Der Energieeffizienz Dampf machen

Octapharma modernisiert Dampfkessel-System

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25.06.2019 Ein wesentlicher Teil der Pharmaherstellung ist auf die Versorgung mit Prozesswärme angewiesen und die Dampfproduktion stellt einen großen Kostenfaktor dar. Der Plasmapräparate-Hersteller Octapharma hat daher am Standort Wien sein Dampfkessel-System modernisiert.

Entscheider-Facts

  • Die Dampfproduktion für die Prozesswärme – zum Beispiel im Sterilisationsbereich – stellt in der Pharmaindustrie einen großen Kostenfaktor dar.
  • Um die Effizienz seiner Kesselanlage zu steigern, hat der Plasmapräparate-Hersteller Octapharma am Standort Wien unter anderem die Steuerungen, die Datenerfassung sowie die Wasseranalyse modernisiert.
  • Allein durch eine optimierte Wärmerückgewinnung ergeben sich jährlich Einsparungen von 20.000 Euro sowie 150 t weniger CO2-Emmissionen.
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Obwohl die bestehende Dampfkesselanlage zuverlässig lief, sahen die Projektpartner Potenzial für energetische Verbesserungen.

Prozesswärme ist vor allem im Sterilisationsbereich notwendig. Hier unterstützt der Dampf die Erzeugung von Reinstdampf sowie von Wasser für Injektionszwecke (WFI). Weitere Versorgungsbereiche sind die Ethanol-Destillationskolonne und die Befeuchtung von Klimaanlagen. Die seit 2007 bestehende Dampfkesselanlage am Standort Wien lief zwar nach wie vor zuverlässig. „Jedoch sahen wir mit dem Wandel der Zeit das Potenzial, unsere Energiesituation noch weiter zu verbessern“, berichtet Orestis Almpanis-Lekkas, Head of Utilities bei Octapharma. Ziel des Modernisierungsprojektes war es nun, die Energieeffizienz zu verbessern und eine durchgängige Automation der Dampfversorgung zu erreichen. Markus Tuffner, Modernisierungsleiter bei Bosch Industriekessel, bewertete auf Basis der kundenspezifischen Ausgangssituation in einem sogenannten Energy Quick Check in kurzer Zeit die möglichen Modernisierungsmaßnahmen. Anhand der aussagekräftigen Ergebnisse entschieden sich die Verantwortlichen in Wien, alle Empfehlungen umzusetzen.

Steuerungen der neuen Generation

Zunächst ließ das Pharmaunternehmen die Kessel- und Anlagensteuerung auf die neueste Steuerungsgeneration umrüsten. Aufgrund der Abkündigung des Herstellers wäre die Ersatzteilversorgung für die eingesetzte Kompaktsteuerung auf Basis der Siemens C7 in den kommenden Jahren zunehmend schwieriger geworden. Die neue Kesselsteuerungsanlage bestehend aus BCO (Boiler Control) und SCO (System Control) ermöglicht über intuitive Touch-Displays eine komfortable Bedienung und steigert die Datentransparenz. Im gleichen Zug tauschten die Energieexperten die bestehende Teleserviceverbindung gegen die neue Fernwirktechnik MEC Remote. Über diesen Fernzugriff können heute nicht nur Serviceexperten auf die Dampfkesselanlage zugreifen und Fernanalysen, Parametrierungen oder Programmierungen durchführen. Auch der Betreiber selbst kann den Anlagenstatus einsehen und wichtige Betriebsinformationen via SMS oder E-Mail erhalten.

Smarte Datenbewertung, Energiemonitoring und Betriebssicherheit

Zukünftig profitiert der Standort außerdem durch die Nachrüstung von MEC Optimize: Der digitale Effizienzassistent analysiert und interpretiert die Kesselanlagendaten und informiert das Betreiberpersonal bereits im Vorfeld über mögliche Ausfallrisiken und Möglichkeiten zur Effizienzsteigerung. Unterstützend gibt der Assistent den Anwendern individuelle Handlungsempfehlungen. Das erhöht die Sicherheit und optimiert die Energiekosten innerhalb der pharmazeutischen Produktion. Zudem wird der Zustand vieler wichtiger Systemkomponenten auf Basis der Fahrweise ermittelt und hilft bei der Wartungsplanung. „Wir können die Systemwerte einfacher überwachen, erkennen frühzeitig ungünstige Betriebszustände und erhalten ein detailliertes Monitoring, ohne vor Ort sein zu müssen“, berichtet Almpanis-Lekkas. Durch die Kopplung an die Fernwirktechnik MEC Remote kann der Betreiber die Daten vom Effizientassistenten auch aus der Ferne abrufen und dessen Oberfläche auf mobilen Endgeräten spiegeln.

