Kilometerlange dickwandige Stahlrohre in der weltgrößten solarthermischen Klärschlammtrocknungsanlage.
Im westdeutschen Bottrop entsteht derzeit eine solarthermische Klärschlammtrocknungsanlage, die zu den größten der Welt zählt. Ein solch anspruchsvolles Projekt erfordert nicht nur die für seine Umsetzung erforderliche strenge Ingenieurskunst, sondern auch eine detaillierte Planung aller Bauarbeiten während der gesamten Bauzeit.
Ein typisches Beispiel ist der Anschluss von mehreren hundert Heizkreisen in 32 Trockenhallen. Da sich die Hallen auf unbefestigten Böden befinden, müssen diese Schaltungen dauerhaft thermischen, korrosiven aber auch erheblichen mechanischen Einflüssen standhalten. Daher wurden herkömmliche dickwandige Stahlrohre von 1¼ bis 4 Zoll (DN 32 bis DN 100) verwendet. Allerdings in Kombination mit den Armaturen Megapress (⅜ bis 2 Zoll) und Megapress S XL (2½ bis 4 Zoll) des Unternehmens Viegadie durch fortschrittliches Pressen statt durch herkömmliches Schweißen verbunden werden.
Der Hauptzweck ist, Energie zu sparen
Die Kläranlage Bottrop ist eine der größten in Deutschland. Sie reinigt nicht nur das Abwasser von rund 5 Millionen Einwohnern im gesamten Emscherbecken, sondern reinigt und gegebenenfalls verbrennt auch den zur Kläranlage gebrachten Fremdschlamm. Dieser Prozess ist nicht nur aufwändig, sondern auch energieintensiv. Um 120.000 t Schlamm pro Jahr in zwei Feuerungen im angrenzenden Heizraum bei einer Temperatur von rund 450 °C zu verbrennen, muss der Schlamm einen definierten Trockensubstanzgehalt aufweisen. Ein Wert zwischen 60-70 % ist optimal. Bisher wurde dies durch die Zugabe von rund 20.000 t Kohle während des Verbrennungsprozesses erreicht. Das Solar Thermal Drying System (STT) als integraler Bestandteil des gesamten Emscher-Hybridkraftwerks soll diese Menge zukünftig so weit wie möglich reduzieren und so die Umwelt entlasten und wertvolle Ressourcen sparen.
Dazu werden die Schlämme aus den Kläranlagen in 32 Hallen vorgetrocknet. Diese wie Gewächshäuser gebauten Hallen befinden sich auf einem ca. 61.000 m2 großen befestigten Grundstück auf dem Gelände ehemaliger Schlammteiche. In den verglasten Hallen trocknet der Schlamm etwa 10 bis 14 Tage im natürlichen Sonnenlicht, ein Beispiel aus ökologischer Sicht. Reicht die Sonneneinstrahlung nicht aus, liefern die Heizkreise unter der Hallendecke Wärme aus einer eigenen Heizungsanlage oder aus einer vierstufigen Kaskadenheizung mit einer Heizleistung von 10 MW. Vor allem eine Zahl macht auf die Dimensionen der Installation aufmerksam. Bei Vollbetrieb der Trocknungsanlage verdunsten jährlich ca. 100.000 m3 Wasser aus dem Klärschlamm. Das entspricht rein rechnerisch der Menge an Trinkwasser, die ganz Frankfurt am Main täglich verbraucht.
Gewächshausartig gebaute Klärschlammtrocknungshallen sind teilweise über 160 m lang, im Mittelgang sogar über 200 m (Foto: Viega).Lichträume in Bewegung
„In dieser Größenordnung ist die Klärschlammtrocknung einzigartig, auch im Vergleich zu allen bisherigen Anwendungen, die maximal 10 % der geforderten Ausbeute erreichten“, erklärt Projektleiter Norbert Schepers von der Emscher Wassertechnik GmbH. Ab einer Hallenlänge von 160 m stellt sich die Frage, wie die erhebliche und de facto permanente Wärmeausdehnung der Leichtbaukonstruktion aufgenommen werden kann, die ständig auf die verlegten Rohre übertragen wird. Zudem können äußere atmosphärische Einflüsse und das Mikroklima in der Halle diese Ausdehnungen widersprüchlich oder zumindest sehr unterschiedlich gestalten.
Deshalb wurden mehr als 12 km Stahlrohre mit dem Viega Megapress System verbunden. Auf langen geraden Abschnitten kamen Dehnungsausgleicher oder weite Bögen zum Einsatz. Flexible Anschlüsse an jedem Ausgang der Hauptverteilungsleitung zu den einzelnen Hallen und am Anschluss der Heizkreise. Neben den oben erwähnten thermischen Effekten werden die Anlagen auch durch baudynamische Bewegungen der leichten Hallenkonstruktionen belastet. Starre Rohrverschraubungen wären hier den extremsten Belastungen ausgesetzt. Flexible Verbindungen ermöglichen jedoch eine strukturelle Trennung, die alle Scherbewegungen kompensiert.
