Verbrauchsmaterialien

ABB modernisiert Schweizer Papiermaschine: Vorzeigeprojekt für Energieeffizienz

Donnerstag 28. Oktober 2021 - ABB hat die Model-Gruppe, einen Verpackungshersteller mit Hauptsitz in der Schweiz, bei der Modernisierung einer zentralen Papiermaschine mit energieeffizienten Motoren und neuesten Frequenzumrichtern unterstützt.

Als Ergebnis sind die Produktivität und Zuverlässigkeit gestiegen, der Energieverbrauch konnte um bis zu 900.000 Kilowattstunden (kWh) jährlich reduziert werden, was dem Verbrauch von 200 Schweizer Vier-Personen-Haushalten entspricht. Die erwartete Amortisationszeit liegt bei weniger als fünf Jahren.
Die Model-Gruppe entwickelt, produziert und liefert hochwertige Verpackungslösungen aus Voll- und Wellkarton, von einfachen Transportverpackungen bis zu hoch veredelten Pralinen- und Parfumboxen. Am Sitz in Weinfelden betreibt das Unternehmen zwei große, fast 80 Meter lange Papiermaschinen. Angetrieben von Dutzenden von Elektromotoren laufen sie sieben Tage die Woche rund um die Uhr und produzieren Papier für die Fertigung von etwa 1.500 Millionen Quadratmetern Wellpappe pro Jahr für die gesamte Gruppe.
Die Papierproduktion ist energieaufwändig. Als sich eine der beiden Papiermaschinen in Weinfelden dem Ende ihrer Lebensdauer näherte, suchte die Model-Gruppe daher nach Retrofit-Optionen, die deutliche Effizienzverbesserungen ermöglichen würden.
„Recycling und energieeffiziente Produktion haben für uns höchste Priorität, sowohl aus ökologischer als auch ökonomischer Sicht. Diese Priorität galt auch bei der Erneuerung der Antriebssysteme von der Papiermaschine 2“, erläuterte Philipp Lenhard, Technischer Leiter der Fabrik. „Bei den Frequenzumrichtern handelte es sich um ältere Modelle, für die es keine Ersatzteile mehr gab. Die Motoren stammten aus dem Jahr 1991 und mussten komplett überholt werden. ABB-Experten haben uns ein Retrofit mit neuen Motoren und Frequenzumrichtern vorgeschlagen, das uns wirklich beeindruckt hat. So konnten wir die Kosten einer Überholung vorhandener Motoren vermeiden und gleichzeitig staatliche Fördermittel für Energieeffizienzmaßnahmen in Anspruch nehmen.“
Das Modernisierungsprojekt wurde für den jeweils sechstägigen Maschinenstillstand im Sommer 2019 und 2020 terminiert. Im Jahr 2019 wurden zunächst die Frequenzumrichter durch die neusten ABB-Multidrives vom Typ ACS880 ersetzt. 2020 erfolgte dann der Austausch von insgesamt 36 Elektromotoren durch ABB-Motoren der Effizienzklasse IE4 – dem höchsten Wirkungsgrad von AC-Asynchronmotoren.
Dazu Philipp Lenhard: „Dank der IE4-Motoren von ABB konnten wir bei dem Projekt auf Schweizer Fördermittel zugreifen, die uns für IE3-Motoren nicht zur Verfügung gestanden hätten. Der Zuschuss hat rund 32 Prozent der Gesamtinvestitionskosten gedeckt. So hat sich die höhere Effizienzklasse der Motoren vom ersten Tag an bezahlt gemacht.“
Lieferung und Inbetriebnahme verliefen exakt wie geplant. Die Papiermaschine 2 konnte im August 2020 wieder anlaufen, leiser und sparsamer als zuvor. Den Berechnungen der Model-Gruppe nach sparen die energieeffizienten Motoren und Umrichter bis zu 900.000 kWh jährlich ein. Doch das Projekt hat noch weitere entscheidende Vorteile.
Die 2,5 Meter breite Papierbahn lief vorher mit rund 800 Metern pro Minute. Jetzt kommt sie auf 900 Meter pro Minute, was die Produktivität erheblich steigert. Werden weitere Umbauten vorgenommen, kann die Maschine mit den neuen Antriebslösungen sogar eine Geschwindigkeit von 1 Kilometer pro Minute erreichen. Außerdem wurde die Motordrehzahl von 1.500 auf 1.000 Umdrehungen pro Minute gesenkt, was es möglich gemacht hat, auf Getriebe zu verzichten oder diese zu optimieren. Dadurch wurde die Reibung deutlich verringert.
Letztendlich sorgte das Retrofit für eine erhöhte Produktionsgeschwindigkeit und eine deutliche Energieersparnis – bei einer voraussichtlichen Amortisationszeit von weniger als fünf Jahren.
„Dieses erfolgreiche Projekt der Model-Gruppe zeigt eindrucksvoll, dass mehr Energieeffizienz kein Kostentreiber sein muss“, erklärt Stefan Flöck, Leiter der Division IEC Low Voltage Motors bei ABB Motion. „Vielmehr trägt eine Modernisierung mit energieeffizienten Motoren und Frequenzumrichtern unmittelbar zur Ertragssteigerung und Minderung der CO2-Emissionen bei.“