FALLSTUDIE

Arbeitsbereich von nur 80 Metern für Großprojekt

 

PROJEKT:

Energiezentrum Gateshead

ORT:

Gateshead, England

FERTIGSTELLUNG:

2018

ANWENDUNG:

Fernwärme

PRODUKT:

aquatherm blue pipe ti


DIE HERAUSFORDERUNG:

Das bestehende Fernwärmenetz sollte erweitert werden – mit möglichst wenig Auswirkungen auf die Anwohner und ansässigen Unternehmen.

DIE LÖSUNG:

Rohrleitungssysteme von aquatherm wurden in Gräben von nur 80 Metern als Arbeitsabschritt verlegt. Dies stellte eine erhebliche Erleichterung für die Anwohner und Unternehmen dar, da Straßensperrungen und Umleitungen reduziert und damit das Risiko von Staus minimiert wurde. Zum Schutz des kleineren Grabens wurde weniger Grabensicherungsausrüstung benötigt, was zu geringeren Kosten führte.

Einschränkungen und Kosten minimiert dank Rohrleitungssystem von aquatherm

Gateshead ist eine Stadt im Nordosten Englands mit rund 202.419 Einwohner. Sie ist bekannt für ihre Architektur, darunter das „Sage Gateshead“, das „Angel of the North“ und das „Baltic Centre for Contemporary Art“. Im Jahr 2017 wurde von Jesse Norman, dem britischen Minister für Industrie und Energie, ein bahnbrechendes Energiekonzept vorgestellt, das die Energierechnungen und Kohlendioxidemissionen für Haushalte und Unternehmen in Gateshead senken soll.

Das neue Energiezentrum erzeugt sowohl Wärme als auch Strom für den direkten Verkauf an die Kunden über ein neues, drei Kilometer langes unterirdisches Netz von Heizungsrohren und Hochspannungsstromkabeln. Im Gegensatz zu konventionellen Kraftwerken ist das Fernwärmezentrum von Gateshead in der Lage, bis zu 85 % der Abwärme, die bei der Energieerzeugung entsteht, aufzufangen und direkt in öffentliche Gebäude, Unternehmen und Privathaushalte zu leiten. Das Energiezentrum nutzt zwei 2-MW-Gas-Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen (KWK), um genug Strom für 5000 Haushalte zu erzeugen, wobei die Abwärme der Motoren zurückgewonnen wird, um Warmwasser für die Heizung bereitzustellen. In herkömmlichen Kraftwerken geht diese Abwärme an die Atmosphäre verloren.

Das Fernwärmenetz von Gateshead ist nicht nur innovativ, sondern lieferte auch viele Vergleichsdaten, da für das ursprüngliche System Stahlrohrleitungen gewählt wurden, während die Erweiterung mit dem thermisch isolierten Rohrleitungssystem aquatherm blue pipe ti installiert wurde. Der Arbeitsbereich für die Stahlverrohrung betrug bis zu 250 Meter pro Bauabschnitt. Dies erhöhte die Kosten und schuf ein großes Sicherheitsrisiko. Außerdem gab es enorme Auswirkungen auf den öffentlichen Nahverkehr sowie auf die Mobilität der Anwohner und Unternehmen. Der Graben für die Verrohrung musste mehr als 1,2 Meter tief sein, was eine schwierige Arbeitsumgebung schuf und eine zusätzliche Sicherung des Grabens erforderlich machte. Mit rund zwei Stunden Schweißzeit für eine Verbindung mit dem Durchmesser 200 mm war der langwierige Verbindungsprozess des Stahlrohrs ein Nachteil, da der Graben länger geöffnet bleiben musste. Eine große Herausforderung, der sich die Ingenieurbüros stellen mussten, war der Mangel an ausgebildeten Schweißern. Die langwierige chemische Reinigung und Spülung der Stahlrohrleitungen nahmen zudem etwa zwei Monate in Anspruch.

Einsparung von Arbeitskräften

Rohrleitungen von aquatherm verlegten die Auftragnehmer in einem Arbeitsbereich von nur 80 Metern, was das Leben für die Anwohner und Unternehmen erheblich erleichterte. Straßensperrungen und Umleitungen wurden reduziert und damit das Risiko von Staus minimiert. Zum Schutz des Grabens wurde weniger Ausrüstung benötigt, was zu geringeren Kosten führte.