Megapress-Verbindungssystem
Das Megapress-Verbindungssystem kann für dickwandige Stahlrohre in Größen von ⅜ bis 2 Zoll verwendet werden. In großen Industrieanlagen wird das Megapress S XL System in den Größen 2½, 3 und 4 Zoll eingesetzt, meist in großen Kühl-, Heizungs-, Bewässerungs- oder Druckluftsystemen. Die Pressverbindungstechnik ist bis zu 80 % schneller als herkömmliches Schweißen, Gewinden oder Nuten und kann auch für verzinkte oder industriell lackierte Stahlrohre verwendet werden. Im Gegensatz zum Schweißen ermöglicht diese Technologie die Reparatur von Rohren, auch wenn diese noch Restwasser enthalten.
Die flexible Anbindung der Heizkreise in den Hallen und der Anschluss an die Hauptverteilung dienen dem Ausgleich von Bewegungen durch thermische und mechanische Einflüsse. (Foto: Viega)Pressen ist wirtschaftlicher als Schweißen
Die Generalbaufirma IRB Industrie-Rohrbau GmbH aus Rödinghausen, die auch die Montagearbeiten durchführte, ist überzeugt, dass das Kaltpressen der Verbindungen von dickwandigen Stahlrohren anstelle des Schweißens einen weiteren entscheidenden Vorteil gebracht hat, der über das hinausgeht, was allgemein erwartet wird Rohrsystem. Gerade angesichts der hohen Anzahl an Verbindungen und extremen Belastungen sei diese Vorgehensweise deutlich wirtschaftlicher gewesen, sagt IRB-Konstruktionsleiter Michael Puckrandt: „Je nach Nennweite des Rohres benötigen wir bis zu 80 % weniger Zeit für jede zu montierende Verbindung als mit herkömmlichem Schweißen. Trotz der höheren Materialkosten ist die Pressverbindungstechnik daher eine sehr vorteilhafte Alternative.“
Und wie reagiert der Auftraggeber gerade bei einem so atypischen Projekt, wenn er auf keine Erfahrung zurückgreifen kann? Installateurmeister Puckrandt sagt: „Jeder Kunde erwartet zunächst das bestellte Ergebnis. Dabei spielt es keine Rolle, ob dieses Ergebnis durch Schweißen oder Pressen erzielt wird. In diesem speziellen Fall haben wir jedoch vorab in enger Abstimmung mit allen Beteiligten, einschließlich Viega als Lieferant des Verbindungssystems, geprüft, wie beispielsweise die Verbindungen aus unlegiertem Stahl 1.0308 mit einer Außengalvanik behandelt werden Oberfläche von Zink und Nickel sich in dieser Einbauumgebung verhalten würde, oder wenn eine Pressverbindung mitunter überdurchschnittlich großen mechanischen Belastungen zuverlässig standhält. Rohre mit Oberflächenbehandlung nach AGI Q151 mit relativ geringem Vor- und Nachbearbeitungsaufwand. „Und das auch unter schwierigen Bedingungen“, betont Michael Puckrandt: „Denn die Verbindungen im Hauptrohr sind immer extrem hohen Kräften ausgesetzt. Trotzdem hat das Megapress-System auch hier und bei wechselnden äußeren Einflüssen noch nicht versagt.“
Die enorme Widerstandsfähigkeit der Megapress-Stahlrohre und die Pressverbindungen ermöglichen eine Verlegung der Rohre mit einem Minimum an Fixpunkten unter der Hallendecke. (Foto: Viega)Für den westfälischen Generalunternehmer wird die von den Betriebsbedingungen her ebenso außergewöhnliche wie schwierige Montageumgebung zum Referenzobjekt. Es beweist schließlich, dass die Leistung eines kompetenten und geschickten Schweißers auch mit kostengünstigeren und sichereren Technologien wie Crimpverbindungen leicht zu übertreffen ist, sagt Michael Puckrandt und stellt fest: „Für uns ist dies ein spürbarer Schritt in eine nachhaltige Zukunft. , da das Problem der qualifizierten Arbeitskräfte für die Pipeline-Installationsindustrie bereits akut ist. Gute erfahrene Schweißer sind immer schwieriger zu finden.
Weitere Informationen finden Sie unter:
www.bottrop.de/wohnen-u-mwelt-verkehr/
Viega ist mit weltweit fast 5.000 Mitarbeitern einer der führenden Hersteller von Installationstechnik im Bereich Sanitär und Heizung. Der anhaltende Erfolg des Unternehmens wird an zehn Standorten weltweit aufgebaut. Die Produktion ist in vier Produktionsstätten in Deutschland konzentriert. In den Werken McPherson (Kansas/USA), Wuxi (China) und Sanand (Indien) werden Speziallösungen für die jeweiligen lokalen Märkte außereuropäischer Länder gefertigt. Der Schlüssel liegt vor allem in der Produktion von Installationsmaterial. Neben Rohrsystemen gehören auch Vorwand- und Entwässerungssysteme zur Produktion. Das Sortiment umfasst mehr als 17.000 Produkte mit vielfältigen Einsatzmöglichkeiten, beispielsweise in der technischen Gebäudeausrüstung, in der Infrastruktur, in Industrieanlagen oder im Schiffbau. Das Unternehmen Viega wurde 1899 in Attendorn, Deutschland, gegründet und ist seit den 1960er Jahren auf dem internationalen Markt etabliert.Heute werden Viega Produkte auf der ganzen Welt eingesetzt. Der Vertrieb der Waren auf die einzelnen Märkte erfolgt hauptsächlich über den Fachgroßhandel.
