Ofensystem wird auf den neuesten Stand der Technik gebracht

Mit dem am 22.07.2009 erfolgten Spatenstich zur Erneuerung der Klinkerproduktion der Zementwerk Leube GmbH in St. Leonhard/Österreich hat ein Projekt begonnen, in das rund 30 Mio. € zur Modernisierung und somit auch zur Absicherung der Arbeitsplätze am Standort investiert werden. Gemeinsam mit der A TEC Production & Services GmbH hat die Mannschaft des Zementwerkes das Konzept ausgearbeitet. Am 09.10.2009 erfolgte im Rahmen eines Mitarbeiterfestes die Grundsteinlegung (Bild 1). Als ­symbolischer Akt wurde dabei der aktuelle Bauplan von allen anwesenden Mitarbeitern unterzeichnet und im Fundament der neuen ­Klinkerproduktion einbetoniert (Bild 2). ZKG ­INTERNATIONAL sprach mit Dr. Günter Waldl und Projektleiter Klaus ­Czepl vom ­Zementwerk ­Leube und mit Daniele Sabadelli von A TEC über die Entscheidungsfindung, das Kon­-
zept und den Stand der ­Arbeiten.

Dr. Günter Waldl: Das Zementwerk Leube betreibt derzeit zwei KHD-Wärmetauscher-Öfen. Die Drehrohrofenanlage 1 wurde 1960 gebaut und die Ofenlinie 2 1966. Beide waren ursprünglich auf eine Kapazität von 700 t/d ausgelegt. Die Linie 2 ist seit 1987 mit einem Pyroklon-Vorwärmer ausgerüstet, womit die Leistung auf 1100 t/d erhöht wurde und 2003 kam dann ein moderner Pendelrostkühler (Fabrikat IKN-Kühler für eine Kapazität von 1400 t/d) dazu. Die Ofenlinie 2 wird seit 1996 mit geschredderten Reifen und Kunststoff bei einer Substitu­tionsrate von 40  % EBS betrieben. Seit 2007 betreiben wir auch die Ofenlinie 1 mit Kunststoff.

Dr. Günter Waldl und Klaus Czepl: Nach einer internen Vorstudie im Jahr 2006 wurden Kontakte zu verschiedenen Anlagenbauern bezüglich der Durchführung einer Machbarkeitsstudie geknüpft. 2007 hat A TEC eine Studie für den Umbau der Ofenlinie 2 angefertigt. Die hier aufgezeigten Umbauvarianten entsprachen nicht den langfristigen Vorstellungen von Leube, da die Leistung der neuen Anlage auf Grund des bestehenden, rückläufigen Kühlers von IKN mit 1400 t/d begrenzt war. Außerdem wäre ein relativ großer Aufwand zur Absicherung der Klinkereigenversorgung in der Umbauphase notwendig gewesen. Mitte 2007 wurde das Konzept dahin geändert, die Leistungssteigerung auf 1800 t/d an der Ofenlinie 1 durchzuführen und diese schrittweise umzusetzen. Im Plan war als erster Schritt für 2009 der Austausch des Kühlers und bis 2012 schließlich die Demontage des Wärmetauschers mit anschließendem Neubau am selben Standort vorgesehen. Im Mai 2008 wurde als erster Schritt der Kühler bestellt. Im Laufe des Jahres 2008 wurde immer deutlicher, dass eine kurzfristige Umsetzung des Gesamtprojektes mit einer Fertigstellung im Herbst 2010 wirtschaftlich notwendig ist. Aus diesem Grund wurde eine bereits im Vorfeld diskutierte Variante, der komplette Neubau einer Ofenlinie, wieder aufgegriffen. Nach einer kurzen Umplanphase wurde klar, dass diese Variante durchführbar ist und der Bau fast ohne Einschränkung der weiterlaufenden Produktion von Ofenlinie 1 und 2 möglich ist. Schließlich gab auf Grund dieser Erkenntnisse die Eigentümervertretung im April 2009 ihre Zustimmung, diese Variante kurzfristig umzusetzen und damit die Klinkerproduktion am Standort bis Herbst 2010 grundlegend zu erneuern.

Daniele Sabadelli: Höchste Priorität wurde auf Minimierung des Energieverbrauches, Minimierung der Emissionen, Flexibilität hinsichtlich Produktionsmenge und Brennstoffqualitäten sowie erzeugte Klinkerqualität gelegt.