Das vorprogrammierte Optimize-Modul ließ sich in den bestehenden Steuerschaltschrank integrieren, ohne umfangreiche Umbaumaßnahmen vornehmen zu müssen. Durch das vorkonfigurierte Leittechnikprotokoll lief die Integration in die zentrale Leitwarte reibungslos. Mit dem Effizienzassistenten verfügt das Betreiberpersonal jetzt auch über ein digitales Kesselbuch. Dort sind nicht nur alle relevanten Betriebsanleitungen verfügbar, es dient ebenfalls zur digitalen Erfassung der Messwerte aus den Kesselprüfungen sowie als digitale Dokumentenablage, zum Beispiel von Wartungsprotokollen.

Wasseranalyse wird vollautomatisch

Zu den wichtigsten Einflussfaktoren im Betrieb von Kesselanlagen gehört die optimale Wasserqualität. Ein neues Wasseranalysegerät sorgt in Wien nun nicht nur für einen zuverlässigen Anlagenschutz, sondern spart dem Unternehmen auch Zeit und Geld. Die ausgereiften Sensoren messen und prüfen kontinuierlich die Wasserparameter (pH-Wert, Sauerstoffgehalt und Leitfähigkeit) und leiten die Daten an die Steuerung bzw. an den Effizienzassistenten weiter. Beim Überschreiten festgelegter Grenzwerte oder gar bei sicherheitskritischen Zuständen erfolgt ein Alarmsignal. Anhand der Messwerte lassen sich auch die Chemikalien bedarfsgerecht dosieren und Einsparungen durch geringere Absalzverluste, reduzierten Brennstoffeinsatz und Wasserbedarf erzielen. Ein vollautomatischer Prozess, welcher zudem die Lebensdauer von Kesseln und Anlagenkomponenten positiv beeinflusst.

Wärmerückgewinnung innerhalb der Dampfkesselanlage

Auch die Wärmerückgewinnung innerhalb der Anlage ließ sich optimieren. Ein nachgerüsteter Brüdenkühler gewinnt nun aus Brüdendampf Energie zurück und wärmt damit Zusatzwasser vor. Hierdurch reduziert sich die notwendige Aufheizdampfmenge. Der Brüdendampf entsteht im thermischen Entgasungsprozess und ist notwendig, um die schädlichen Gase aus dem Speisewasser abzuführen. Dieser Dampf fällt kontinuierlich an – so lassen sich Einsparungen von mehreren tausend Euro pro Jahr erzielen. Weitere Kosten spart Octapharma mit der Wärmerückgewinnung aus Absalzwasser. Das Modul nimmt das Absalzwasser aus dem Kessel auf, entspannt es und nutzt die Wärmeenergie für die Aufheizung von Zusatzwasser und Beheizung des Speisewasserbehälters. Die realisierbaren Einsparungen beider Komponenten aus dem Energy Quick Check ergeben eine jährliche Ersparnis von über 20.000 Euro. Auch die Umwelt profitiert durch rund 150 t/a weniger CO2-Emissionen. Das entspricht dem CO2-Ausstoß von etwa 90 Kraftfahrzeugen.

Obwohl die Bestandskessel bereits mit Wärmerückgewinnungs-Modulen wie Economiser ausgerüstet sind, ließen sich die abgasseitigen Verluste mithilfe von O2-/CO-Regelungen noch weiter reduzieren. Die optimierte Verbrennung senkt den Brennstoffverbrauch um bis zu weitere 1 %. Zudem sorgen neue Schalldämmhauben für geringe Brennergeräusche im Kesselhaus.

Heftausgabe: Juli 2019

Über den Autor

Annemarie Wittmann, Marketing, Bosch Industriekessel
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