Heiße Drehungen

Antriebstechnik für heiße und staubige Umgebungen

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01.09.2011 Wenn die Temperatur steigt und Staub- und Schmutz­partikel in der Luft liegen, bestehen besondere Anforderungen an die Antriebstechnik. Sie muss auch bei schwankenden Umgebungsbedingungen zuverlässig ihren Dienst tun, um den laufenden Prozess nicht zu gefährden.

Entscheider-Facts Für Betreiber

  • Der Antrieb kann den hohen Temperaturen, die beispielsweise in der Umgebung eines Ofens herrschen, widerstehen.
  • Staubige und raue Industrieumgebungen beeinträchtigen den komplett gekapselten Antrieb nicht.
  • Der Drehstrommotor kann das gleiche Drehmoment aufbringen wie ein Gleichstrommotor.
  • Die Anschaffungskosten für den Drehstromantrieb sind zwar etwas höher, dafür ist aber keine Wartung mehr nötig, wodurch er sich speziell für langwierige, kontinuierliche ablaufende Prozesse eignet.
  • Das Bruchsaler Unternehmen produziert und liefert Motoren und Umrichter nach den Anforderungen der Kunden innerhalb von wenigen Wochen.

Bei Heidelberg Cement geht es heiß zu Sache. Wenn dort aus dem Rohmaterial Klinker gebrannt wird, herrschen Temperaturen um die 1.450 °C. Dieser Brennvorgang findet in einem Drehrohrofen, dem Lepolofen, statt. In den Ofen kommt eine fein gemahlene und getrocknete Mischung aus Kalkstein und Mergel. Die Materialien baut der Baustoffhersteller in der Umgebung des Leimener Werkes in Nußloch ab und mischt sie vor dem Brennvorgang mit weiteren Zusatzstoffen. Diese Mischung wird in den Rostvorwärmer und anschließend in den Brennofen befördert. Durch die kontinuierliche Drehbewegung des leicht geneigten Ofens bewegt sich das Material nach und nach in Richtung der Brennerdüse.
Der Ofen selbst hat eine Länge von 53 m bei einem Durchmesser von 4 m und muss kontinuierlich in Bewegung bleiben, damit der Prozess der Sinterung ohne Unterbrechungen ablaufen kann. Bei diesem Vorgang entsteht durch verschiedene chemische Reaktionen aus der Mischung der Zement­klinker. Anschließend fällt das Produkt in den Klinkerkühler, wo es auf 100 °C abkühlt.
Für die Drehung des Ofens ist ein Antrieb nötig, der den hohen Temperaturen, die naturgemäß auch außerhalb des Ofens herrschen, widerstehen kann. Diesen Motor hat der Zementherstel­
ler vor eineinhalb Jahren im Rahmen einer Modernisierung ausgetauscht. Bis zu dem Zeitpunkt kam für den Antrieb des Lepolofens ein Gleichstrommotor zum Einsatz. Im Februar vergangenen Jahres, zu einer Jahreszeit in der der Ofen aufgrund der Winterkälte und für Wartungs- und Reparaturarbeiten gewöhnlich stillsteht, hat der Zement­produzent anstatt des Gleichstromantriebs einen Drehstromantrieb des Typs DRE von SEW eingebaut. Der Motor des Herstellers aus Bruchsal befindet sich im Freien; er hat eine Leistung
von 200 kW und ist der einzige Antrieb für den tonnenschweren Lepolofen.
Allein das Feuerfestmaterial, das im Drehrohr verbaut ist, hat eine Masse von ca. 375 t.
Größere Anschaffungskosten, kleinere Betriebskosten
Der Zementhersteller hat den Schritt zur Umstellung auf Drehstrommotoren gewagt, da er dadurch verschiedene Vorteile erwartete. Voraussetzung für den Betreiber war die Tatsache, dass er mit dem Drehstromantrieb das gleiche Drehmoment aufbringen kann wie mit einem Gleichstromantrieb. „Zwar ist dieser nun etwas größer und auch teurer in der Anschaffung, dafür ist aber keine Wartung mehr nötig“, erläutert Bernd Haas, Vorarbeiter der Elektrowerkstatt bei Heidelberg Cement in Leimen. Der Drehstrommotor hat keine Kohlebürsten, und er ist eigenbelüftet. Dadurch kommt er ohne Fremdbelüftung aus – im Gegensatz zu dem alten Gleichstrommotor.
Trotz der hohen Umgebungstemperaturen hat der Zementproduzent von Anfang an auf eine zusätzliche Fremdbelüftung verzichtet und festgestellt, dass die Eigenbelüftung des Motors vollkommen ausreicht, um ihn trotz der Abwärme des glühend heißen Ofenrohrs dauerhaft ohne Probleme zu betreiben. Des Weiteren ist der Motor komplett gekapselt und hat keine Öffnungen. So kann der Staub, der in einem Zementwerk trotz Absaugeinrichtungen allgegenwärtig ist, ihn nicht beeinträchtigen. Den Frequenzumrichter, der den Antrieb regelt, hat ebenfalls SEW-Eurodrive geliefert. Er stammt aus der Serie Movidrive B in Baugröße 7 mit einer Nennleistung von 250 kW und ist in einem separaten Schaltraum rund 130 m vom Motor entfernt in einem Schaltschrank verbaut. Daher mussten Leitungen neu gezogen werden, und eine Umprogrammierung der Anlage war notwendig.

Schnelle Umsetzung für kurze
Prozessunterbrechung

Sowohl den Motor als auch den Umrichter hat das Bruchsaler Unternehmen nach der Anforderung des Zement­herstellers innerhalb von wenigen Tagen gefertigt und nach Leimen ans Werk geliefert. Bereits seit zehn Jahren besteht eine Kundenbeziehung zu dem Produzenten, die auch von der räumlichen Nähe zueinander profitiert. Bis zum Wiederanlauf der Anlage standen lediglich 14 Tage zur Verfügung, einschließlich der Bestellung, Lieferung und Verkabelung. Das ist für solche Anlagen sehr wenig Zeit. „Die meisten Motorenhersteller können solche Anforderungen nicht bewältigen“, erläutert Haas. „Wenn wir andere Unternehmen anfragen, die alles vom Umrichter bis zum Motor liefern, beträgt die Wartezeit schon Mal ein viertel Jahr. Das gilt besonders für Antriebe in dieser Größe.“ Falls kleinere Motoren ausgetauscht werden müssen, berichtet Hass weiter, seien sogar Lieferzeiten von 24 Stunden möglich.
SEW legt in der Regel keine großen Mengen auf Lager sondern fertigt alles nach Anforderungen des Kunden. „14 Tage Zeitfenster für den Umbau bedeutet, dass wir etwa fünf Tage zur Verfügung hatten, um Motor und Umrichter zu liefern,“ erläutert Markus Rubey vom SEW-Kundenservice. Auch für Servicearbeiten ist in kurzer Zeit ein Mitarbeiter des Bruchsaler Unternehmens vor Ort, da dort Service als untrennbarer Bestandteil der Firmenphilosophie gilt. „Bisher haben wir aber keinerlei Schwierigkeiten mit dem neuen Drehstromantrieb gehabt. Seit dem ersten Tag, an dem wir ihn eingebaut haben, läuft er ohne Probleme“, resümiert Haas.

Heftausgabe: September 2011

Über den Autor

Tina Walsweer, Redaktion
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