Systemwasser als schützenswerte Anlagenkomponente
Das Betriebsgelände der Open Grid Europe GmbH in Krummhörn wurde in den letzten Jahren energetisch auf einen zeitgemäßen Stand gebracht. Zusammen mit der neuen Wärmeversorgung installierte man Komponenten für die Druckhaltung, Vakuumentgasung und Schlammabscheidung. Die Qualität des Systemwassers ist seitdem konstant hoch.
Die Ausgangslage
Seit 1974 besteht die Betriebsstelle Krummhörn. Dort wird das von Norwegen gelieferte Gas in das deutsche Netz eingespeist. Heute liegt die Verantwortung für diesen Rohrnetzbezirk bei der Open Grid Europe GmbH. Im Zentrum steht die Verdichtereinheit, die das Offshore-Gas auf den erforderlichen Transportdruck von bis zu 84 bar komprimiert.
Der Umbau der Wärmeversorgung für das Betriebsgelände wurde im Jahr 2012 geplant. Anlass waren die immer häufiger auftretenden Störungen im bestehenden Heizungssystem. Da die Betriebsverfügbarkeit der Verdichterstation jederzeit gewährleistet sein muss, entschied man sich gegen Reparaturen und für ein neues Gesamtkonzept. Im Bestand befanden sich zu diesem Zeitpunkt zwei Gasgroßkessel mit jeweils 1,2 MW sowie ein BHKW mit 1,2 MW thermische Leistung.
Brennwerttechnik im Zentrum
Die Planung der neuen Anlage lag in Händen von Gerwin Akkermann vom Ingenieurbüro PSK Solutions GmbH – Planungs- & Sachverständigen Kontor GmbH in Wilsum (Grafschaft Bentheim).
Der erfahrene TGA-Fachplaner setzte bei seinem Ansatz auf eine Kaskade aus vier Gas-Brennwertkesseln mit jeweils 450 kW, ergänzt mit einer Wärmepumpe Vitocal 300. Diese dient vor allem der Klimatisierung des Verwaltungsgebäudes. Die Gesamtleistung konnte auf 1,8 MW gesenkt werden, wobei eine Redundanz von 0,45 MW berücksichtigt wurde.
„Der Schutz und die Betriebssicherheit für alle Anlagenteile sind bei einem solchen Projekt von großer Bedeutung“
Umbau der Wärmeversorgung
Die Umsetzung des ersten Abschnitts, der Austausch der alten Kesselanlage gegen die Kaskadenlösung, erfolgte im Jahr 2014. Da die Verdichterstation nicht ohne Weiteres außer Betrieb gehen darf, wurde ein Sperrfenster angemeldet und eine Notversorgung mit einer mobilen Heizzentrale aufgebaut.
Schon zu diesem Zeitpunkt sahen die Verantwortlichen eine Neuerung vor: Das Systemwasser sollte durch Druckhaltung, Entgasung und Schlammabscheidung dauerhaft optimiert werden. Damit wurde das Systemwasser selbst zu einer Anlagenkomponente, die wie ein anderes Bauteil auch einen wichtigen Beitrag zum Betrieb leistet und daher eine entsprechend hohe Qualität aufweisen muss. Für die eingesetzten frequenzgeregelten Pumpen war dies relevant, denn sie reagieren aufgrund ihrer Bauweise sehr viel empfindlicher auf Druckschwankungen, Lufteintrag und magnetische Schmutzpartikel als die alten Modelle. „Der Schutz und die Betriebssicherheit für alle Anlagenteile sind bei einem solchen Projekt von großer Bedeutung“, erläutert Gerwin Akkermann. „Gleichzeitig werden Kosten gespart, etwa bei dem Energieeinsatz für Pumpen oder bei der Wartung.“
Das leistet die Druckhaltung
Die Anlage zur Wärmeversorgung bekam eine automatische Druckhalteanlage des Typs SpiroPress Multicontrol Kompakt Solo mit einem Druckbereich von 2,0 bis 5,6 bar. Das drucklose Grundgefäß (0,5 bar) mit 500 l ist direkt an die Steuereinheit angeschlossen und wird mit einem Zusatzgefäß von 500 l ergänzt.
Die Druckhaltung konnte aufgrund ihres Aufbaus problemlos als zusätzliches Element in die Technikzentrale eingefügt werden. Bei der Installation ist es grundsätzlich vorteilhaft, dass die Anschlüsse beidseitig am Gerät vorhanden sind. So lässt sich der Stellplatz optimal anpassen. Durch die Qualität der Dichtungen und der Membrane wird eine kurzzeitige Rücklauftemperatur von über 70 °C toleriert. Der Inhalt der Ausdehnungsgefäße kann komplett genutzt werden, weil kein festes Gaspolster erforderlich ist.
