Robustheitsanalyse zur modellgestützten Leckageeingrenzung und optimale Messstellenplatzierung für Fernwärmenetze

Die frühzeitige und zuverlässige Erkennung und Eingrenzung von Leckagen in Fernwärmenetzen ist ein wichtiger Aspekt im Hinblick auf Versorgungssicherheit, Umweltschutz und Wirtschaftlichkeit. Ein neuer Lösungsansatz soll Leckagen anhand vorhandener Messstellen modellgestützt detektieren und orten bzw. eingrenzen. Vor der Anwendung wird das zu überwachende Fernwärmenetz auf Eignung hinsichtlich dieses Verfahrens geprüft. Falls notwendig, werden sinnvolle Messstellenerweiterungen am Netz vorgeschlagen.

Die Leckageortung bzw. -eingrenzung in Fernwärme- oder auch anderen hydraulischen Netzwerken stellt eine wichtige, zugleich aber auch komplexe Aufgabe dar: Eine Schadensstelle im Netz birgt eine Reihe von Risiken wie z. B. Druckverlust, Ausfall der Kundenversorgung sowie den Verlust des Transportmediums, welches nachgespeist werden muss. Je schneller also der Eintritt einer Leckage erkannt und deren Schadensstelle aufgefunden werden kann, desto geringer sind Versorgungseinschränkungen, Umweltschäden und anfallende Kosten. Bisherige Methoden zur Leckageortung sind zwar im Einsatz erprobt und etabliert, bringen aber diverse Nachteile mit sich: So ist etwa bei den leitungsgebundenen Verfahren eine Nachrüstung des gesamten Netzes mit Messleitungen in der Isolierschicht notwendig. Die Ortung mittels Thermografie wiederum erfordert, dass eine Leckage bereits vorab erkannt und deren Lokalisierung zumindest grob erfolgt ist. Dies macht die bestehenden Verfahren kostspielig und zeitaufwendig. Das derzeit in der Entwicklung befindliche Verfahren zur Leckageeingrenzung soll zunächst – basierend auf aktuellen Messwerten vorhandener Sensoren – sämtliche Netzdrücke und -durchflüsse berechnen. Anschließend sollen die Berechnungsergebnisse ausgewertet und dann eine eventuelle Schadensstelle eingegrenzt werden. Ein solches Verfahren ist u. a. von der Qualität der Messdaten abhängig. Das bedeutet, dass bestimmte Anforderungen an die Anzahl, Platzierung und Genauigkeit der Messgeräte gestellt werden müssen. Im Rahmen der hier beschriebenen Entwicklung ist ein Algorithmus entworfen worden, der eine gegebene Netzkonfiguration auf die Eignung für das Eingrenzungsverfahren hin prüft. Weiterhin soll mittels dieses Algorithmus auch die für das Verfahren notwendige bzw. optimale Messstellenanzahl und-positionierung ermittelt werden. Hier wird der derzeitige Entwicklungsstand anhand eines einfachen Beispielnetzes demonstriert.



Copyright: © wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH
Quelle: Heft 10 - 2016 (Oktober 2016)
Seiten: 8
Preis: € 8,00
Autor: Dennis Pierl
Prof. Dr.-Ing. Kai Michels
Dr. Bernd Rüger

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