In Abstimmung mit der Rohmaterialfeuchte wurde ein 5-stufiger Schwebegaswärmetauscher, mit der Möglichkeit des 4-stufigen Betriebes, sowie aller erdenklichen Zwischenstufen, zur Abdeckung der Feuchtigkeitsspitzen ausgewählt. Dadurch lässt sich eine optimale Abgastemperatur nach Wärmetauscher individuell an die jeweils herrschende Rohmaterialfeuchte einstellen, und daraus resultierend ein Minimum an thermischem Energieverbrauch realisieren.

Durch optimale Gestaltung aller Anlagenteile wie zum Beispiel der Zyklonstufen hinsichtlich Druckverlust oder Gasgeschwindigkeiten und Geometrie der Rohrleitungen sowie der ausschließlichen Verwendung von Motoren der Energieeffizienzklasse 1 wird der zukünftige elektrische Energiebedarf deutlich abgesenkt. Durch die Absenkung des thermischen Energieverbrauches sowie der Substitution der fossilen Energieträger wird es zu enormen CO₂-Einsparungen kommen.

Das neue Ofensystem wird über ein Kalziniersystem mit gestufter Luft- und Brennstoffzuführung mit teilreduzierender Atmosphäre ausgestattet sein, womit eine mehr als 50 % ige NOx-Konvertierung gewährleistet wird.

Besonderes Augenmerk bei der Auslegung der Maschinen und Anlagenteile wurde ferner darauf gelegt, dass die Möglichkeit eines nominalen Regelbetriebes von nahezu 1:2 ohne nennenswerten höheren Energiebedarf gewährleistet wird. Die Zielsetzung der Minimierung fossiler Energieträger wurde einerseits durch Maximierung der Kalzinatorbrennstoffrate und andererseits durch das Kalziniersystem mit Brennkammer realisiert. In der Brennkammer herrschen optimale Verbrennungsbedingungen durch Verbrennungsraumtemperaturen von über 1100 °C, die ohne Ofenabgase, nur mit heißer Tertiärluft beaufschlagt, erreicht werden.

Zur Erreichung höchster Klinkerqualitäten wird hinsichtlich Gleichmäßigkeit vom bestehenden Steinbruch bis zur Zementverladung höchstes Augenmerk gelegt, wie zum Beispiel bei den neu zu installierenden Dosiereinrichtungen für Rohmehl und Brennstoffe.

Daniele Sabadelli: Das Projekt befindet sich mitten in der Projektphase der Beschaffung der neuen Ausrüstung und der Montageleistungen. A TEC erarbeitet dafür vor allem die notwendigen Ausschreibungsunterlagen, berät das Projektteam von Leube über mögliche Lieferanten, macht die technischen Angebotsvergleiche und die Klärung eventuell offener Punkte mit den Herstellern. Das Werk Leube geht dann mit den aufbereiteten Informationen in die Preisverhandlungen und trifft die letztendliche Entscheidung. Der Vorteil für Leube liegt dabei vor allem darin, dass die beste technische und wirtschaftliche Lösung der verschiedenen Anbieter gewählt werden kann ohne Kompromisse eingehen zu müssen. Die notwendige Schnittstellenklärung zwischen den nominierten Lieferanten, dem bestehenden Equipment und den Bauwerken wird dann wieder von A TEC erledigt.

Klaus Czepl: Derzeit führen wir letzte Planungsarbeiten für die Brennstofflogistik am Kalzinator durch. Die Fundamente sind fertig gestellt und die Betonarbeiten für den Wärmetauscherturm (Bild 3) schreiten auf Grund des derzeit guten Wetters rasch voran. Diese werden voraussichtlich im März 2010 abgeschlossen sein. Parallel dazu läuft der Bau des Kühler-
gebäudes, welches bis Jahresende 2009 fertiggestellt sein soll. Ab April 2010 wird mit den Montagearbeiten im Wärmetauscher und den Feuerfestarbeiten begonnen. Bisher galt es erfreulicherweise keine ungeplanten Herausforderungen zu bewältigen, sodass wir sowohl zeitlich als auch budgetär im Rahmen liegen.

Klaus Czepl: Wir arbeiten derzeit am Angebotsvergleich für den Stahlbau und die Montage, die Feuerfestarbeiten wurden bereits vergeben und gerade wurde das Schlauchfilter für den Kühler bestellt. Demnächst startet auch die Montage des Klinkerkühlers. Ab März 2010 werden die restlichen Bauarbeiten beginnen, dabei müssen die Ofenfundamente und der fehlende Kellerboden samt darüber liegender Decke wieder hergestellt werden. Im Mai 2010 wird der Drehofen 1 endgültig abgestellt. Das vorhandene Drehrohr wird demontiert und überarbeitet. Ab September wird es in der neuen Produktionslinie als Drehofen 3 weiterverwendet.