Die Behälter verfügen über eine hochwertige, austauschbare „Sack-Membrane“ aus Butyl-Kautschuk, die das Anlagenmedium von der Atmosphäre trennt. Der Befüllstand wird durch Niveau- und Differenzdruckmessung erfasst und permanent überwacht. Das Überströmventil stellt die Funktion selbst bei Stromausfall sicher und vermeidet außerdem Druckschläge im System. Des Weiteren punkten die Anlagen mit einer raschen Inbetriebnahme. Diese wurde in Krummhörn von einem erfahrenen Spirotech-Techniker ausgeführt.
Baustein Vakuumentgasung
In der zentralen Wärmeversorgung wurde ein SpiroVent Superior S6A in den Rücklauf installiert. Er lässt sich problemlos in neue sowie in bestehende Anlagen einbinden. Ein solches Gerät aus dem Hause Spirotech punktet durch seine hohe Abscheideleistung von nahezu 100 %.
Im Zusammenspiel mit einer Druckhalteanlage bedeutet dies, dass eine schnelle und exakte Reaktion erfolgen kann. So werden Betriebsbedingungen besonders stabil und gleichmäßig. Der Vakuumentgaser arbeitet nur bei Bedarf, was zu einem niedrigeren Energieverbrauch und geringeren Verschleiß führt.
Baustein Schlammabscheider mit Magnet
Als weitere Neuerung wurde im ersten Bauabschnitt ein SpiroTrap Magnet mit der Nennweite DN 100 als Flanschausführung in den Rücklauf installiert. Er erfasst alle magnetischen und nicht magnetischen Partikel bis 5 µm.
Auf diese Weise werden die Hocheffizienzpumpen geschützt, damit sie dauerhaft die gewünschte Leistung erbringen können. Der zusätzliche Pluspunkt des SpiroTrap Magnet: Er kann sich nicht wie ein Filter zusetzen. Der Druckverlust bleibt dauerhaft gering, unabhängig vom Füllstand. Die Abscheidung selbst erfolgt im laufenden Betrieb.
Weitere Bauabschnitte
Auf dem Betriebsgelände wurden fünf weitere Bereiche definiert, die bis zum Jahr 2017 umgebaut und erneuert wurden. So hat man die im Erdboden verlegten Fernleitungen ausgetauscht und für diesen Abschnitt ebenfalls die Spirotech-Komponenten Druckhaltung, Entgasung und Schlammabscheidung installiert. Gleiches gilt für die Verdichterhallen und Brenngasvorwärmungen, dem Mittelpunkt des Betriebspunktes, sowie in der Technikzentrale. Alle Druckhalteanlagen wurden jeweils mit einer automatischen Nachspeiseeinrichtung mit Systemtrennung ergänzt.
Positive Erfahrungen
Inzwischen sind insgesamt je 6 Druckhalteanlagen, Vakuumentgaser und Schlammabscheider in Betrieb. Die SpiroPress Multicontrol und die SpiroVent Superior werden regelmäßig visuell geprüft. Abgesehen von einigen Nachregulierungsprozessen an der Druckhaltung zu Beginn arbeiten diese Komponenten einwandfrei. Vor den Druckhalteautomaten sitzen jeweils Zähler für die Wassernachspeisung.
Doch bisher ist an dieser Stelle kein Hinweis auf eine unverhältnismäßig hohe Einspeisung aufgetreten, die Systeme arbeiten absolut stabil. Die Vakuumentgaser leisten ihren Dienst nach Bedarf, eine weitere Kontrolle ist nicht notwendig. Die Abscheidung an den SpiroTrap wird routinemäßig im Turnus von 14 Tagen ausgeführt. Daher kann Harald Beek bestätigen, dass alle Geräte störungsfrei laufen: „Die gewünschte Effizienz wird stabil erreicht, die vorher aufgetretene Häufung von Störungen ist entfallen. Die filigrane neue Technik in der Wärmeversorgung kann so bestens arbeiten.“
Der mit einem Elektromotor angetriebene Verdichter vom Typ ICL hat eine Leistung von 13,6 MW und wird überwiegend mit Windenergie betrieben – ein Beispiel für eine intelligente Sektorenkopplung.