In einer Papierfabrik finden Versorgungs- und Balance-of-Plant-Systeme selten Beachtung, bis sie die Produktion einschränken. Vakuumsysteme, Versorgungs- und Prozesspumpen, Kompressoren, Dampfturbinen sowie große Saug- und Abluftventilatoren liefern die Energie, den Luftstrom, das Vakuum und die Fluidförderung, die es der Papiermaschine und den Stoffaufbereitungsprozessen ermöglichen, innerhalb ihres vorgesehenen Betriebsbereichs zu arbeiten. Wenn diese Systeme allmählich aus dem optimalen Betriebszustand geraten, machen sich die Auswirkungen im gesamten Werk in Form von verminderter Stabilität, Effizienzverlusten oder erzwungener Leistungsreduzierung bemerkbar.
Im Gegensatz zur Papiermaschine selbst sind Versorgungsanlagen und BoP-Anlagen in der Regel über das gesamte Werksgelände verteilt. Dazu gehören Kondensatpumpen, Weißwasserpumpen, Kühlwasserpumpen, Gebläsepumpen, Abfallförderpumpen, Chemikaliendosierpumpen, Luftkompressoren, Dampfturbinen sowie ID- und FD-Gebläse. Einzeln betrachtet werden viele dieser Maschinen als „mittelkritisch“ eingestuft, doch gemeinsam bestimmen sie die Gesamtzuverlässigkeit der Anlage. Aus Sicht der Anlagenzuverlässigkeit bietet die Schwingungszustandsüberwachung eine praktische Möglichkeit, den Überblick über diesen großen und vielfältigen Anlagenbestand zu behalten.
Versorgungsanlagen und BoP-Ausrüstung in Papierfabriken arbeiten unter stark variierenden Bedingungen. Pumpen sind schwankenden Durchflussmengen, Drücken und Flüssigkeitszusammensetzungen ausgesetzt. Vakuumsysteme und Abluftventilatoren reagieren kontinuierlich auf Prozessanforderungen, Haubeneinstellungen und Umgebungsbedingungen. Kompressoren und Dampfturbinen arbeiten unter schwankender Belastung, da sich Produktionsraten und Energiebedarf ändern.
Diese Bedingungen beschleunigen häufige Verschleißmechanismen wie Lagerverschleiß, Fluchtungsfehler, Unwucht, Spiel und hydraulisch bedingte Schwingungen in Pumpen. Auch Verschmutzungen an Laufrädern und Lüfterflügeln, Schmierprobleme und Kupplungsverschleiß treten häufig auf. Da sich diese Veränderungen schleichend entwickeln, sind sie in Prozessmessungen oft erst sichtbar, wenn die Leistung bereits nachgelassen hat.
Die praktische Schwierigkeit liegt im Umfang. Papierfabriken betreiben in der Regel Dutzende oder sogar Hunderte von Anlagenkomponenten, die auf Pumpenhäuser, Lüfterräume und Versorgungsgebäude verteilt sind. Routenbasierte Schwingungsmessungen sind zeitaufwendig und aufgrund wechselnder Betriebsbedingungen oft inkonsistent. Einfache Sensoren können zwar anzeigen, dass sich etwas verändert hat, liefern jedoch selten den diagnostischen Kontext, der erforderlich ist, um zu entscheiden, welche Maßnahmen erforderlich sind. Infolgedessen entdecken Wartungsteams Probleme oft erst spät, wenn bereits Folgeschäden oder Auswirkungen auf die Produktion eingetreten sind.
Warum Schwingungsüberwachung für Versorgungsunternehmen und BoP-Anlagen wichtig ist
Die Schwingungsüberwachung ist besonders effektiv für Versorgungsanlagen und Anlagenkomponenten, da sich die meisten kritischen Ausfallmodi mechanisch lange vor dem Auftreten eines Funktionsausfalls entwickeln. Veränderungen im Schwingungsverhalten gehen oft einem Effizienzverlust, instabilen Vakuumniveaus, einer verminderten Kühlleistung oder einem erhöhten Energieverbrauch voraus.
Bei Versorgungs- und Prozesspumpen unterstützt die Schwingungsüberwachung die frühzeitige Erkennung von Lagerschäden, Fluchtungsfehlern, Lockerungen und hydraulischen Problemen wie Kavitation oder Rückführung. Bei Vakuumpumpen und Luftkompressoren liefern Schwingungstrends Einblicke in den Lagerzustand, den Verschleiß der Kupplung und Unwuchten, die die Vakuumstabilität und die Luftversorgung beeinträchtigen können. In Dampfturbinen hilft die Schwingungsüberwachung dabei, sich anbahnende Lager- und Ausrichtungsprobleme unter wechselnden Lastbedingungen zu erkennen. Bei Saug- und Abluftventilatoren, einschließlich ID- und FD-Ventilatoren, deckt die Schwingungsanalyse Unwuchten, Verschmutzungen und strukturelle Lockerungen auf, die den Luftstrom und die Energieeffizienz beeinflussen.
