Fernwärmeversorgung zukunftsorientiert optimieren

Um dem Ziel einer nachhaltigen Energiegewinnung näherzukommen, setzt die Fernwärme Ulm GmbH auf den vermehrten Einsatz von Biomasse als Energieträger. Bei den entsprechenden Neubau- und Modernisierungsprojekten war Endress + Hauser aus Weil am Rhein als Lieferant der Prozessmesstechnik einbezogen. Dies beinhaltete auch die Montage und Inbetriebnahme der Feldgeräte.

Das Fernwärmenetz der Stadt Ulm, stets im Blick im Büro der FUG. Bild: FUG Fernwärme

Die Fernwärme Ulm GmbH (FUG) ist mit 200 Mitarbeitern der Fernwärmeversorger der Stadt Ulm. Die Gesellschafter sind die EnBW AG und die SWU-Stadtwerke Ulm/Neu-Ulm GmbH mit einer Beteiligung von jeweils 50 %. Die Kernkompetenzen der FUG sind der Betrieb, die Instandhaltung und die Optimierung der Erzeugungs- und Verteilungsanlagen. Auch die Primärenergiebeschaffung, der Energiehandel sowie die Abrechnung der Kälte- und Wärmekunden erfolgen durch die FUG.

Den in Kraft-Wärme-Kopplung erzeugten Strom verkauft die FUG an ihre Gesellschafter und deckt dabei etwa 20 % des Ulmer Strombedarfs ab. In das Fernwärmenetz speisen auch Dritte ein, wie zum Beispiel das Müllheizkraftwerk im Donautal und mehrere Biogasanlagen.

Zunehmende Bedeutung von Biomasse als Energieträger

In den vergangenen Jahrzehnten konnte die Fernwärme Ulm ihre Abgabe an Fernwärme auf knapp 700 MWh steigern; seit 2014 ist die Abgabemenge stabil auf diesem Wert. Gleichzeitig konnten die CO₂-Emissionen in den Jahren 1991 bis 2013 um über 75 % gesenkt werden. Einen wesentlichen Beitrag dazu erreichten die Schwaben durch den vermehrten Einsatz von Biomasse als Energieträger. Zu diesem Zweck investierte der Energiedienstleister in den vergangenen zwölf Jahren in zwei neue Kessel, in denen aus Biomasse Fernwärme erzeugt werden kann. Bei beiden Modernisierungsprojekten war Endress + Hauser über verschiedene Anlagenbauer in die Projekte als Lieferant der Prozessmesstechnik einbezogen und konnte sich als verlässlicher Partner in der Instrumentierung etablieren. Dies beinhaltete auch die Montage und Inbetriebnahme der Feldgeräte.

Neubau und Automatisierung für die Zukunft

In den Jahren 2002 / 03 stand für die Fernwärme Ulm der Neubau der Anlage „Biomasse 1“ auf der Agenda. Mit diesem Neubau sollte pro Jahr aus 140 t Holz Fernwärme erzeugt werden. Das Projekt wurde über die Duisburger Standardkessel GmbH umgesetzt, während in dieser Neubaumaßnahme Endress + Hauser für die Montage und Inbetriebnahme der Feldgeräte verantwortlich war. Nach dem Neubau von „Biomasse 1“ wurde in den Jahren 2011 / 12 eine weitere neue Anlage „Biomasse 2“ gebaut. Kessellieferant war wiederum Standardkessel; erneut lieferte Endress + Hauser ein auf die Bedürfnisse abgestimmtes Feldgeräte-Portfolio verschiedenster Arbeitsbereiche.

Kessel „Biomasse 2“. Bild: Endress + Hauser

Schließlich stand für 2012 die vollständige Erneuerung und Automatisierung von Kessel 5 bei der Fernwärme Ulm auf dem Programm. Rainer Mann, Leiter der Elektro- und Leittechnik, erläutert die Gründe: „Der Kessel 5 wurde 1955 gebaut. Seit dieser Zeit wurde nur einmal die Feldinstrumentierung erneuert.“ Die Aufgabe des Unternehmens, das den Zuschlag für das Projekt erhalten sollte, war nun, den Kessel 5 zu automatisieren und die Feldgeräte, Schieber und Antriebe zu erneuern. Mit der Erfahrung aus den vergangenen Modernisierungs- und Neubauprojekten und dem breitesten Geräteportfolio konnte das Angebot der Spezialisten für die Prozessautomatisierung aus Weil am Rhein die Verantwortlichen der Fernwärme Ulm überzeugen.

