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Brennertausch in 14 Tagen

In der TU Dortmund wurden vier Gasbrenner an zwei Großkesseln erneuert. Angesichts der großen Kesselleis­tungen von jeweils 13 MW pro Kessel ein anspruchsvolles Projekt, denn auch die Verbrennungsluftversorgung musste angepasst werden

Altersbedingt erfolgte der Austausch der Gasgebläsebrenner für die Großwasserkessel 2 + 3. Die beiden Kessel besitzen eine Leistung von je 13 MW und stammen aus dem Jahre 1992.

Das Einregulieren der Brenner dauert gut eine Woche. In dieser Zeit werden unterschiedliche Belastungen gefahren und dabei die Verbrennungswerte optimal eingestellt. Christoph Fricke (r.), NL-Leiter West der Firma Saacke, schaut genau hin.

Im Zuge der Modernisierung wurde auch die Verbrennungsluftversorgung angepasst. Vorgewärmt auf rund 70 °C gelangt sie über Kanäle aus dem Untergeschoss der Heizzentrale direkt zu den Brennern.

Strom, Wärme und Kälte werden auf den Campusteilen Nord und Süd zentral verteilt, unter anderem durch ca. vier Kilometer lange unterirdische Versorgungskanäle.

Die Rohrdimensionen werden im Vergleich zu den Personen deutlich. Hier der Übergang zum Versorgungskanal.

25 Mio. kWh Strom werden für die Versorgung der angeschlossenen insgesamt rund 100 Gebäude benötigt. Einen großen Teil davon produziert die Uni über BHKWs. Die installierte und inzwischen in die Jahre gekommene Kaskade hat eine Leistung von 2 MWel und 3,6 MWth.

Kennt die TGA-Technik wie kaum ein anderer: Fredy Schad, TU Dortmund (2. v. l.). Außerdem im Bild: Jan Kuhr, Kuhr+Kuhr, (Mitte), Jan Meyer, TGA-Projektleiter der Fa. Fuhrmann & Keuthen (2. v. r.), Thomas Timpte, Abteilungsleiter TU Dortmund (r.), IKZ-Chefredakteur Markus Sironi (l.).

Infos aus erster Hand gab es für IKZ-Chefredakteur Markus Sironi (rechts) beim Besuch vor Ort. Hier vom Abteilungsleiter Dipl.-Ing. Thomas Timpte (links).

Eine umfassende Gebäudeautomation steuert und regelt alle größeren Verbraucher der Gebäudetechnik. Die technische Leitwarte ist rund um die Uhr besetzt, zudem werden Verbrauchs- und Leistungswerte permanent automatisch erfasst und kontrolliert.

 

Vor 51 Jahren gegründet, zählt die Technische Universität Dortmund heute rund 34 500 Studierende und 6300 Mitarbeiter. Das Lehrangebot umfasst 80 Studiengänge in Natur-, Ingenieur-, Gesellschafts- und Kulturwissenschaften. In den unterschiedlichen Disziplinen werden Interaktion, Kommunikation und Kooperation bewusst gefördert. Ziel ist, technologische Innovationen, Methoden- und Erkenntnisfortschritt aktiv zu fördern. Dieser Anspruch greift auch auf die technischen Anlagen der Universität. Sie werden sukzessive und im laufenden Lehrbetrieb modernisiert und so dem Stand der Technik angepasst. Jüngstes Beispiel ist der Brennertausch an zwei Wasserraumkesseln. Die IKZ hat sich die TGA-Technik der TU Dortmund und die Arbeiten vor Ort angeschaut.

