SKVTechnik informiert:

In Biogasanlagen wird Gas zwischen verschiedenen Anlagenkomponenten bewegt. Dazu gehören unter anderem Fermenter, Gasspeicher, Gasaufbereitung, Entschwefelung und Blockheizkraftwerk. Je nach Anlagenkonzept müssen dabei unterschiedliche Entfernungen, Rohrleitungswiderstände und Druckniveaus überwunden werden.

Seitenkanalverdichter können für den kontinuierlichen Transport von Biogas eingesetzt werden, wenn sie passend zum jeweiligen Prozess ausgelegt sind. Sie erzeugen einen definierten Über- oder Unterdruck und fördern das Gas durch Rohrleitungen, Armaturen, Filter und weitere Einblase- oder Entnahmeeinrichtungen.

Entscheidend ist der tatsächliche Betriebspunkt

Bei der Auswahl darf nicht allein der maximale Volumenstrom eines Seitenkanalverdichters betrachtet werden. Maßgeblich ist, welcher Volumenstrom bei dem im Betrieb erforderlichen Druck tatsächlich zur Verfügung steht.

Der erforderliche Druck wird unter anderem durch die Länge und den Querschnitt der Rohrleitungen bestimmt. Zusätzlich entstehen Druckverluste an Bögen, Absperrarmaturen, Rückschlagventilen, Filtern, Abscheidern und Einblaselementen. Auch die Höhendifferenz zwischen den Anlagenteilen kann die Auslegung beeinflussen.

Für die technische Vorauswahl müssen deshalb der benötigte Gasvolumenstrom und der gesamte Anlagenwiderstand gemeinsam betrachtet werden. Die Kennlinie des Seitenkanalverdichters zeigt, welcher Betriebspunkt unter diesen Bedingungen erreicht werden kann. Angegebene Maximalwerte für Druck und Volumenstrom stehen in der Regel nicht gleichzeitig zur Verfügung.

Kondensat im Gasweg berücksichtigen

Biogas enthält neben Methan und Kohlendioxid häufig auch Feuchtigkeit. Beim Abkühlen des Gases kann Kondensat in Rohrleitungen und Anlagenteilen entstehen. Dieses Kondensat kann sich an Tiefpunkten sammeln, den Strömungsquerschnitt verringern oder in den Seitenkanalverdichter gelangen.

Der Gasweg muss deshalb so geplant werden, dass Flüssigkeit kontrolliert abgeführt werden kann. Je nach Anlagenaufbau können Kondensatabscheider, Entwässerungsstellen oder weitere Schutzmaßnahmen erforderlich sein. Rohrleitungen sollten mit geeigneten Gefällen und zugänglichen Tiefpunkten ausgeführt werden.

Auch Filter und Abscheider müssen bei der Auslegung berücksichtigt werden. Steigende Verschmutzung oder zunehmender Flüssigkeitseintrag können den Druckverlust erhöhen und dadurch den tatsächlichen Betriebspunkt verändern. Eine regelmäßige Kontrolle der relevanten Anlagenkomponenten unterstützt einen zuverlässigen Betrieb.

ATEX-Anforderungen projektbezogen prüfen

Biogas kann eine explosionsfähige Atmosphäre bilden. Ob für den Seitenkanalverdichter eine ATEX-Ausführung erforderlich ist, hängt deshalb von der Gefährdungsbeurteilung, der Zoneneinteilung, dem Aufstellungsort und dem konkreten Anlagenkonzept ab.

Die ATEX-Eignung des Verdichters ist getrennt von einem möglichen Korrosionsschutz zu betrachten. Eine ATEX-Ausführung ersetzt keine Prüfung der Werkstoffbeständigkeit gegenüber Feuchtigkeit, Schwefelwasserstoff oder anderen Bestandteilen des Biogases. Umgekehrt bedeutet ein zusätzlicher Korrosionsschutz nicht automatisch, dass ein Gerät für den Einsatz in einem explosionsgefährdeten Bereich geeignet ist.

Die Auswahl der Ausführung muss daher anhand der örtlichen Bedingungen und der technischen Dokumentation erfolgen. Betreiber und Anlagenplaner legen im Rahmen der Gefährdungsbeurteilung fest, welche Anforderungen am jeweiligen Einsatzort gelten.

Auslegung anhand der Anlagendaten

Für die Vorauswahl eines geeigneten Seitenkanalverdichters werden insbesondere folgende Angaben benötigt:

• erforderlicher Gasvolumenstrom
• gewünschter Über- oder Unterdruck
• Länge und Querschnitt der Rohrleitungen
• Anzahl und Art der Armaturen
• Druckverluste von Filtern und Abscheidern
• Höhendifferenzen zwischen den Anlagenkomponenten
• Gaszusammensetzung und Feuchte
• Umgebungstemperatur und Aufstellungsort
• mögliche ATEX-Zone
• Anforderungen an Korrosionsschutz und Kondensatführung

SKVTechnik unterstützt Anlagenbauer und Betreiber bei der technischen Vorauswahl geeigneter Seitenkanalverdichter. Grundlage sind der tatsächliche Betriebspunkt, die Anlagenwiderstände und die Bedingungen am vorgesehenen Aufstellungsort.

Weiterführende Informationen:
https://www.skvtechnik.de/biogas-seitenkanalverdichter/

SKVTechnik informiert:

Membranbelüfter werden in der Wasser- und Abwasseraufbereitung eingesetzt, um Prozessluft möglichst gleichmäßig in ein Becken einzutragen. Die Luft gelangt über eine Rohrleitung und ein Verteilsystem zu den am Beckenboden angeordneten Belüftern. Dort tritt sie in Form feiner Blasen aus.

Für eine zuverlässige Luftversorgung reicht es nicht aus, ausschließlich den maximalen Volumenstrom eines Seitenkanalverdichters zu betrachten. Entscheidend ist die Luftmenge, die am tatsächlichen Betriebspunkt gegen den vorhandenen Anlagenwiderstand zur Verfügung steht.

Auslegung anhand des gesamten Luftweges

Der notwendige Überdruck wird zunächst durch die Eintauchtiefe der Membranbelüfter bestimmt. Hinzu kommen Druckverluste in Rohrleitungen, Bögen, Armaturen, Verteilern und den Membranelementen selbst. Verschmutzungen oder Veränderungen der Belüfter können den Widerstand während des Betriebs zusätzlich beeinflussen.

Der Seitenkanalverdichter muss deshalb so ausgewählt werden, dass er den erforderlichen Volumenstrom bei dem berechneten Gesamtdruck bereitstellen kann. Ist der verfügbare Druck zu gering, sinkt der Volumenstrom am Betriebspunkt. Eine übermäßig große Auslegung schafft dagegen nicht automatisch einen besseren Prozess und kann unnötige Leistungsreserven verursachen.

Für die Vorauswahl werden unter anderem folgende Angaben benötigt:

• erforderliche Luftmenge
• Anzahl und Bauart der Membranbelüfter
• Eintauchtiefe
• Druckverlust der Belüfter
• Länge und Querschnitt der Rohrleitungen
• vorhandene Bögen, Armaturen und Verteiler
• vorgesehene Betriebsdauer
• Umgebungs- und Aufstellungsbedingungen

Konkretes Gerätebeispiel

Als mögliches Gerätebeispiel aus dem SKVTechnik-Sortiment kann ein Seitenkanalverdichter der Bauart e5MSMOR mit 3 kW betrachtet werden. Das Gerät besitzt einen IE3-Weitspannungsmotor und erreicht maximal 263 m³/h sowie maximal +300 mbar Überdruck. Die Schutzart ist IP55; der angegebene Schalldruckpegel beträgt 65 dB(A).

Bei diesen Angaben handelt es sich um Maximalwerte. Maximaler Volumenstrom und maximaler Druck stehen nicht gleichzeitig zur Verfügung. Der konkrete Arbeitspunkt muss anhand der Kennlinie und der Widerstände der gesamten Belüftungsanlage bestimmt werden.