Das Stumpfschweißverfahren für aquatherm Rohrleitungen ist wesentlich schneller als das Schweißen von Stahlrohren. Eine DN 200-Verbindung an einem aquatherm Rohr aus dem korrosionsresistenten Werkstoff Polypropylen (PP-R) benötigt ca. 8 Minuten zum Erhitzen und 43 Minuten zum Schmelzen und Abkühlen. Das sind 51 Minuten, um 2 Längen DN200-Rohr zu 23,2 Metern zu verbinden. Dadurch konnten bei der Installation große Arbeitseinsparungen erzielt werden, was dazu beitrug, das gesamte Projekt rentabler zu gestalten. Durch das geringe Gewicht des Kunststoffs Polypropylen ist der Transport von aquatherm Rohrleitungen im Vergleich zu Stahlrohren einfacher, auch die manuelle Handhabung gelang problemlos. Das Installationsunternehmen sparte zudem Arbeitskräfte ein, indem es kleinere Arbeitsgruppen einsetzte.

1 Meter Stahlrohr DN200 = 42,5 kg
1 Meter DN200 aquatherm Rohr = 16,5 kg

Die Verfügbarkeit von aquatherm Fittings spielte ebenfalls eine große Rolle bei der Unterstützung der Installationsgeschwindigkeit, da die Stahlabschnitte, die normalerweise auf der Baustelle hergestellt werden, mit aquatherm vorgefertigt werden konnten. Dieser Vorteil ermöglichte eine schnellere Reaktion auf Abweichungen von den Plänen, wenn sich unerwartete Leitungen in der vorgesehenen Route befinden. Die Flexibilität und das Gewicht des Systems erleichterte es dem Installateur zusätzlich, bestehende Leitungen zu umgehen.

Stahl erfordert zusätzliche Bögen und Rohre, um Ausdehnungen, die durch Temperaturveränderungen im System entstehen, abzufangen. Durch die Erdverlegung der aquatherm ti Rohre sind keine Ausdehnungsbögen im Erdreich erforderlich, da das eingebettete Rohr die Ausdehnungskräfte in der Rohrwand absorbiert. Auch dies führt zu einer enormen Kostenreduzierung, da weniger Material, weniger Arbeit und weniger Tiefbauarbeiten erforderlich sind.

Kosteneinsparung von rund 460 Euro pro Meter 

Aufgrund der Rauigkeit des Stahlrohrs und der Ablagerungen im Inneren benötigt die Pumpen eines Stahlsystems mehr Strom als ein PP-R-System. Je älter das System wird, desto größer werden die Ablagerungen und die Rauigkeit, wodurch die Kosten weiter steigen. Im Vergleich zu Stahl kann ein korrosionsresistentes aquatherm Rohr beispielsweise eine Einsparung von 15 % bei den Energiekosten erzielen. Auch der thermische Wirkungsgrad des Polypropylen Rohres ist dem des Stahlrohres weit überlegen.

aquatherm = 0,15 W/mk 
Stahl = 54 W/mk

Die 1,3 Kilometer lange Gateshead Fernwärme-Erweiterung war ein großer Erfolg. Das System ging 2018 vollständig in Betrieb, wobei das System im Winter mit 81 °C Durchfluss und im Sommer mit ca. 5 °C weniger läuft. Durch die Verwendung von aquatherm Rohrleitungen anstelle von Stahlrohren erzielte der Stadtrat von Gateshead eine geschätzte Kosteneinsparung von rund 460 Euro pro Meter. Dieser Wert basiert ausschließlich auf den Konstruktions- und Installationskosten der aquatherm Rohre gegenüber Stahlrohren und beinhaltet nicht die Kosteneinsparungen, die ab der Inbetriebnahme des Systems anfallen. Die Hauptkosten, die mit einem Fernwärmenetz verbunden sind, sind die Kapital- und Betriebskosten.

Installateur Balfour Beatty erklärt:

„Innovation ist der Schlüssel, um kosteneffektive Lösungen in neue und wachsende Märkte zu bringen. Die Erweiterung des Fernwärmenetzes in Gateshead unter Verwendung von neuen PP-R-Rohren und mit einem größeren Durchmesser als bisher in Großbritannien verwendet, war eine großartige Gelegenheit, auf unserer Innovationskultur aufzubauen. Durch die Verwendung von aquatherm Rohrleitungssystemen entfällt die Notwendigkeit von Dehnungsschleifen, da das Rohr selbstkompensierend ist. Dies reduziert die Ausführungszeiten erheblich, minimiert den Bedarf an umfangreichem Verkehrsmanagement und verbessert das Kundenerlebnis bei der Montage.“

Kontakt: aquatherm GmbH | Biggen 5 | 57439 Attendorn | Deutschland | Tel: +49 2722 950 0 | info@aquatherm.de

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