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Energie- und Lastmanagement von elektrothermischen Prozessen und Anlagen

Leistungsmittelwerte der Öfen an einem Produktionstag

Elektrische Energie ist insbesondere in energieintensiven Branchen, wie Gießereien und Schmieden, ein bedeutender Kostenfaktor, der in vielen Fällen durch Optimierung der Energiebezugsstruktur mit Hilfe eines Energie- und Lastmanagements erheblich gesenkt werden kann. Ziel eines modernen betrieblichen Energie- und Lastmanagements ist es, Sparpotenziale optimal zu nutzen und damit zu möglichst niedrigen Kosten für elektrische Energie zu gelangen, ohne dabei den Produktionsablauf zu beeinträchtigen.

Vor diesem Hintergrund führt das ETP die Analyse und Optimierung des Energie- und Leistungsbedarfs von elektrothermischen Prozessen und Anlagen durch. Zunächst wird der Ist-Zustand erfasst und analysiert. Hierzu wird der Energie- und Leistungsbezug ausgehend von einzelnen Anlagen bis hin zum gesamten Betrieb aufgenommen und das Optimierungspotenzial unter Berücksichtigung des Produktionsablaufs abgeschätzt. Anschließend werden die erforderlichen technischen und organisatorischen Verbesserungsmaßnahmen erarbeitet, deren praktische Umsetzung dargestellt und gegebenenfalls in enger Abstimmung mit dem Betrieb realisiert.

Beispielhaft konnte vom ETP das optimierte betriebliche Lastmanagement im Schmelz- und Gießbetrieb einer mittelständischen Gießerei erfolgreich durchgeführt werden. So zeigten sich hohe Leistungsspitzen von insgesamt 7500 kW, die im wesentlichen durch den Schmelzbetrieb mit Leistungsspitzen von etwa 5500 kW verursacht wurden. Daher wurde der Energie- und Leistungsbezug an den fünf Schmelzöfen einzeln gemessen und der Produktionsablauf insbesondere die Arbeitsgänge an den einzelnen Schmelzöfen protokolliert, um eine Analyse des Zusammenhangs zwischen Leistungsbezug und Produktionsablauf durchführen zu können. Im Hinblick auf die Reduzierung der Leistungsspitzen wurde der Produktionsablauf des Schmelzbetriebs entsprechend modifiziert ohne dabei das Produktionsergebnis, d.h. die sichere, pünktliche Versorgung der Formanlagen mit Flüssigeisen und damit die Produktion des Gießereibetriebs zu beeinträchtigen. Eine gezielte Abstimmung der Schmelz-, Warmhalte- und Überhitzungszyklen unter den einzelnen Induktionsöfen sollte zu einer erheblichen Leistungsspitzenreduzierung führen. Anschließend wurde der daraus resultierende Lastgang für den modifizierten Schmelzablauf ermittelt und die Leistungsspitzenreduzierung bestimmt (s. Bild). Als Ergebnis konnte eine Reduzierung der Leistungsspitzen von 1000 kW erzielt werden, die mit vergleichbar geringen Investitionskosten für eine einfache Maximumüberwachung und kostenneutral durchzuführende organisatorische Maßnahmen insgesamt zu einer erheblichen Kosteneinsparung für die Gießerei führt.

Ansprechpartner

Prof. Dr.-Ing. E. Baake

Prof. Dr.-Ing. B. Nacke