Standardausführung ohne ATEX

Das beschriebene Gerätebeispiel ist eine Standardausführung ohne ATEX-Zulassung. Diese Ausführung kommt nur infrage, wenn am vorgesehenen Aufstellungs- und Einsatzort keine explosionsfähige Atmosphäre vorliegt. Ob eine ATEX-Ausführung erforderlich ist, muss anhand der Gefährdungsbeurteilung der konkreten Anlage entschieden werden.

In gewöhnlichen Wasser- und Abwasseranwendungen ohne ATEX-Anforderung können Standardgeräte eine wirtschaftlichere und schneller verfügbare Lösung darstellen. Die endgültige Auswahl bleibt jedoch immer von den Prozessdaten und Aufstellungsbedingungen abhängig.

SKVTechnik unterstützt bei der Vorauswahl

SKVTechnik unterstützt Anlagenbauer und Betreiber bei der technischen Vorauswahl geeigneter Seitenkanalverdichter. Dafür werden der benötigte Volumenstrom, der erforderliche Überdruck und die wesentlichen Anlagenverluste gemeinsam betrachtet.

Weiterführende Informationen:
https://www.skvtechnik.de/wasseraufbereitung-seitenkanalverdichter/

SKVTechnik informiert:

Bei pneumatischen Press- und Membransystemen müssen innerhalb eines Arbeitsablaufs häufig verschiedene Druckzustände erzeugt werden. Unterdruck kann beispielsweise zum Ansaugen, Spannen oder Anlegen einer Membran verwendet werden. Überdruck unterstützt anschließend das Lösen, Rückstellen oder Belüften des Systems.

Würde der Seitenkanalverdichter für jeden Wechsel zwischen Saugen und Blasen abgeschaltet oder seine Drehrichtung geändert, verlängerten sich die Umschaltzeiten. Zudem würde der Motor durch wiederholte Start- und Bremsvorgänge zusätzlich beansprucht.

Ein Stromumkehrventil verändert stattdessen die Führung der Prozessluft. Der Seitenkanalverdichter läuft kontinuierlich weiter, während das Ventil die Luftwege entsprechend der benötigten Prozessphase umschaltet.

Drei Stellungen für unterschiedliche Prozessphasen

Das Stromumkehrventil VI6-34 stellt drei grundlegende Betriebsstellungen bereit:

Saugen

In der Saugstellung erzeugt der Seitenkanalverdichter Unterdruck an der angeschlossenen Arbeitsleitung. Dadurch können Membranen angezogen, Werkstücke fixiert oder pneumatische Pressvorgänge unterstützt werden.

Blasen

In der Blasstellung wird der vom Seitenkanalverdichter erzeugte Luftstrom als Überdruck zur Arbeitsleitung geführt. Dieser Luftstrom kann zum Lösen einer Membran, zum Belüften eines Systems oder zum schnellen Freigeben eines Werkstücks genutzt werden.

Neutralstellung

In der Neutralstellung wird die Luft innerhalb des Ventil- und Verdichtersystems umgeleitet. Die Arbeitsleitung wird dabei weitgehend vom aktiven Saug- oder Blasbetrieb getrennt.

Die Neutralstellung darf jedoch nicht mit einer sicher absperrenden Haltefunktion gleichgesetzt werden. Sie ist kein garantiert druck- oder vakuumdichter Betriebszustand. Muss ein Werkstück oder eine Membran über einen definierten Zeitraum sicher gehalten werden, sind zusätzliche Absperr-, Rückschlag- oder Sicherheitskomponenten erforderlich.

Kontinuierlicher Betrieb des Seitenkanalverdichters

Der entscheidende Vorteil des Stromumkehrventils besteht darin, dass der Seitenkanalverdichter während des gesamten Arbeitszyklus in derselben Drehrichtung weiterlaufen kann. Das Umschalten erfolgt über die veränderte Luftführung und nicht über eine Drehrichtungsänderung des Motors.

Dadurch lassen sich kurze Taktzeiten realisieren. Gleichzeitig werden häufige Motorstarts vermieden. Seitenkanalverdichter eignen sich aufgrund ihres kontinuierlichen, pulsationsarmen Luftstroms besonders für Anwendungen, in denen wiederholt zwischen Unterdruck und Überdruck gewechselt werden muss.

Typische Anwendungen sind:

– pneumatische Membranpressen
– Spann- und Fixiereinrichtungen
– Form- und Presssysteme
– Handhabungssysteme mit Saug- und Abblasfunktion
– Anlagen zum Anlegen und Lösen flexibler Membranen
– automatisierte Bearbeitungs- und Montagesysteme

Auslegung nach dem tatsächlichen Arbeitszyklus

Für die Auswahl des Seitenkanalverdichters und des Stromumkehrventils reichen Angaben zum maximalen Unterdruck oder Überdruck allein nicht aus. Entscheidend ist der vollständige Arbeitszyklus der Anlage.

Bei der technischen Vorauswahl sollten unter anderem folgende Daten berücksichtigt werden:

– benötigter Volumenstrom
– erforderlicher Unterdruck
– erforderlicher Überdruck
– Dauer der einzelnen Betriebsphasen
– gewünschte Umschaltzeiten
– Schalthäufigkeit
– Leitungsquerschnitte und Leitungslängen
– Volumen der angeschlossenen Kammern oder Membranen
– mögliche Leckagen
– erforderliche Halte- und Sicherheitsfunktionen
– Umgebungs- und Medientemperatur
– elektrische Ansteuerung des Ventils

Auch die Druckverluste in Leitungen, Armaturen und Anschlusskomponenten müssen in die Auslegung einbezogen werden. Nur wenn Seitenkanalverdichter, Stromumkehrventil und Leitungssystem aufeinander abgestimmt sind, stehen an der Arbeitsstelle die benötigten Luftmengen und Druckwerte zur Verfügung.

Technische Vorauswahl durch SKVTechnik

SKVTechnik unterstützt Anlagenbauer und Betreiber bei der Vorauswahl eines geeigneten Seitenkanalverdichters und des dazu passenden Stromumkehrventils. Grundlage dafür sind die Prozessdaten, die gewünschten Betriebsstellungen und der zeitliche Ablauf des jeweiligen Press- oder Membranprozesses.

Weitere Informationen zur Anwendung:
https://www.skvtechnik.de/umkehrventile/stromumkehrventile-fuer-pneumatische-press-und-membransysteme/

Übersicht zu Stromumkehrventilen:
https://www.skvtechnik.de/umkehrventile/

SKVTechnik informiert:

Während der Weinlese müssen große Mengen Trauben innerhalb begrenzter Zeit verarbeitet werden. Nach dem Einfüllen in eine pneumatische Weinpresse übernimmt eine flexible Membran den eigentlichen Pressvorgang.

Die Membran wird kontrolliert mit Luft beaufschlagt und dehnt sich innerhalb der geschlossenen Presstrommel aus. Dadurch werden die Trauben beziehungsweise die Maische gegen eine perforierte oder mit Entwässerungskanälen versehene Pressfläche gedrückt. Der austretende Most wird separat aufgefangen und zur weiteren Verarbeitung abgeleitet.

Ein Seitenkanalverdichter kann die für die Beaufschlagung der Membran erforderliche Prozessluft liefern. Dabei kommt die geförderte Luft nicht mit den Trauben oder dem Most in Kontakt, sofern das Presssystem konstruktiv entsprechend ausgeführt und die Membran unbeschädigt ist.

Prozessluft und Produktweg bleiben getrennt

Die Prozessluft wird über eine separate Leitung vom Seitenkanalverdichter zum Luftanschluss der Pressmembran geführt. Mit zunehmender Luftbeaufschlagung vergrößert sich das Volumen der Membran und der verfügbare Raum für das Pressgut wird kleiner.

Der Most tritt durch die dafür vorgesehenen Öffnungen aus und gelangt über einen eigenen Ablauf in eine Auffangwanne oder einen Sammelbehälter. Der Luftweg des Seitenkanalverdichters und der Flüssigkeitsweg des Mosts sind somit voneinander getrennt.

