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Optische Lasermessung für die Fernwärme

Ziemlich auffällig und direkt am Straßenrand schlängeln sie sich durch viele Ballungszentren: Die dicken Leitungsstränge des Fernwärmenetzes. Durch sie strömt das bis zu 140 °C heiße Wasser zu den Verbrauchern, wo es über Wärmetauscher für warmes Wasser und angenehme Temperaturen sorgt. Doch wie viel Wasser fließt dort eigentlich? Und wie wird das ermittelt? Die optische Lasermessung kombiniert mit dem Anbohrverfahren sorgen für Durchblick.

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Kugelhahnschweissen

Nicht nur Verbraucher wollen genau wissen, wie viel Wärme sie abnehmen. Auch die Energieversorger brauchen für ihre Bilanzierung exakte Daten darüber, was sie an Wärme abgeben. Deshalb sind in den Leitungen auch noch Messblenden eingesetzt. Diese geben zunächst zuverlässig Auskunft. „Die Geräte sind oft schon 20 oder 30 Jahre im Einsatz. Kein Mensch kann sagen, ob sie noch einwandfrei funktionieren“, erklärt Andreas Duckwe, der in Berlin den Fachbereich Technische Steuerung im Bereich Wärme leitet.

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Die LDV-Messtechnik wird montiert, Foto: Vattenfall

Duckwe kennt die Problematik: „Es müsste eigentlich regelmäßig überprüft werden, ob alles noch richtig erfasst wird.“ Doch dazu müssten die Messgeräte ausgebaut, die Trassen jedes Mal außer Betrieb genommen und entleert werden. „Allein für den Ein- und Ausbau der Messgeräte kommen mehrere zehntausend Euro pro Kraftwerk zusammen.“

Lasermessung statt Ausbau

Andreas Duckwe ist Ingenieur für Automatisierungstechnik sowie Fernwärmeversorgung und denkt gern quer. Er ist schon seit Jahrzehnten mit allen Facetten des Fernwärmenetzes vertraut und in der Branche gut vernetzt. Auf einem Symposium hört er 2007 zum ersten Mal von einer neuen optischen Lasermessmethode zur Geschwindigkeitserfassung von Flüssigkeiten. An deren Entwicklung waren die Unternehmen Optolution Messtechnik GmbH und die ILA GmbH beteiligt. „Das hat meine Neugierde geweckt.“

Anbohrtechnologie aus den Siebzigern dient als Basis

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Im Berliner Stadtbezirk Marzahn wird im Jahr 1979 das erste Mal angebohrt, Foto: Vattenfall

Er besinnt sich auf seine Erfahrung: „In Berlin haben wir bereits Ende der siebziger Jahre eine Technologie entwickelt, die es ermöglicht, Fernwärmeleitungen bei laufendem Betrieb anzubohren“, erzählt der Ingenieur. „So können wir unser Netz stetig erweitern, ohne die Kunden von der Wärmeversorgung zu trennen.“

Die Idee ist, beide Verfahren zu kombinieren: Das optische Laserdopplerverfahren und die Anbohrtechnologie. „An den vorhandenen Messstellen haben wir probeweise Kugelhähne mit präzisen Schaugläsern eingesetzt. Durch sie sollte dann mit der Lasertechnik gemessen werden.“

Zwei Jahre tüftelte Duckwes Team mit den beiden Firmen an der Lösung. „Das Anbringen der Konturgläser ist kompliziert, da unter hohem Druck montiert werden muss. In den Wärmetrassen herrschen bis zu 16 bar.“ Der erste große Praxistest erfolgte vor fünf Jahren im Heizkraftwerk Wilmersdorf.

Technik ist erprobt und kann weiter entwickelt werden

Inzwischen wird das Verfahren nicht nur in Berlin angewandt: „Von Flensburg über Wolfsburg bis nach Wien war unser Team bereits im Einsatz“, erzählt Duckwe stolz. Und der Tüftler in ihm gibt noch keine Ruhe. „All das ist noch ausbaufähig. Für optimalere Bedingungen, soll im Rahmen eines geförderten EnEff-Projektes das laseroptische mit einem numerischen Verfahren gekoppelt werden.“

Mit im Boot – bei diesem vom BMWi geförderten Projekt – sind wieder die Optolution Messtechnik GmbH aus Lörrach und die ILA GmbH aus Jülich sowie die Technische Universität Berlin und die Physikalisch-Technische Bundesanstalt Berlin. „Das Projekt ist vor zwei Jahren gestartet und läuft bis voraussichtlich 2017. Da bleiben wir am Ball. Denn je präziser das Verfahren wird, desto besser wissen wir und unsere Kunden, wie viel Wärme tatsächlich durch die Rohre kommt."


 

Experte Andreas Duckwe

Seit Abschluss meines Studium der Automatisierungstechnik im Jahr 1979 bin ich hier im Unternehmen. Facettenreiche Aufgabeninhalte und verschiedene Verantwortungsbereiche im Fernwärmebereich füllen meinen Arbeitsalltag aus. Zehn Jahre habe ich als Technischer Leiter für Technik/Instandhaltung gearbeitet. Jetzt verantworte ich die Technische Steuerung der Netzinstandhaltung im Asset-Management und das EnEff Wärme-Projekt zur Kalibrierung von Fernwärme-Messtechnik.

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