Ein Vorteil: Das Endress + Hauser-Team, bestehend aus zwei Mitarbeitern aus dem technischen Büro München, konnte für das Projekt in Ulm auf zusätzliche interne Unterstützung zurückgreifen. Ein auf Engineering-Lösungen spezialisierter Kollege stand dem Projektteam von Anfang an mit zusätzlichem Fachwissen zur Seite. „Als ersten Schritt sollte Endress + Hauser die ,Allgemeine Ausführungsrichtlinie E-05 Messwerterfassung‘ bearbeiten und mit Rot-Einträgen versehen“, so Rainer Mann, Leiter E- und Leittechnik. „Schließlich sollte der Messstellenaufbau auf technische und kommerzielle Sicht kontrolliert und angepasst werden“.

Die individuelle Anlagenbegehung verschafft den Überblick

Bei der individuellen Anlagenbegehung vor Ort in Ulm wurden weitere Entscheidungen gefällt, die Auswirkungen auf das Projekt hatten: Ursprünglich wurden die Feuerraumdrücke mittels Magnetventil auf einen Messumformer geschaltet, nach dem Umbau sollte es einen Messumformer pro Stutzen geben. Die Probenentnahmestation sollte komplett erneuert und schließlich die Trommelniveau- von einer Differenzdruckmessung auf eine „2-aus-3-Auswahl“ umgebaut werden.

Aufbauend auf die diversen Prozesse und die Anlagenbegehung wurde jede Messstelle in ein detailliertes Diagrammbild übernommen. Darin wurde jede Messstelle mit einer KKS-Nummer versehen … Bild: Fernwärme Ulm

… und das Ganze nach der Inbetriebnahme. Bild: Endress + Hauser

Aufbauend auf die diversen Prozesse und die Anlagenbegehung wurde jede Messstelle in ein detailliertes Diagrammbild übernommen. Anhand dieser Schaubilder begannen die Experten des Engineering-Teams jede einzelne Messstelle auszulegen. Hans Hofbauer, zuständiger Außendienst-Mitarbeiter bei Endress + Hauser, erläutert: „Vergleichbare Auslegungen von Messstellen in der Energiebranche planen wir regelmäßig. Dadurch haben wir uns über die Jahre einen großen Erfahrungsschatz angeeignet – auf diesen können wir jetzt zurückgreifen und jede einzelne Messstelle in Bezug auf Kosten und Performance optimieren.“ In diesem Zusammenhang wurde übrigens auch jede Messstelle mit einer KKS-Nummer versehen, die in das Diagrammbild eingetragen wurde.

Montage, Inbetriebnahme und Geräteerfassung

Nach der einfachen und unkomplizierten Bestellung und Lieferung an die Fernwärme Ulm begann das Montage- und Inbetriebnahme-Team seine Arbeit. Jede KKS-Nummer wurde gemäß Zeichnung montiert und geprüft. Bei notwendigen Schweißarbeiten wurde eine zertifizierte Schweißfachfirma beauftragt. Diese besonderen Messstellen wurden noch vom TÜV-Sachverständigen geprüft und abgenommen.

Während der Montage und Inbetriebnahme konnten sich die Vertriebskollegen von Endress + Hauser um Aspekte des Lifecycle-Managements kümmern: So studierte Innendienstmitarbeiter Volker Meier noch einmal intensiv den kompletten Lieferumfang, damit bei der Übergabe auch gleich das Ersatzteilkonzept dargestellt werden konnte. Von Seiten der FUG lag die Verantwortung bei den Kollegen Andreas Uetz und Mathias Kneer. „Ziel bei solchen Ersatzkonzepten ist eine höchstmögliche Verfügbarkeit sicherzustellen, bei gleichzeitig niedrigem gebundenen Kapital“, fasst Uetz zusammen. Deshalb erfasste Endress + Hauser die Geräte mit den passenden Ersatzteilen im eigenen online-basierten Asset-Management-System „W@M“. Diese Datenbank hinterlegt auch die aktuelle Dokumentation, Prüfzertifikate, Kalibrier-Protokolle und vieles mehr. Parametrierung und Speicherung der Gerätedaten erfolgte im Anschluss mit Endress + Hauser-Fieldcare.