Trauben, Maische, Most oder Reinigungsflüssigkeit dürfen nicht in den Seitenkanalverdichter gelangen. Das Gerät ist für die Förderung gasförmiger Medien vorgesehen und darf nicht als Flüssigkeitspumpe eingesetzt werden.

Pressdruck stufenweise aufbauen

Bei der Weinbereitung soll der Pressvorgang kontrolliert erfolgen. Ein zu schneller oder zu hoher Druckaufbau kann das Pressgut unnötig stark belasten. Die Prozessluftversorgung muss daher in die Steuerung der Weinpresse eingebunden und entsprechend geregelt werden.

Abhängig vom Pressprogramm kann die Membran schrittweise beaufschlagt werden. Zwischen den einzelnen Pressstufen können Entlastungs- oder Auflockerungsphasen vorgesehen sein, damit sich das Pressgut innerhalb der Trommel neu verteilt.

Der Seitenkanalverdichter stellt dafür den erforderlichen Luftstrom bereit. Die konkrete Druckregelung, die zulässigen Pressstufen und der zeitliche Ablauf werden jedoch durch die Ausführung und Steuerung der Weinpresse bestimmt.

Die Vorgaben des Pressenherstellers sind deshalb verbindlich zu beachten. Nicht jede pneumatische Weinpresse ist automatisch für den direkten Anschluss eines Seitenkanalverdichters geeignet.

Volumenstrom und Druck gemeinsam betrachten

Für die Auswahl des Seitenkanalverdichters müssen sowohl der erforderliche Luftvolumenstrom als auch der benötigte Betriebsdruck bekannt sein.

Ein hoher Volumenstrom kann die Membran schneller füllen. Mit zunehmendem Druck verändert sich jedoch der erreichbare Volumenstrom des Verdichters. Der maximale Volumenstrom und der maximale Druck eines Seitenkanalverdichters stehen normalerweise nicht gleichzeitig zur Verfügung.

Maßgeblich ist der tatsächliche Betriebspunkt. Dieser ergibt sich aus der Kennlinie des Verdichters und dem Widerstand des angeschlossenen Systems. Neben der Membran beeinflussen insbesondere folgende Komponenten den Betriebspunkt:

– Länge und Querschnitt der Luftleitung
– Bögen, Kupplungen und Armaturen
– Regel- und Absperrventile
– Rückschlagventile
– Filter und Schalldämpfer
– Anschlussquerschnitt der Weinpresse
– erforderlicher Druck innerhalb der Membran

Der Seitenkanalverdichter muss den benötigten Volumenstrom bei dem tatsächlich erforderlichen Pressdruck bereitstellen. Eine Auswahl ausschließlich anhand der angegebenen Maximalwerte ist nicht ausreichend.

Größe der Membran beeinflusst die Füllzeit

Das Luftvolumen der Membran und die gewünschte Zeit für den Druckaufbau bestimmen wesentlich, welcher Volumenstrom benötigt wird. Bei einer großen Presse muss während einer Füllphase mehr Luft bereitgestellt werden als bei einer kleineren Anlage.

Neben dem maximalen Membranvolumen sind das vorgesehene Pressprogramm und die Zahl der täglichen Presszyklen relevant. Für eine belastbare Vorauswahl werden deshalb Angaben zur Pressengröße, zur gewünschten Füllzeit und zum zeitlichen Verlauf der Druckstufen benötigt.

Auch Entlastungsphasen sind zu berücksichtigen. Je nach Anlagenkonzept wird die Luft aus der Membran kontrolliert abgelassen oder über die Steuerung der Presse geführt. Der Seitenkanalverdichter ersetzt keine Ventile, Druckregelung oder Sicherheitseinrichtungen der Weinpresse.

Prozessluft sauber zuführen

Die angesaugte Luft sollte frei von störenden Partikeln und für die vorgesehene Anwendung geeignet sein. Ein Ansaugfilter schützt den Seitenkanalverdichter und das angeschlossene Leitungssystem vor Verunreinigungen.

Der Filterzustand muss regelmäßig kontrolliert werden. Ein zugesetzter Ansaugfilter erhöht den Anlagenwiderstand, verringert den verfügbaren Volumenstrom und kann die Belastung des Verdichters verändern.

Der Ansaugbereich sollte so gewählt werden, dass keine Reinigungsflüssigkeiten, Spritzwasser oder größere Mengen feuchter Abluft eingesaugt werden. Abhängig vom Aufstellungsort können zusätzliche Schutzmaßnahmen erforderlich sein.

Hygienische Trennung erhalten

Auch wenn die Prozessluft bei intakter Membran nicht unmittelbar mit Trauben oder Most in Berührung kommt, muss das Gesamtsystem für den Einsatz in einer Umgebung der Lebensmittel- und Getränkeverarbeitung geeignet sein.

Luftleitungen und Anschlüsse sollten so verlegt werden, dass sie gereinigt und kontrolliert werden können. Beschädigungen der Membran oder Undichtigkeiten an den Anschlüssen müssen rechtzeitig erkannt werden.

Bei der Reinigung der Weinpresse ist sicherzustellen, dass Wasser und Reinigungsmittel nicht über die Luftleitung in den Seitenkanalverdichter gelangen. Gegebenenfalls sind Rückschlagventile, geeignete Absperrungen oder weitere Trenneinrichtungen vorzusehen.

Betriebsdauer und Wärmeentwicklung berücksichtigen

Während des Betriebs erwärmen sich der Seitenkanalverdichter und die geförderte Luft. Die tatsächlich entstehende Temperatur hängt unter anderem vom Betriebspunkt, der Laufzeit, dem Druckverhältnis und der Umgebungstemperatur ab.

Der Verdichter benötigt ausreichend Kühlluft. Kühlflächen und Lüftungsöffnungen dürfen nicht blockiert werden. Wird das Gerät eingehaust oder in einem geschlossenen Technikraum aufgestellt, muss die Betriebswärme zuverlässig abgeführt werden.

Die zulässigen Temperaturgrenzen der Weinpresse, der Membran und der Luftleitungen sind ebenfalls zu berücksichtigen. Die Eignung der Prozesslufttemperatur muss anhand der konkreten Anlage geprüft werden.

Sicherheits- und ATEX-Anforderungen prüfen

Der erforderliche Pressdruck darf die zulässigen Grenzwerte der Membran und des Pressbehälters nicht überschreiten. Eine geeignete Druckbegrenzung und Überwachung müssen Bestandteil des Anlagenkonzepts sein.

Ob am Aufstellungsort besondere Explosionsschutzanforderungen bestehen, ist anhand der betrieblichen Gefährdungsbeurteilung zu klären. Dabei sind unter anderem mögliche alkoholhaltige Dämpfe, eingesetzte Reinigungsmittel und die örtlichen Lüftungsverhältnisse zu berücksichtigen.

Eine ATEX-Ausführung darf nur anhand der tatsächlichen Zoneneinteilung und der erforderlichen Gerätekategorie ausgewählt werden. Ohne ausgewiesene explosionsfähige Atmosphäre kann häufig eine wirtschaftlichere Standardausführung eingesetzt werden.

Technische Vorauswahl durch SKVTechnik

Für die Vorauswahl eines geeigneten Seitenkanalverdichters werden insbesondere folgende Angaben benötigt:

– Hersteller und Typ der Weinpresse
– Trommel- beziehungsweise Pressenvolumen
– maximales Luftvolumen der Membran
– erforderlicher Pressdruck
– gewünschte Zeit für den Druckaufbau
– Verlauf und Anzahl der Pressstufen
– Zahl der Presszyklen pro Tag
– Länge und Querschnitt der Luftleitung
– Druckverluste von Ventilen und Einbauten
– Umgebungstemperatur und Aufstellungsort
– Anforderungen an Luftqualität und Filtration
– mögliche ATEX-Zone

SKVTechnik unterstützt Weinbaubetriebe, Anlagenbauer und Pressenhersteller bei der technischen Vorauswahl eines geeigneten Seitenkanalverdichters. Die endgültige Gerätefestlegung erfolgt anhand des tatsächlichen Betriebspunktes und der technischen Vorgaben des Pressenherstellers.

