Papier & Zellstoff

Einsatz von Membran-Schalldämpfern an Vakuumpumpen zur Papierherstellung

Membranschalldämpfer sind als so genannte Resonanzabsorber ganz gezielt auf Töne abstimmbar und kommen - auch bei tiefen Frequenzen - mit einem minimalen Bauvolumen aus. Durch ihren glatten und geschlossenen Oberflächen sind sie verschmutzungsunempfindlich. Die eingebauten Membranabsorberschalldämpfer wurden auf das Terzband um 80 Hz abgestimmt; die erreichte Schallminderung betrug hier 15 Dezibel. Aufgrund dieser Schallminderung konnte die Schallimmission an mehr als 0,7 km entfernten Immissionsorten auf unter 26 dB(A) bei 80 Hz gesenkt werden.

 

Zusammenfassung

Durch den Einsatz von Schalldämpfern mit neu entwickelten Membranabsorbern aus Edelstahl war die tieffrequente Emission der Vakuumpumpen-Abluftanlage von 2 Papiermaschinen mit tonalen Komponenten so weit dauerhaft zu verringern, dass in mehr als 1 km entfernten Immissionsorten ein Immissionspegel von <= 35 dB(A) nachts eingehalten werden kann. Ohne Schalldämpfer wurden Überschreitungen dieses Wertes durch die tieffrequenten tonalen Komponenten im Terzband 80 Hz verursacht. Herkömmliche Schalldämpfer aus Mineralwolle mit Lochblechabdeckung sind in der wasserdampfgesättigten und mit klebrigen Papierresten versehenen Abluft und wegen der tiefen Frequenzen nicht zur Absorption geeignet. Die eingebauten Membranabsorberschalldämpfer sind dagegen verschmutzungsunempfindlich und auf die tiefen Frequenzen abgestimmt. Nach 4 Jahren Einsatz an Papiermaschine 1 und 1 Jahr Einsatz an Papiermaschine 3 ist ihre Wirkung nachgewiesen worden. Aufgrund der Dämpfung von mehr als 15 dB im Terzband 80 Hz konnte die Schallimmission an mehr als 0,7 km entfernten Immissionsorten auf unter 26 dB(A) bei 80 Hz gesenkt werden.

Verbesserte Lärmminderung bei der Papierherstellung

Der Bedarf an Druck- und Verpackungspapier wächst unvermindert an und setzt den Einsatz immer leistungsfähigerer Maschinen voraus. Anlagen mit einer typischen Leistung von ca. 800 Tonnen täglich stellen in drei Schichten, praktisch ohne Stillstandszeiten, hochwertiges Papier her.

Dem Lärmschutz wird bei Planung und Auslegung eines Maschinenparks nicht immer die notwendige Aufmerksamkeit geschenkt, obwohl sich einige Maschinen auch bei der Erzeugung von Lärm sehr leistungsfähig zeigen. 

Ein Beispiel für Letzteres sind die zur Entwässerung notwendigen Vakuumpumpen. In den sog. Wasserring-Vakuumpumpen mit einer Anschlussleistung von ca. 400 kW wird die feuchte Luft pulsierend in den Abluftkanal gefördert. Dabei entstehen starke, tieffrequente Geräusche mit Pegeln über 120 Dezibel im Fördermedium (z.B. Raumluft). Diese Geräusche werden über die Ausblasöffnungen, die meist auf dem Dach der jeweiligen Papierfabrik angebracht sind, in die Umgebung abgestrahlt und können in einer Wohnnachbarschaft nicht unerhebliche Belästigungen verursachen. 

Der Einbau konventioneller Schalldämpfer mit Mineralwollefüllung scheiterte in solchen Fällen regelmäßig an den extrem harten Einsatzbedingungen. Selbst verhältnismäßig dicke Kunststofffolien und Edelstahlgitter konnten die Mineralwollefüllung nur für kurze Zeit vor der Zerstörung durch die faserhaltige und sehr feuchte Abluft in Verbindung mit den Vibrationen der Pumpen bewahren. Außerdem können die an Wänden und Einbauten der Abluftschächte angelagerten Stoffreste die Wirksamkeit der Schalldämpfer bereits nach kurzer Zeit drastisch mindern. 

Im Rahmen eines Demonstrationsprojekts der Nordland Papier AG wurde eine innovative Schalldämpfertechnologie des Fraunhofer Instituts für Bauphysik erprobt, die unter den extremen Bedingungen der Abluftkanäle dauerhaft einsetzbar ist. Diese neu entwickelten Membranschalldämpfer wurden speziell für die Gegebenheiten einer Papierfabrik optimiert. Sie sind als so genannte Resonanzabsorber ganz gezielt auf Töne abstimmbar und kommen - auch bei tiefen Frequenzen - mit einem minimalen Bauvolumen aus. Auf ihren glatten und geschlossenen Oberflächen können sich Feststoffe kaum ablagern und die Konstruktion aus hochlegiertem Edelstahl ermöglicht hohe Standzeiten. 

Unter Anpassung an die speziellen Bedingungen wurden ein Kulissenschalldämpfer und ein Rohrschalldämpfer für die Nordland AG entwickelt. Beide wurden auf das Terzband um 80 Hz abgestimmt; die erreichte Schallminderung betrug hier 15 Dezibel. Da hinter den Schalldämpfern eine starke Richtwirkung eintritt, konnten die Schallemissionen (und damit auch die Lärmbelästigung in der Wohnnachbarschaft) in beiden Fällen um zehn Dezibel (A) gesenkt werden. 

Die Nachrüstung der Vakuumanlage erwies sich in beiden Fällen als problemlos und konnte ohne wesentliche Standzeiten vorgenommen werden. Da jedoch hinsichtlich der Standfestigkeit Skepsis bestand, kann erst jetzt, nach vier Jahren Dauerbetrieb, abschließend festgestellt werden, dass sich die Anlage bewährt hat: Es haben sich keine mechanischen Abnutzungserscheinungen gezeigt, die Wirksamkeit der Schalldämpfer hat nicht nachgelassen und die zusätzlichen Betriebskosten aufgrund des von den Schalldämpfern verursachten, geringen Druckverlusts in den Pumpen sind vernachlässigbar. 

Die Ergebnisse des vom Bundesumweltministerium mit rund 190.000 DM geförderten Pilotprojektes (Gesamtinvestitionsvolumen rund 350.000 DM) zeigen, dass Membranschalldämpfer eine sinnvolle, leistungsfähige und wirtschaftlich tragfähige Lösung für die speziellen Probleme des Lärmschutzes in der Papierindustrie darstellen.

BMU Umwelt 9/1997, S. 350

Projektbeteiligte

Durchführende Institution

Nordland Papier AG

Weitere Projektdaten

Projekttitel:  Großtechnischer Einsatz von Membran-Schalldaempfern an Vakuumpumpen zur Papierherstellung

Projektnummer: 5013

Aktenzeichen:  FKZ: 60441-4/2

Projektzeitraum: 1989 - 1994

Projektort: Deutschland (Niedersachsen)

Projektansprechpartner:

Frau Fischer

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+49 (340) 2104 3067

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Quelle: Fachbibliothek Umwelt des Umweltbundesamtes