„Der jährliche Energieverbrauch unserer Heizungs-, Kälte- und Lüftungsanlagen ist enorm“, erklärt Dipl.-Ing. Thomas Timpte, Abteilungsleiter Zentrale Anlagentechnik/Energieerzeugung an der TU Dortmund. „90 Mio. kWh Gas und 25 Mio. kWh Strom werden für die Versorgung der angeschlossenen insgesamt rund 100 Gebäude benötigt.“ Die Dimensionen der Wärme- und Kälteerzeugung sind entsprechend gewaltig: Drei Wasserraumkessel mit insgesamt 32 MW Leistung, zwei Absorptions- und drei NH3-Kompressionskältemaschinen mit insgesamt 5,2 MW installierter Kälteleistung sowie eine BHKW-Kaskade mit insgesamt 2 MW elektrischer und 3,6 MW thermischer Leistung.
„Rund 15 Mio. kWh Strom werden über die BHKWs erzeugt. Sie tragen damit im großen Maße zur Stromversorgung der TU Dortmund bei“, sagt Ingenieur Timpte. Als effizient gilt auch die Kälteerzeugung. Sie erfolgt in den Sommermonaten zu einem gro­ßen Teil in Absorptionskältemaschinen aus der Umwandlung von Abwärme aus dem Blockheizkraftwerk.
Konventionell wird dagegen das Heizungswasser in den Wasserraumkesseln auf bis zu 130 °C erhitzt und über einen unterirdischen 4 km langen Versorgungskanal zu den einzelnen Gebäuden auf den Campusteilen transportiert. Auch das Kaltwasser, beispielsweise zur Kühlung der Rechenzentren und Hörsäle, gelangt unterirdisch zu den zahlreichen technischen Anlagen. Eine übergreifende Gebäudeautomation steuert, regelt und überwacht sämtliche Verbrauchs- und Leistungswerte und warnt bei unzulässigen Abweichungen. Das geschieht zentral in der rund um die Uhr besetzten technischen Leitwarte. Dort laufen auch die Störmeldungen aller rund 15 000 installierten Brandmelder zusammen.
Angesichts der gewaltigen Dimensionen der TGA kommt einem sparsamen Energiemanagement eine besondere Bedeutung zu. „Unsere Heizungs- und Lüftungsanlagen beispielsweise in den Hörsälen werden grundsätzlich witterungsgeführt und bedarfsgerecht über individuelle Zeitschaltkataloge gefahren“, sagt Timpte. „Bei Bedarf wie etwa einer spontanen Veranstaltung am Abend, genügt aber ein Anruf und die Anlage wird direkt von der Leitwarte aus manuell und nur für die Dauer der Veranstaltung auf Tagbetrieb umgestellt.“
Wärmerückgewinnung sei inzwischen technischer Standard bei den Lüftungsanlagen, und bei vielen Gebäuden werde die Beleuchtung in öffentlichen Bereichen in Abhängigkeit von der Außenlichtstärke oder über Bewegungsmelder gesteuert, nennt der Ingenieur weitere Beispiele des Energiemanagements.

Modernisierung im laufenden Betrieb
Anlass des Besuchs der IKZ-Redaktion war der Austausch der Gasgebläsebrenner an den Großwasserkesseln 2 + 3, der altersbedingt erfolgte. „Die beiden Kessel besitzen eine Leistung von je 13 MW und stammen aus dem Jahre 1992. Im Zuge der Modernisierung wurde die Luftversorgung sowie die Mess- und Regelungstechnik angepasst“, erklärt Jan Meyer, Projektleiter Heizung, Sanitär, Lüftung und Prokurist im Hause Fuhrmann + Keuthen. Das Ingenieurbüro mit 60 Beschäftigten und zwei Standorten in NRW (Kleve und Essen) verantwortet das anspruchsvolle Projekt in den Leistungsphasen 1 bis 8 gemäß HOAI.
Zum Einsatz kommen modulierende Brenner vom Typ „Teminox G 70“ (Duoblock) aus dem Hause SAACKE. Sie kennzeichnen sich durch geringe Emissionen. „Ohne externe Abgasrückführung liegt das NOx Emissionsniveau bereits bei < 65 mg/m³. Die Gesetzvorgabe liegt bei < 100mg/m³“, sagt Christoph Fricke, Leiter der Niederlassung West bei SAACKE.
Modernisiert wurden auch die externen Verbrennungsluftgebläse (je 22.5 KW Motorleistung, Effizienzklasse IE3), die im Untergeschoss der Energiezentrale über separate Luftkanäle die Brenner versorgen. „Durch die Frequenz-geregelten Gebläse sowie Wärmetauscher zur Verbrennungsluft-Vorwärmung und O2-Regelung erzielt die Anlage höchste Effizienzkriterien in Bezug auf elektrischen Strombedarf als auch Brennstoffwirkungsgrad“, betont Fricke. Die verbaute Steuerung ermögliche die Bedienung und Visualisierung direkt am Brenner sowie in der Warte über Touch-Displays. Zudem seien sämtliche Funktionen über das Leitsys­tem steuerbar.
Die Umbau- und Installationsarbeiten erfolgten durch das Unternehmen Kuhr & Kuhr aus Meppen. 14 Tage dauerte der Umbau eines Kessels. Neben der Gas- und Brennluftversorgung mussten die Monteure auch die Regeltechnik samt zugehöriger Sensorik umfassend anpassen. Besonders sorgfältig wurde die Einregulierung der Anlage vorgenommen. „Rund eine Woche Zeit benötigen wir, um alle Lastzustände optimal einzuregeln“, sagt Geschäftsführer Dipl.-Ing. Jan Kuhr. Gut investierte Zeit, sind sich alle Projektbeteiligten einig. Die Wärmeerzeugung sei nach der Anpassung auf Höhe der Zeit. Ausruhen auf diesen Lorbeeren können sich die Techniker und Ingenieure rund um Abteilungsleiter Timpte aber nicht. Das nächste Projekt steht schon in den Startlöchern: die Erneuerung der BHKW-Anlage. Nach 25 Betriebsjahren hat sie das Ende ihrer Laufzeit erreicht und soll modernen Aggregaten weichen. 

Bilder: IKZ

www.kuhrundkuhr.de
www.tu-dortmund.de
www.saacke.com

 


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