Weiterführende Informationen:

https://www.skvtechnik.de/Seitenkanalverdichter

SKVTechnik informiert:

Bei Turbinen, Getrieben, Lagergehäusen und anderen ölgeschmierten Maschinen können feine Öltröpfchen in die Abluft gelangen. Ohne geeignete Erfassung kann sich dieser Ölnebel im Maschinenumfeld verteilen, Oberflächen verunreinigen und den Ölverlust des Systems erhöhen.

Ölnebelabscheider erfassen die belastete Abluft und führen sie durch mehrere Abscheidestufen. Ein Seitenkanalverdichter kann dabei den benötigten Unterdruck erzeugen und den Gasstrom durch den Filterabscheider fördern.

Die eigentliche Trennung des Öls von der Abluft erfolgt nicht im Seitenkanalverdichter, sondern im vorgeschalteten Abscheidesystem. Dort werden die Öltröpfchen zurückgehalten, gesammelt und – abhängig von der jeweiligen Anlage – dem Ölkreislauf wieder zugeführt oder kontrolliert entsorgt.

Unterdruck am tatsächlichen Anlagenwiderstand auslegen

Für eine zuverlässige Erfassung muss an der vorgesehenen Absaugstelle ein ausreichender Unterdruck vorhanden sein. Dieser wird durch den Seitenkanalverdichter erzeugt. Entscheidend ist jedoch nicht allein dessen maximaler Volumenstrom oder maximaler Unterdruck.

Der tatsächliche Betriebspunkt ergibt sich aus dem Zusammenspiel von Verdichterkennlinie und Anlagenwiderstand. Druckverluste entstehen insbesondere durch:

– Filter- und Abscheidestufen
– Rohrleitungen und Schläuche
– Bögen, Übergänge und Armaturen
– Rückschlag- oder Regelventile
– Schalldämpfer
– verschmutzte Filterelemente

Mit zunehmender Filterbeladung kann der Druckverlust ansteigen. Deshalb muss bei der Auslegung nicht nur der Zustand eines neuen Filters, sondern auch der vorgesehene Betriebsbereich bis zum Filterwechsel berücksichtigt werden.

Referenzbetriebspunkt für die technische Vorauswahl

Für einen dokumentierten Ölnebelabscheider liegt ein Referenzbetriebspunkt von ungefähr 110 Normkubikmetern pro Stunde bei einem Unterdruck von rund 60 Millibar vor. Dieser Wert beschreibt eine konkrete Referenzanlage und darf nicht pauschal auf andere Ölnebelabscheider übertragen werden.

Als mögliches Produktbeispiel wurde der Seitenkanalverdichter e4MSMOR mit 0,75 Kilowatt geprüft. Das Gerät erreicht nach der zugrunde gelegten FPZ-Vakuumtabelle im Bereich von minus 60 Millibar einen Volumenstrom von ungefähr 111 Kubikmetern pro Stunde.

Damit liegt die technische Vorauswahl nahe am dokumentierten Referenzbetriebspunkt. Die endgültige Auswahl muss dennoch anhand der tatsächlichen Anlage, der realen Filterverluste und der Eigenschaften der geförderten Abluft erfolgen.

Produktbeispiel

Artikelnummer: SE04MS50+0005

Bezeichnung: e4MSMOR 0,75 kW IE3WR

Nenndaten:

– Motorleistung: 0,75 kW
– maximaler Volumenstrom: 138 m³/h
– maximaler Überdruck: +150 mbar
– maximaler Unterdruck: −150 mbar
– Ausführung: ohne ATEX

Die genannten Maximalwerte stehen nicht gleichzeitig zur Verfügung. Für die Auslegung ist der Volumenstrom maßgeblich, den der Verdichter am tatsächlich benötigten Unterdruck erreicht.

Abscheider vor dem Seitenkanalverdichter anordnen

Der Ölnebel sollte möglichst weitgehend abgeschieden werden, bevor der Gasstrom in den Seitenkanalverdichter gelangt. Dadurch wird verhindert, dass größere Mengen Öl, Flüssigkeit oder Verunreinigungen in das Gerät eingetragen werden.

Seitenkanalverdichter sind für die Förderung von Gasen ausgelegt. Sie dürfen nicht als Flüssigkeitspumpen eingesetzt werden. Kann im Leitungssystem flüssiges Öl oder Kondensat auftreten, sind geeignete Abscheide- und Entwässerungseinrichtungen vorzusehen.

Die Leitungsführung sollte so geplant werden, dass angesammelte Flüssigkeit nicht unkontrolliert in Richtung des Verdichters fließen kann. Abhängig von der Anlage können Sammelbehälter, Kondensatableiter oder zusätzliche Schutzstufen erforderlich sein.

Filterzustand überwachen

Ein zunehmender Druckverlust kann ein Hinweis auf verschmutzte oder gesättigte Filterelemente sein. Wird der Anlagenwiderstand zu groß, verschiebt sich der Betriebspunkt des Seitenkanalverdichters. Der verfügbare Volumenstrom kann dadurch sinken.

Eine Differenzdrucküberwachung am Filter unterstützt die zustandsabhängige Wartung. Grenzwerte und Wechselintervalle müssen sich nach den Vorgaben des Abscheiderherstellers und den tatsächlichen Betriebsbedingungen richten.

Filterelemente sollten nicht nur nach einem festen Zeitraum, sondern auch anhand ihres Zustands kontrolliert werden. Art und Menge des Ölnebels, Betriebsdauer und Umgebungseinflüsse können die Standzeit erheblich beeinflussen.

Temperatur und Medienverträglichkeit prüfen

Vor der Geräteauswahl müssen die Temperatur und Zusammensetzung der geförderten Abluft bekannt sein. Warme Abluft kann die thermische Belastung des Seitenkanalverdichters erhöhen. Hinzu kommt die Erwärmung des Gases während der Verdichtung.

Auch Ölbestandteile, Additive, Reinigungsmittel oder weitere Prozessstoffe können die Werkstoff- und Dichtungsverträglichkeit beeinflussen. Die Eignung muss deshalb anhand der tatsächlichen Stoffdaten geprüft werden.

Sind korrosive oder chemisch belastende Bestandteile vorhanden, kann eine besondere Oberflächenbehandlung oder eine abgedichtete Sonderausführung erforderlich sein. Eine Standardausführung darf nur eingesetzt werden, wenn Medium und Betriebsbedingungen innerhalb der freigegebenen Grenzen liegen.

Mögliche ATEX-Anforderungen gesondert bewerten

Das genannte Produktbeispiel besitzt keine ATEX-Ausführung. Es eignet sich deshalb nur für Anlagen, in denen weder im geförderten Gasstrom noch am Aufstellungsort eine explosionsfähige Atmosphäre zu erwarten ist.

Ob Ölnebel oder weitere Bestandteile der Abluft eine explosionsfähige Atmosphäre bilden können, muss der Betreiber beziehungsweise Anlagenplaner im Rahmen der Gefährdungsbeurteilung klären.

Ist eine ATEX-Ausführung erforderlich, müssen Zoneneinteilung, Stoffeigenschaften, Temperaturklasse und Gerätekategorie eindeutig festgelegt werden. Eine ATEX-Ausführung ersetzt nicht die Prüfung der Medienverträglichkeit, Temperaturgrenzen und erforderlichen Dichtheit.

Aufstellung und Wärmeabfuhr berücksichtigen

Der Seitenkanalverdichter benötigt ausreichend Kühlluft. Lüftungsöffnungen und Kühlflächen müssen frei bleiben. Eine Einhausung darf nur verwendet werden, wenn die entstehende Betriebswärme kontrolliert abgeführt wird.

