foerdermittel@schraeder.com oder www.foerderdatenbank.de sowie unter der Tel.-Nr. 02307 97300-22.