Durch die kontinuierliche Überwachung von Schwingungen unter realen Betriebsbedingungen erhalten Papierfabriken objektive Einblicke in den Maschinenzustand über alle Versorgungsanlagen und BoP-Systeme hinweg, was eine zustandsorientierte und vorausschauende Instandhaltung anstelle reaktiver Eingriffe ermöglicht.
Zustandsüberwachungsansatz mit VibSys®
VibSys® ist als kompaktes System zur Schwingungszustandsüberwachung und -diagnose für rotierende Anlagen konzipiert, mit einem starken Fokus auf Zugänglichkeit und Skalierbarkeit. Dadurch eignet es sich besonders für Versorgungsanlagen in Papierfabriken und „Balance-of-Plant“-Anwendungen, wo viele Anlagen mittlerer Kritikalität überwacht werden müssen, ohne dass dabei übermäßige Komplexität oder zusätzlicher Infrastrukturaufwand entsteht.
VibSys® erfasst hochwertige Schwingungsdaten und verarbeitet Schlüsselindikatoren lokal an der Maschine. Diese lokale Signalverarbeitung ist besonders wertvoll für Energieversorger, bei denen sich Drehzahl, Belastung und Prozessbedingungen häufig ändern. Durch die Ermittlung stabiler Indikatoren für den Maschinenzustand in unmittelbarer Nähe der Anlage ermöglicht VibSys® eine konsistente Trendanalyse des Lagerzustands, von Fluchtungsfehlern, Unwuchten, Spiel sowie hydraulisch bedingten Schwingungen, wobei die diagnostische Tiefe bei Auftreten von Anomalien erhalten bleibt.
Das System kann in Vakuumsystemen, Versorgungs- und Prozesspumpen, Kompressoren, Dampfturbinen sowie ID- und FD-Ventilatoren eingesetzt werden und lässt sich von einer kleinen Anzahl kritischer Anlagen bis hin zu einer umfassenden Abdeckung im gesamten Werk skalieren. Offene Datenschnittstellen ermöglichen die Integration von Zustandsindikatoren und, falls erforderlich, von Schwingungszeit-Signaldaten in bestehende CMMS-Systeme, Historien- oder Analyseplattformen. VibSys® wird ausschließlich zur Zustandsüberwachung und Diagnose zur Unterstützung von Instandhaltungsentscheidungen eingesetzt und ist nicht für Schutz- oder Abschaltfunktionen vorgesehen.
Wesentliche Vorteile für die Versorgungseinrichtungen von Papierfabriken und den Balance-of-Plant-Bereich
- Kontinuierliche Schwingungszustandsüberwachung bei Pumpen, Ventilatoren, Kompressoren und Turbinen
- Früherkennung von Lagerverschleiß, Fluchtungsfehlern, Unwucht und hydraulikbedingten Schwingungen
- Indikatoren für einen stabilen Zustand unter variablen Betriebs- und Prozessbedingungen
- Skalierbare Überwachung, geeignet für große Flotten von mittelkritischen Anlagen der Versorgungswirtschaft
- Maschinenseitige Installation, die für dezentrale Versorgungsgebäude und Pumpenhäuser geeignet ist
- Offene Integration zur Unterstützung zustandsbasierter und vorausschauender Instandhaltungsabläufe
Auswirkungen auf Wartung und Anlagenzuverlässigkeit
Der Einsatz der Schwingungszustandsüberwachung mit VibSys® in den Hilfsanlagen und den „Balance-of-Plant“-Systemen von Papierfabriken unterstützt den Übergang von der reaktiven Instandhaltung zu einem besser vorhersehbaren, zustandsorientierten Ansatz. Anstatt auf Ausfälle oder Leistungsverluste im fortgeschrittenen Stadium zu reagieren, erhalten Instandhaltungsteams frühzeitig Einblick in sich abzeichnende Verschleißerscheinungen bei Pumpen, Kompressoren, Ventilatoren und Turbinen.
Dies verbessert die Priorisierung von Wartungsmaßnahmen, verringert das Risiko von Folgeschäden und ungeplanten Ausfallzeiten und unterstützt eine bessere Planung von Ersatzteilen und Stilllegungsumfängen. Durch die Ausweitung der Schwingungsüberwachung über die Papiermaschine hinaus auf Versorgungsanlagen und BoP-Systeme stärken Papierfabriken die allgemeine Anlagenzuverlässigkeit und erlangen eine bessere Kontrolle über die Systeme, die still, aber entscheidend eine stabile Papierproduktion unterstützen.
Kostenlose Online-Schulung zum Thema Schwingungsmessung
Wenn Ihr Team für die Instandhaltung und Zuverlässigkeit rotierender Anlagen in der Zellstoff- und Papierindustrie verantwortlich ist, erleichtern grundlegende Kenntnisse im Bereich Schwingungen die Umsetzung von Maßnahmen auf der Grundlage der Ergebnisse der Zustandsüberwachung. Istec bietet über die Istec Academy eine kostenlose Online-Schulung der Schwingungskategorie 1 für Fachleute an, die eine praktische Einführung in die Grundlagen der Schwingungsanalyse und typische Maschinenfehlermuster wünschen.
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