Bei der Montage ist außerdem auf eine spannungsfreie Leitungsführung zu achten. Flexible Anschlüsse können die Übertragung mechanischer Schwingungen verringern. Das Gewicht angeschlossener Rohrleitungen darf nicht auf den Verdichteranschlüssen lasten.

Für Wartungsarbeiten müssen Filter, Abscheidebehälter und Verdichter gut erreichbar bleiben. Die Anlage sollte so aufgebaut sein, dass Filterelemente gewechselt und abgeschiedenes Öl entfernt werden können, ohne andere Komponenten unnötig demontieren zu müssen.

Technische Vorauswahl durch SKVTechnik

Für die Vorauswahl eines geeigneten Seitenkanalverdichters benötigt SKVTechnik insbesondere folgende Angaben:

– erforderlicher Volumenstrom
– benötigter Unterdruck an der Absaugstelle
– Druckverlust des Ölnebelabscheiders
– zulässiger Enddruckverlust der Filterelemente
– Länge und Querschnitt der Leitungen
– Temperatur der abgesaugten Luft
– Art und Konzentration des Ölnebels
– mögliche zusätzliche Bestandteile der Abluft
– vorgesehene Betriebsdauer
– Aufstellungs- und Umgebungsbedingungen
– mögliche ATEX-Anforderungen

SKVTechnik unterstützt Betreiber und Anlagenbauer bei der technischen Vorauswahl eines geeigneten Seitenkanalverdichters. Die endgültige Gerätefestlegung erfolgt anhand des realen Betriebspunktes, des eingesetzten Abscheidesystems sowie der Temperatur- und Medienbedingungen.

Weiterführende Informationen:

https://www.skvtechnik.de/Seitenkanalverdichter

SKVTechnik informiert:

Biogasanlagen erzeugen nicht nur verwertbares Gas. An Annahmestellen, Fermentern, Gärrestlagern und weiteren Anlagenbereichen kann außerdem geruchsbelastete Abluft entstehen. Biofilter und Abluftwäscher übernehmen die Aufgabe, diese Abluft zu behandeln und Geruchsemissionen zu reduzieren.

Damit die Abluft gleichmäßig durch das Filtermaterial oder die Waschstufe geführt werden kann, wird ein definierter Luftstrom benötigt. Seitenkanalverdichter eignen sich für solche luftseitigen Nebenprozesse, wenn ein vergleichsweise großer Volumenstrom bei einem niedrigen bis mittleren Differenzdruck bereitgestellt werden muss.

Der Anlagenwiderstand bestimmt den erforderlichen Betriebspunkt

Bei der Auswahl eines Seitenkanalverdichters genügt es nicht, ausschließlich den gewünschten Volumenstrom zu betrachten. Rohrleitungen, Bögen, Armaturen, Filterflächen, Packungen und weitere Bauteile erzeugen Druckverluste. Auch der Verschmutzungsgrad eines Biofilters kann den Widerstand während des Betriebs erhöhen.

Der erforderliche Betriebspunkt ergibt sich deshalb aus dem benötigten Luftvolumenstrom und dem gesamten Druckverlust der Anlage. Die Leistungskennlinie des Seitenkanalverdichters zeigt, welcher Volumenstrom beim tatsächlich erforderlichen Differenzdruck zur Verfügung steht.

Die angegebenen maximalen Werte für Volumenstrom und Druck dürfen dabei nicht miteinander kombiniert werden. Sie beschreiben unterschiedliche Punkte der Kennlinie. Eine technische Vorauswahl erfolgt daher immer auf Grundlage der konkreten Prozess- und Leitungsdaten.

Konkretes Gerätebeispiel aus dem SKVTechnik-Sortiment

Als mögliches Gerätebeispiel wird der Seitenkanalverdichter e5MSMOR mit 1,1 kW IE3WR-Motor betrachtet. Das Gerät erreicht einen maximalen Volumenstrom von 263 m³/h sowie maximal +125 mbar Überdruck beziehungsweise −125 mbar Unterdruck.

Die Ausführung ist mit ATEX II 3GD T3 angegeben. Der IE3-Weitspannungsmotor ist für den Betrieb mit Frequenzumrichter geeignet. Dadurch kann der bereitgestellte Luftstrom innerhalb der technisch zulässigen Betriebsgrenzen an unterschiedliche Prozesszustände angepasst werden.

Ob dieses Gerät für eine konkrete Abluftbehandlungsanlage geeignet ist, hängt vom benötigten Betriebspunkt, dem Leitungssystem, der Filterausführung und den Umgebungsbedingungen ab. Das Beispiel ersetzt deshalb keine projektbezogene Auslegung.

ATEX und Korrosionsschutz getrennt bewerten

Bei Abluftbehandlungssystemen muss zunächst geklärt werden, welches Medium tatsächlich durch den Seitenkanalverdichter geführt wird. Wird ausschließlich Umgebungsluft gefördert und befindet sich das Gerät außerhalb eines explosionsgefährdeten Bereichs, kann die Bewertung anders ausfallen als bei direktem Kontakt mit biogashaltiger Abluft.

Die ATEX-Ausführung beschreibt die Eignung des Gerätes für entsprechend festgelegte explosionsgefährdete Bereiche. Sie ist jedoch nicht automatisch mit einem erhöhten Korrosionsschutz gleichzusetzen.

Feuchtigkeit, Kondensat und aggressive Bestandteile der Abluft können die inneren Bauteile eines Seitenkanalverdichters belasten. Deshalb sind ATEX-Anforderung und Korrosionsbelastung separat zu prüfen. Für das betrachtete Modell können unter anderem eine Oberflächenbehandlung und eine abgedichtete Ausführung angefragt werden. Weitere Schutzmaßnahmen werden abhängig von Medium, Feuchte, Temperatur und Betriebsweise festgelegt.

Gleichmäßige Luftversorgung statt unnötiger Leistungsreserven

Ein zu klein ausgelegter Seitenkanalverdichter kann den benötigten Luftstrom bei zunehmendem Filterwiderstand möglicherweise nicht mehr bereitstellen. Eine unnötig große Maschine verursacht dagegen höhere Anschaffungs- und Betriebskosten.

Ziel der Auslegung ist daher ein Betriebspunkt, der den erforderlichen Luftstrom zuverlässig abdeckt und gleichzeitig ausreichende Reserven für betriebliche Veränderungen berücksichtigt. Bei wechselndem Bedarf kann eine geeignete Drehzahlregelung dazu beitragen, den Volumenstrom an den Prozess anzupassen.

Für die technische Vorauswahl werden insbesondere folgende Angaben benötigt:

– erforderlicher Luftvolumenstrom
– benötigter Überdruck oder Unterdruck
– Druckverlust des Biofilters oder Abluftwäschers
– Länge, Durchmesser und Verlauf der Rohrleitungen
– Art und Zusammensetzung der geförderten Luft
– Feuchtigkeit, Kondensatanfall und Temperatur
– geplanter Dauer- oder Intervallbetrieb
– Aufstellungsort und Umgebungsbedingungen
– vorhandene ATEX-Zoneneinteilung
– erforderliche Korrosionsschutzmaßnahmen
– elektrische Anschlussdaten und gewünschte Regelung

SKVTechnik unterstützt bei der technischen Vorauswahl eines passenden Seitenkanalverdichters. Die endgültige Auslegung erfolgt anhand der Anlagenkennlinie und der projektspezifischen Betriebsbedingungen.

Weitere Informationen zur Anwendung:

https://www.skvtechnik.de/biogas-seitenkanalverdichter/belueftung-von-abluftbehandlungs-systemen/

Übersicht der Einsatzmöglichkeiten von Seitenkanalverdichtern in Biogasanlagen:

https://www.skvtechnik.de/biogas-seitenkanalverdichter/

Fachartikel der SKVTechnik

Ölnebel entsteht unter anderem in Schmierölsystemen von Gas- und Dampfturbinen, Getrieben, Kompressoren und Dieselmotoren. Gelangt dieser Nebel unkontrolliert über Entlüftungen oder Dichtstellen in die Umgebung, gehen Schmierölanteile verloren und die Umgebung der Maschine kann belastet werden.

