Fallstudie : Wärmetauscher in einem Fernwärmenetz

Im Rahmen der Modernisierung des Fernwärmenetzes LEVALLOIS bei Paris wurden in einer Unterstation 3 ASET Röhrenwärmetauscher zu je 25 MW installiert.

Die auf den Bau und den Betrieb von Fernwärmenetzen spezialisierte IDEX ist über KALITA auch für das Netz in LEVALLOIS in Frankreich zuständig.

Ein sauberes Fernwärmenetz
Bis zum Jahre 2013 wurde die Wärmeproduktion für das Netz durch eine gemischte Heizanlage im Stadtzentrum gewährleistet, die sowohl mit Gas als auch mit Flüssigbrennstoff betrieben wurde. Im Rahmen des Modernisierungsprojektes galt es, diese Anlage durch eine Unterstation zu ersetzen, welche das Netz von Levallois an das Pariser Fernwärmenetz CPCU anschließt. Letzteres nutzt als Energiequelle vornehmlich Wasserdampf, der durch die Verbrennung von Haushaltsmüll in Saint-Ouen sowie den Einsatz von Biomasse gewonnen wird.

Die Hauptidee ist, langfristig das gesamte Gebiet der « petite couronne » im Umland von Paris an die bestehenden Kraftwerke anzuschließen, um somit saubere Fernwärmenetze zu schaffen und die örtlichen Verschmutzungen durch lokale, innerstädtische Wärmeproduzenten zu vermeiden.

Bei der neuen Installation wird jetzt der bei CPCU produzierte Dampf bis zur Unterstation transportiert, wo er in Wärmetauschern dazu dient sanitäres Warmwasser für die Endkunden herzustellen.

Thermische Leistungsfähigkeit nach dem aktuellen Stand der Technik
Das Lastenheft der Unterstation sah die Installation von 3 vertikalen Rohrbündelwärmetauschern des Typs BEM Dampf/Wasser zu je 25 MW vor. Barriquand hat somit TEMA (Tubular Exchanger Manufacturers Association) konforme Apparate geliefert, die eine robuste und langlebige Lösung darstellen.

Ein wesentlicher Aspekt bei der Auslegung dieser großen Apparate war die Begrenzung der verfügbaren Höhe. Diese Anforderung konnte durch den Einsatz spezieller kleinerer Röhren erfüllt werden.

Somit konnten trotz geringer Außenabmessungen Wärmetauscher mit großer Wärmeaustauschfläche eingebaut werden, die sogar eine Temperaturannäherung von nur 5°C erlauben, was bei dieser Technologie herausragend ist. Es konnte sogar noch Raum für eine eventuelle Spätere Erweiterung auf einen vierten Apparat freigehalten werden.

Die Röhrenwärmetauscher sind mit einem Ausdehnungsbalg versehen um somit robuster gegenüber thermischen Belastungen gewappnet zu sein, da der Ausdehnungsbalg die unterschiedlichen Ausdehnungen zwischen Rohren und Mantel abfedert und so die Gesamtlebensdauer der Apparate entscheidend verlängert.

Wärmetauscher für nachhaltigen Enrgieeinsatz
Der Einfluss derartiger klimatechnischen Maßnahmen ist vor Allem wirtschaftlicher Natur. Der Einsatz einer Unterstation erlaubt es, die Energie der bestehenden Müllverbrennungsanlage besser zu nutzen. Somit entstehen keinerlei neue Emissionen innerhalb der Stadt. Auch administrativ ist der Betrieb der bestehenden Müllverbrennungsanlage wesentlich einfacher als der eines Heizkraftwerkes in der Innenstadt.

Auch hinsichtlich Unterhalt liegen die Vorteile auf der Hand. Die Notwendigkeit einer Lagerung von Gas oder Flüssigbrennstoff entfällt vollständig, Lärm- und Rauchbelästigung entfallen ebenfalls. Administrativ und genehmigungstechnisch wird alles einfacher. Die neuen Wärmetauscher können fernüberwacht werden. Somit ist es nicht länger notwendig Mitarbeiter vor Ort zu haben, was zu einer weiteren deutlichen Kostenreduzierung führt. Im konkreten Fall wird die Unterstation von den 500 m entfernten Büros von KALITA aus überwacht.