Ventilatoren für ein raues Betriebsklima
Bei der Herstellung von Zement, Kalk und Gips geht es im wahrsten Sinne des Wortes rau zu. Besonders Industrieventilatoren sind bei diesen Anwendungen extremen Belastungen ausgesetzt . Bei der Förderung der staubhaltigen Gase herrschen extrem harte Umgebungsbedingungen. Das durchströmende Gas-Staubgemisch führt höchst abrasive Partikel mit sich, die zu einer frühzeitigen Werkstoffermüdung und im schlimmsten Fall zum kompletten Anlagenausfall führen können. Ablagerungen auf der einen Seite und Verschleiß der Bauteile auf der anderen Seite sind eine echte Herausforderung für alle mechanischen Teile, insbesondere die beweglichen. Ganz zu schweigen von den Betriebstemperaturen, die bis zu 450 ˚C erreichen können.
Die Rotamill Anlagen- und Ventilatorenbau GmbH fertigt Ventilatoren, von kleinen Sperrluftgebläsen mit geringer Antriebsleistung über Kühlluftventilatoren im mittleren Leistungsbereich bis hin zu Prozessgasventilatoren mit einer Antriebsleistung von bis zu 6,5 MW und mit einem Laufraddurchmesser von 4200 mm.
Die hohen Betriebstemperaturen in der Zementindustrie und die heterogene Zusammensetzung der Staub-Gasgemische sind extreme Belastungen für jeden Ventilator und damit eine echte Herausforderung an die Ventilatorenkonstruktion. Rotamill stattet die Ventilatoren daher mit einem Sonderwerkstoff, der wesentlich zur Minimierung der Abnutzung beiträgt. Ferner wird durch die Formgebung, die Geometrie und die Winkelstellung der Laufradschaufeln dem Verschleiß- und Ausfallrisiko entgegengewirkt. Hierbei ist besonders auf den Schüttwinkel des geförderten Feststoffes zu achten. Für einen optimalen Betrieb sollte der Schaufelwinkel daher immer größer als der Schüttwinkel sein.
„Gerade bei den Prozessgasventilatoren ist es wichtig, eine optimale aerodynamische Auslegung des Ventilators vorzunehmen, um eine einwandfreie Betriebsleistung zu gewährleisten“, weiß Christian Pohl, Business Development Manager bei Rotamill. Des Weiteren sind Verschleißschutzsysteme wie z. B. verschleißarme Bleche, Pulverbeschichtungen und Verbundpanzerplatten mit verschiedenen Karbidzusammensetzungen als Sekundärschutzmaßnahme neben der aerodynamischen Konstruktion unumgänglich. Schichtdicken von bis zu 5 mm und Oberflächenhärten bis zu 65 HRC werden hier von den Rotamill-Ingenieuren verwendet.
Um den Verschleiß am Laufrad und am Gehäuse im Betrieb möglichst gering zu halten, muss zudem eine optimale Ansauggeschwindigkeit erreicht werden. Generell gewährleisten geringe Ansauggeschwindigkeiten einen geringen Verschleiß am Laufrad und am Gehäuse. Geschwindigkeiten von bis zu 25 m/s wären zwar optimal, können in der Praxis dennoch nicht umgesetzt werden. Um eine maximale Geschwindigkeit bei minimalen Verschleiß und einem konstant hohen Wirkungsgrad zu erreichen, hat das Rotamill-Ingenieurteam spezielle Verschleißlösungen entwickelt, die eine bestmögliche Ansauggeschwindigkeit von bis zu 50 m/s möglich machen. Hierbei spielt die relative Belastung der Medien sowie die Korngrößenzusammensetzung eine entscheidende Rolle. Um Ablagerungen und Anhäufungen von Feststoffpartikeln in der Rohrleitung zu vermeiden, legen Rotamill Ingenieure zudem besonderen Wert darauf, dass möglichst wenige Umlenkungen im Rohrsystem vorhanden sind.
Rotamill Industrieventilatoren werden nach Möglichkeit mit einem drehzahlvariablen Antrieb ausgestattet. Bei drehzahlvariablen Antrieben mit Frequenzumrichter wird die Drehzahl dem aktuellen Bedarf angepasst und somit keine Energie verschwendet. Der Ventilator fährt stets im optimalen Leistungsbereich. „Mit intelligent angetriebenen Ventilatoren können wir Einsparungen bis zu 60 %, in Extremfällen, zum Beispiel energieintensiven Anwendungen, bis zu 70 % realisieren“, konstatiert Pohl. „Alle anderen Regelverfahren sind für den Bereich der Feststoffförderung ungeeignet, da sich gerade bei Drallregelung nicht definierte Zonen von Anbackungen und/oder Verschleiß am Laufrad zeigen. Ein weiterer Vorteil dieses Regelverfahrens besteht darin, dass der Ventilator bei Teillastbetrieb automatisch auch seine Schallemission senkt.
Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Ausführung einer verwindungsarmen Unterkonstruktion. Nur ein optimal aufeinander abgestimmtes System von Rotor, Lagerung und Unterbau führt zu geringen Schwingungen an den Bauteilen und bedeutet Betriebssicherheit für den Betreiber. Je nach Anwendung werden hier alle Arten von fett- oder ölgeschmierten Wälzlagerungen eingesetzt.
Neben der Entwicklung, der Konstruktion und der Inbetriebnahme der Industrieventilatoren vor Ort betreut das Rotamill-Serviceteam die Anlagen weltweit. Bei Bedarf führen die Rotamill-Mitarbeiter auch Leistungsmessungen durch, um daraus Rückschlüsse auf ein Optimierungspotenzial bei bestehenden Ventilatoren zu erhalten. Durch regelmäßige Wartungen kann Verschleiß rechtzeitig festgestellt und die schadhaften Teile ausgetauscht werden.