In einem Ölnebelabscheidesystem wird deshalb ein definierter Unterdruck erzeugt. Dieser Unterdruck erfasst die ölnebelhaltige Abluft und führt sie durch geeignete Filter- und Abscheidestufen. Dort werden feine Öltröpfchen aus dem Luftstrom abgeschieden. Das zurückgewonnene Öl kann gesammelt oder – abhängig vom Anlagenkonzept – wieder in das Schmierölsystem zurückgeführt werden.

AUFGABE DES SEITENKANALVERDICHTERS

Der Seitenkanalverdichter ist nicht der eigentliche Ölabscheider. Seine Aufgabe besteht darin, den notwendigen Unterdruck und Volumenstrom für die kontrollierte Absaugung bereitzustellen.

Vorzugsweise arbeitet der Verdichter auf der Reinluftseite des Abscheidesystems. Der rohe Ölnebel wird dadurch zunächst im vorgeschalteten Filter oder Koaleszenzabscheider behandelt und muss nicht unmittelbar durch den Seitenkanalverdichter geführt werden.

Für die Auslegung sind insbesondere der erforderliche Absaugvolumenstrom, der gewünschte Unterdruck sowie die Druckverluste der Rohrleitungen und des Abscheiders entscheidend. Beim Filterdruckverlust sollte nicht nur der saubere, sondern möglichst auch der maximal beladene Zustand berücksichtigt werden.

REFERENZBETRIEBSPUNKT AUS EINER ÖLNEBELABSCHEIDEANLAGE

Ein dokumentiertes Anlagenbeispiel arbeitet mit folgenden Betriebsdaten:

• Volumenstrom: 110 Nm³/h
• Unterdruck: −60 mbar
• Motorleistung: 0,75 kW
• Frequenz: 50 Hz
• Schutzart: IP55

Diese Werte beschreiben einen konkreten Referenzbetriebspunkt und ersetzen keine projektspezifische Auslegung.

KONKRETES GERÄTEBEISPIEL AUS DEM SKVTECHNIK-SORTIMENT

Als mögliches Gerätebeispiel wurde ein Seitenkanalverdichter der Baureihe e4MSMOR mit 0,75 kW betrachtet. Die in den Produktdaten angegebenen Maximalwerte bei 50 Hz betragen:

• maximaler Volumenstrom: 138 m³/h
• maximaler Unterdruck: −150 mbar
• Anschlussgröße: 1½ Zoll
• Schalldruckpegel: 62 dB(A)
• Schutzart: IP55
• Gewicht: 17 kg
• Ausführung: Standardgerät ohne ATEX

Die Maschine besitzt einen IE3-Weitspannungsmotor, ist für den Betrieb mit Frequenzumrichter geeignet und wird als wartungsfreie Konstruktion aus Aluminiumlegierung beschrieben.

Ob dieses Gerät den tatsächlichen Betriebspunkt erreicht, muss anhand der Kennlinie sowie der realen Ansaugbedingungen geprüft werden. Dabei sind die Umrechnung zwischen Norm- und Betriebsvolumenstrom, der Filterdruckverlust und ausreichende Reserven zu berücksichtigen.

MEDIUM, ATEX UND WERKSTOFFAUSFÜHRUNG PROJEKTBEZOGEN PRÜFEN

Auch bei einer Aufstellung auf der Reinluftseite müssen Restölgehalt, Gastemperatur und Gaszusammensetzung bekannt sein. Davon hängt ab, ob eine Standardausführung verwendet werden kann oder besondere Maßnahmen hinsichtlich Dichtheit, Oberflächenbehandlung oder Werkstoffausführung erforderlich sind.

Explosionsschutz und Medienverträglichkeit sind getrennt zu bewerten. Die betrachtete Standardmaschine besitzt keine ATEX-Zulassung. Liegt eine explosionsgefährdete Atmosphäre vor, muss eine für die konkrete Zone geeignete Ausführung ausgewählt werden.

DATEN FÜR DIE TECHNISCHE VORAUSWAHL

Für eine belastbare Vorauswahl werden insbesondere folgende Angaben benötigt:

• gewünschter Volumenstrom in m³/h oder Nm³/h
• erforderlicher Unterdruck in mbar
• Druckverlust des Abscheiders im sauberen und beladenen Zustand
• Temperatur und Zusammensetzung des abgesaugten Gasstroms
• Art des Schmieröls und bekannte Ölnebelbelastung
• Dauer- oder Intervallbetrieb
• Aufstellort und Umgebungstemperatur
• gegebenenfalls ATEX-Zone
• elektrische Versorgung
• Anforderungen an Redundanz, Geräusch, Schutzart und Werkstoffe

SKVTechnik unterstützt bei der technischen Vorauswahl eines geeigneten Seitenkanalverdichters anhand des tatsächlichen Betriebspunktes.

Weitere Informationen zum Prozess:

https://www.skvtechnik.de/anwendungsmoeglichkeiten-von-seitenkanalverdichtern/oelnebelabscheidung-an-turbinen-und-maschinen-mit-seitenkanalverdichtern/

Übersicht der Anwendungsfälle:

https://www.skvtechnik.de/anwendungsmoeglichkeiten-von-seitenkanalverdichtern/

Produktdatenblatt der Baureihe e4MSMOR:

https://www.skvent.de/media/FPZ_SEITENKANALVERDICHTER/DSB_e_04_MS_MOR_IE3WR_DE.pdf

SKVTechnik informiert:

Seitenkanalverdichter erzeugen während des Betriebs Strömungs-, Motor- und Maschinengeräusche. Besonders in der Nähe von Arbeitsplätzen, Technikräumen oder geräuschempfindlichen Bereichen kann deshalb eine Verringerung des abgestrahlten Luftschalls erforderlich werden. Schallschutzkabinen setzen unmittelbar an der Maschine an. Für eine zuverlässige Lösung müssen jedoch deutlich mehr Kriterien als nur die Außenabmessungen des Verdichters betrachtet werden.

SKVTechnik hat deshalb die Landingpage „Schallschutzkabinen für Seitenkanalverdichter“ sowie die zugehörigen Informationsseiten neu aufgebaut und fachlich erweitert. Betreiber, Planer und Anlagenbauer erhalten dort einen strukturierten Überblick über die wesentlichen Gesichtspunkte, die bei Auswahl, Einbau und Betrieb einer Schallschutzkabine zu berücksichtigen sind.

Schallminderung und Wärmeabfuhr gemeinsam betrachten

Schallschutzkabinen umschließen den Seitenkanalverdichter mit schallabsorbierenden beziehungsweise schalldämmenden Bauteilen. Dadurch kann ein Teil des von der Maschine abgestrahlten Luftschalls innerhalb der Kabine aufgenommen und die Übertragung in die Umgebung reduziert werden. Für die dokumentierten FPZ-Schallschutzkabinen gibt der Hersteller eine Geräuschreduzierung von bis zu 10 dB(A) an. Der tatsächlich erreichbare Wert ist von der Maschine, ihrem Betriebspunkt, den angeschlossenen Leitungen und der konkreten Einbausituation abhängig.

Gleichzeitig entsteht beim Betrieb des Seitenkanalverdichters Wärme. Diese darf sich innerhalb der Kabine nicht unkontrolliert anstauen. Belüftungsöffnungen und elektrische Axialventilatoren müssen die erwärmte Luft abführen können. Der Betrieb setzt deshalb einen funktionsfähigen Axialventilator sowie freie Zu- und Abluftwege voraus. Auch der erforderliche Freiraum um die Kabine muss bereits bei der Anlagenplanung berücksichtigt werden.

Modellbezogene Zuordnung statt Auswahl allein nach Außenmaßen

Bei FPZ-Seitenkanalverdichtern gelten die in der aktuellen Herstellerdokumentation aufgeführten Zuordnungen zwischen Verdichtermodell und Schallschutzkabine. Berücksichtigt werden dabei unter anderem Abmessungen, Befestigungspunkte, Wärmeentwicklung, Belüftung sowie Lage und Ausführung der Ansaug-, Druck- und Elektroanschlüsse.

Für Seitenkanalverdichter anderer Hersteller kann SKVTechnik anhand der vom Kunden bereitgestellten Maße und technischen Angaben eine unverbindliche räumliche Vorauswahl unterstützen. Eine technische Freigabe oder ausdrückliche Kompatibilitätsbestätigung ist damit nicht verbunden. Die endgültige Prüfung und Verantwortung für Auswahl, Einbau, Anschlussführung, Wärmeabfuhr und sicheren Betrieb verbleiben beim Kunden beziehungsweise beim ausführenden Anlagenbauer.

Acht Themenbereiche erleichtern die Vorbereitung

Die überarbeitete Informationsstruktur gliedert das Thema in acht Bereiche:

1. Geräuschminderung direkt am Seitenkanalverdichter
2. modellbezogene Ausführung der Schallschutzkabinen
3. kontrollierte Wärmeabfuhr
4. schallabsorbierende Materialien und Paneelkonstruktionen
5. Verringerung der Schwingungsübertragung
6. wartungsfreundlicher Zugang
7. definierte Bedingungen für die Außenaufstellung
8. Transport, Palettierung und teilweise Stapelbarkeit

Damit wird deutlich, dass eine Schallschutzkabine nicht als isolierte Abdeckung betrachtet werden darf. Starre Leitungsverbindungen können beispielsweise Schwingungen und Körperschall auf Rohrleitungen oder Gebäudeteile übertragen. Flexible Anschlüsse und geeignete Schwingungsdämpfer können diese Übertragungswege begrenzen. Aufklappbare Dächer oder demontierbare Paneele wiederum erleichtern Installation, Kontrolle und Wartung.

Unterschiedliche Bedingungen bei der Außenaufstellung

Auch die Eignung für eine Außenaufstellung unterscheidet sich je nach Kabinenbaureihe. Die Ausführungen SC5M, SC6M und SC8M sind laut FPZ für Außeninstallationen geeignet. SC9M und SC10M sind in erster Linie für die Innenaufstellung vorgesehen; eine Außenaufstellung setzt einen Schutz vor direkter Sonneneinstrahlung und Regen voraus. IH-Schallschutzkabinen benötigen bei einer Außenaufstellung zusätzliche geeignete Schutzmaßnahmen.

Die beschriebenen Standard-Schallschutzkabinen sind für den Betrieb in nicht explosionsgefährdeter Atmosphäre vorgesehen. Eine Eignung für explosionsgefährdete Bereiche wird für diese Standardausführungen nicht angegeben.

Neue Beitragsreihe vertieft einzelne Auswahlkriterien

Ergänzend zur neu strukturierten Website startet SKVTechnik eine Fachartikelreihe. In den folgenden Beiträgen werden Wärmeabfuhr, schallabsorbierende Materialien, Schwingungsübertragung, Wartungszugang, Außenaufstellung sowie Transport- und Stapelmöglichkeiten einzeln behandelt.

Die neue Themenseite ist unter folgender Adresse erreichbar:

https://www.skvtechnik.de/schallschutzkabinen/

Abbildungen und technische Angaben: FPZ. Technische Änderungen durch den Hersteller vorbehalten. Maßangaben sind unverbindlich. Es gelten die jeweils aktuellen Herstellerunterlagen.

SKVTechnik informiert:

In Abwasserbehandlungsanlagen müssen Inhaltsstoffe häufig über längere Zeit möglichst gleichmäßig im Becken verteilt bleiben. Ohne ausreichende Bewegung können Feststoffe sedimentieren, Schwimmschichten entstehen oder Bereiche mit unterschiedlichen Konzentrationen und Sauerstoffbedingungen auftreten.

Eine luftgestützte Durchmischung kann den Beckeninhalt in Bewegung halten. Dazu stellt ein Seitenkanalverdichter einen kontinuierlichen Luftstrom bereit. Die angesaugte Umgebungsluft wird über Rohrleitungen und Verteiler zu Düsen, Diffusoren oder Belüftungsrohren am Beckenboden geführt.

Die austretende Luft steigt in Form von Blasen durch das Abwasser auf. Dabei wird Wasser aus tieferen Bereichen mit nach oben bewegt. Gleichzeitig strömt anderes Wasser nach unten. Die entstehenden vertikalen Strömungen unterstützen eine großräumige Bewegung des Beckeninhalts.

Luftblasen erzeugen Bewegung im Becken

Die Durchmischungswirkung beruht nicht allein auf der unmittelbar eingebrachten Luftmenge. Entscheidend ist vor allem die durch die aufsteigenden Blasen erzeugte Wasserströmung.

Je nach Beckenform, Wassertiefe und Anordnung der Belüftungselemente entstehen unterschiedliche Strömungsbilder. Gut platzierte Einblasstellen können dazu beitragen, größere Bereiche des Beckens zu erfassen und strömungsarme Zonen zu reduzieren.

Die erforderliche Luftverteilung hängt unter anderem von folgenden Faktoren ab:

– Beckenvolumen und Beckengeometrie,
– minimale und maximale Wassertiefe,
– Einblastiefe,
– Art und Konzentration der Feststoffe,
– Viskosität des Mediums,
– Anzahl und Anordnung der Belüftungselemente,
– gewünschte Durchmischungswirkung sowie
– kontinuierliche oder intermittierende Betriebsweise.

Eine pauschale Dimensionierung allein anhand des Beckenvolumens reicht deshalb nicht aus. Die Strömung muss an den konkreten Prozess angepasst werden.

Feststoffe länger in Bewegung halten

In schlecht durchströmten Bereichen können sich Feststoffe am Beckenboden ablagern. Solche Ablagerungen verringern das nutzbare Beckenvolumen und können den Reinigungsaufwand erhöhen.

Die luftgestützte Bewegung kann Feststoffe länger in Schwebe halten und ihre Verteilung im Becken verbessern. Ob eine Sedimentation ausreichend begrenzt wird, hängt jedoch von Größe, Dichte und Konzentration der Partikel sowie von der tatsächlich erzeugten Strömung ab.

Eine vollständige Verhinderung von Ablagerungen kann nicht pauschal zugesichert werden. Besonders schwere oder grobe Bestandteile können sich trotz Belüftung absetzen. Für solche Medien muss geprüft werden, ob die luftgestützte Durchmischung allein ausreicht oder weitere technische Maßnahmen erforderlich sind.

Unterschiedliche Belastungen gleichmäßiger verteilen

Abwasser kann zeitlich und räumlich unterschiedliche Stoffkonzentrationen aufweisen. Ein punktueller Zulauf, schwankende Chargen oder wechselnde Feststoffgehalte können zu ungleichmäßigen Bedingungen führen.

Durch die erzeugte Beckenströmung werden unterschiedliche Bereiche miteinander vermischt. Dadurch können Konzentrationsunterschiede reduziert und nachfolgende Prozessstufen gleichmäßiger beschickt werden.

Die luftgestützte Durchmischung ersetzt keine analytische Prozesskontrolle. Bei relevanten Schwankungen sollten weiterhin geeignete Mess- und Probenahmekonzepte vorgesehen werden.

Sauerstoffeintrag als zusätzliche Wirkung

Beim Einbringen von Umgebungsluft wird neben der Durchmischung auch Sauerstoff in das Abwasser übertragen. Die Intensität des Sauerstoffeintrags hängt unter anderem von Blasengröße, Einblastiefe, Kontaktzeit, Temperatur, Abwasserzusammensetzung und Belüftertyp ab.

Ob dieser Sauerstoffeintrag erwünscht, erforderlich oder für den Prozess nur eine Nebenwirkung ist, muss anwendungsbezogen beurteilt werden.

Soll das Becken überwiegend durchmischt werden, kann eine andere Anordnung oder Luftverteilung sinnvoll sein als bei einer Anlage, deren Hauptziel die biologische Sauerstoffversorgung ist. Prozessziel und Belüftungssystem müssen deshalb aufeinander abgestimmt werden.

Keine mechanischen Rührwerksteile im Becken

Bei der luftgestützten Durchmischung befinden sich im Abwasserbecken keine motorisch angetriebenen Rührwerksteile. Die Bewegung wird durch die eingeblasene Luft und die daraus entstehenden Wasserströmungen erzeugt.

Das kann insbesondere bei schwer zugänglichen Becken oder korrosiven Umgebungsbedingungen vorteilhaft sein. Wartungsrelevante Komponenten wie Seitenkanalverdichter, Ansaugfilter, Ventile und Messgeräte lassen sich außerhalb des Beckens anordnen.

Die Belüftungselemente und Rohrleitungen innerhalb des Beckens bleiben dennoch prüf- und wartungsbedürftig. Ablagerungen, Verstopfungen oder beschädigte Membranen können die Luftverteilung verändern.

Luftmenge und Betriebsdruck gemeinsam auslegen

Der Seitenkanalverdichter muss den erforderlichen Luftvolumenstrom am tatsächlichen Gegendruck des Systems bereitstellen.

Den größten Anteil am Gegendruck bildet häufig die Wassersäule über den Belüftungselementen. Als technische Orientierung entsprechen ein Meter Einblastiefe ungefähr 100 Millibar hydrostatischem Druck.

Hinzu kommen Druckverluste durch:

– Ansaugfilter,
– Schalldämpfer,
– Rohrleitungen und Schläuche,
– Bögen und Abzweige,
– Regel- und Absperrarmaturen,
– Rückschlagarmaturen,
– Luftverteiler sowie
– Düsen oder Belüftungselemente.

Der maximale Volumenstrom und der maximale Überdruck eines Seitenkanalverdichters stehen nicht gleichzeitig zur Verfügung. Entscheidend ist der Betriebspunkt auf der Maschinenkennlinie.

Eine übermäßige Drosselung oder ein dauerhaft ungeeigneter Betriebspunkt kann zu erhöhter Leistungsaufnahme und Temperaturentwicklung führen. Maschine und Luftverteilung sollten deshalb gemeinsam ausgelegt werden.

Belüftungszonen pneumatisch abgleichen

Bei größeren Becken kann es sinnvoll sein, die Luftverteilung in mehrere Zonen aufzuteilen. Über einen Hauptverteiler werden einzelne Leitungen oder Belüfterstränge versorgt.

Unterschiedliche Leitungslängen, Rohrdurchmesser, Einblastiefen und Belüfterwiderstände können dazu führen, dass einzelne Zonen mehr Luft erhalten als andere. Der Luftstrom folgt bevorzugt dem Weg mit dem geringsten Widerstand.

Für eine gleichmäßigere Versorgung können geeignete Regelarmaturen, Durchflussmessungen oder ein pneumatischer Abgleich vorgesehen werden. Die Einstellung sollte unter den tatsächlichen Betriebsbedingungen erfolgen.

Wird eine Zone abgeschaltet, kann sich die Luftmenge in den übrigen Strängen erhöhen. Deshalb muss die Steuerung so ausgelegt sein, dass weder Belüftungselemente noch Seitenkanalverdichter außerhalb ihrer zulässigen Betriebsbereiche arbeiten.

Rückfluss von Abwasser verhindern

Die Belüftungselemente liegen unterhalb des Wasserspiegels. Bei Stillstand oder ungünstigen Druckverhältnissen kann Wasser in die Luftleitung zurückströmen.

Abwasser darf nicht bis zum Seitenkanalverdichter gelangen. Je nach Anlage können geeignete Rückschlagarmaturen, hochgeführte Leitungsabschnitte oder zusätzliche Absperreinrichtungen erforderlich sein.

Die konkrete Absicherung richtet sich nach der Einbausituation, dem maximalen Wasserstand und den möglichen Druckzuständen. Rückschlagarmaturen müssen regelmäßig auf Funktion und Verschmutzung geprüft werden.

Wirtschaftliche Nicht-ATEX-Ausführungen einsetzen

Bei der Durchmischung gewöhnlicher Abwasserbecken fördert der Seitenkanalverdichter normalerweise Umgebungsluft. Befindet sich der Aufstellort außerhalb eines explosionsgefährdeten Bereichs, kann häufig eine wirtschaftliche Nicht-ATEX-Standardausführung eingesetzt werden.

Ob tatsächlich keine explosionsfähige Atmosphäre auftreten kann, muss durch Betreiber oder Anlagenplaner im Rahmen der Gefährdungsbeurteilung festgestellt werden. Die Förderung von Umgebungsluft allein ersetzt diese Prüfung nicht.

Nicht-ATEX-Seitenkanalverdichter sind bei vergleichbarer Leistung in der Regel günstiger als ATEX-Ausführungen. Nach aktueller Erfahrung von SKVTechnik können geeignete Standardgeräte vielfach innerhalb von etwa zwei bis drei Wochen bereitgestellt werden.

Damit kann ihre Lieferzeit ungefähr drei bis fünf Wochen kürzer ausfallen als bei einer vergleichbaren ATEX-Ausführung. Die tatsächliche Verfügbarkeit hängt von Baugröße, Motorleistung, Ausstattung und aktueller Liefersituation ab.

Aufstellung und Überwachung

Der Seitenkanalverdichter sollte auf einem trockenen, ausreichend tragfähigen und möglichst schwingungsarmen Untergrund installiert werden. Bei einer Außenaufstellung ist ein geeigneter Witterungsschutz erforderlich. Die Kühlluftwege der Maschine müssen dabei frei bleiben.

Ein Ansaugfilter schützt Maschine und Belüftungssystem vor Staub und Partikeln. Ein verschmutzter Filter erhöht den Ansaugwiderstand und kann den erreichbaren Luftvolumenstrom reduzieren.

Für die betriebliche Überwachung können unter anderem folgende Einrichtungen sinnvoll sein:

– Druckmessung in der Hauptluftleitung,
– Durchflussmessung für einzelne Zonen,
– Motorschutz,
– Temperaturüberwachung,
– Betriebsstundenerfassung,
– Filterkontrolle sowie
– Störmeldung bei Ausfall des Verdichters.

Welche Überwachung erforderlich ist, richtet sich nach der Bedeutung der Durchmischung für den Gesamtprozess.

Technische Vorauswahl durch SKVTechnik

SKVTechnik unterstützt Betreiber, Planer und Anlagenbauer bei der Vorauswahl geeigneter Seitenkanalverdichter für die Durchmischung von Abwasserbecken.

Für eine technische Vorauswahl sind insbesondere folgende Angaben hilfreich:

– Einsatzfall und Prozessziel,
– Abmessungen und Volumen des Beckens,
– minimale und maximale Wassertiefe,
– vorgesehene Einblastiefe,
– Art und Konzentration der Feststoffe,
– Anzahl und Typ der Belüftungselemente,
– erforderlicher Luftvolumenstrom,
– Rohrdurchmesser und Leitungslängen,
– Anzahl der Verteiler und Armaturen,
– kontinuierliche oder intermittierende Betriebsweise,
– Aufstellort des Seitenkanalverdichters,
– Umgebungstemperatur,
– gewünschte Schutz- und Überwachungseinrichtungen sowie
– Ergebnis der ATEX-Gefährdungsbeurteilung.

Auf Grundlage dieser Angaben kann der benötigte Betriebspunkt bestimmt und eine geeignete Maschinenausführung geprüft werden.

Weitere Informationen:

https://www.skvtechnik.de/wasseraufbereitung-seitenkanalverdichter/durchmischung-von-abwasserbecken/

Übersicht Wasseraufbereitung:

https://www.skvtechnik.de/wasseraufbereitung-seitenkanalverdichter/