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Deep Dive hinter die Kulissen der RheinEnergie.

Mini-Risse im Fernwärmenetz aufgespürt – mit Gas

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In den letzten Jahren sind die Heizwasserverluste in unserem Fernwärmenetz gestiegen. Da einige Schäden mit herkömmlichen Methoden nicht auffindbar waren, hat man nun erfolgreich ein neues Verfahren erprobt. Bei diesem spielt Gas eine zentrale Rolle.

Fernwärme hat in Köln eine lange Tradition. Aus gutem Grund: Fernwärme ermöglicht eine umweltschonende Wärmeversorgung in Ballungsgebieten. Zumal dann, wenn die Wärme, wie bei uns in Köln, durch Kraft-Wärme-Kopplung gewonnen wird. Bereits 1961 hat der Stadtrat beschlossen, die Technik zu nutzen. Das Kölner Fernwärmenetz ist mittlerweile auf 334 Kilometer angewachsen. Und es wächst weiter. Vor allem im Rechtsrheinischen, wo sich die Stadtviertel im Zuge von Flächenentwicklungen weiter ausdehnen und es große Absatzpotenziale gibt.

In einem Fernwärmenetz sind kleinere Undichtigkeiten völlig normal und Wasserverluste damit unvermeidbar. Die haben in den vergangenen Jahren zugenommen. Betrugen die Verluste 2008 durchschnittlich 50 Kubikmeter (m3) pro Tag, waren es 2015 rund 270 m3 täglich.

Helium brachte den Erfolg

Herkömmliche Verfahren zur Leckageortung waren nur teilweise erfolgreich. Im 151 Kilometer langen Fernwärmenetz der Innenstadt ist daher eine neue Methode zum Einsatz gekommen: die Leckortung mittels Gasspürgeräten.

In der Injektoranlage wird das Heizwasser blasenfrei mit dem Helium versetzt (Bild: RheinEnergie).

 Die Kollegen wenden diese Methode im Gasnetz schon seit Jahren erfolgreich an. Der wesentliche Unterschied: Im Heizwasser ist kein Gas enthalten, das man anschließend im Umfeld eines Lecks mit Gasspürgeräten orten könnte. Zu diesem Zweck muss das Heizwasser erst mit Gas „geimpft“ werden. Diese Aufgabe erledigt eine Injektoranlage (siehe Foto) unmittelbar am Heizkraftwerk. In ihr wird Helium unter Hochdruck blasenfrei mit dem zurücklaufenden Heizwasser vermischt und anschließend zurück in die Transportleitung gepumpt. Das erfolgt im laufenden Betrieb. Unsere Kunden merken davon nichts.

Helium hat gegenüber anderen Prüfgasen entscheidende Vorteile: Es ist ungiftig, weder korrosiv noch feuergefährlich und damit relativ umweltneutral. Da Helium eine geringe Atomgröße aufweist, entweicht es selbst durch kleinste Risse aus dem Rohrleitungssystem und lässt sich dann im Umfeld messen.

Nachdem sichergestellt ist, dass sich das Gas im Fernwärmenetz verteilt hat, begeben sich die Kollegen auf die Suche nach den Lecks. Entlang der Fernwärmeleitungen bohren sie im Abstand von ca. fünf Metern Löcher in die Oberfläche und messen mit einer Sonde den Anteil an Helium im Erdreich. Neben einem Messgerät für Helium kommt auch eines für Methan (CH4) zum Einsatz. So ist sichergestellt, dass es sich beim austretenden Gas nicht um Erdgas handelt. Liegt die Helium-Konzentrationen im Boden über 10 ppm (parts per million), ist davon auszugehen, dass es sich um einen Schaden an der Fernwärmeleitung handelt.

Insgesamt hat die Begehung des Fernwärmenetzes in der Innenstadt 43 Tage gedauert. Dabei haben die Kollegen 18 Lecks entdeckt. Nach erfolgter Instandsetzung sind die Heizwasserverluste auf 160 m³ pro Tag gesunken. Durch die damit erzielte Einsparung hat sich das neue Verfahren auch finanziell gelohnt. Um die Verluste weiter zu senken, kommt es künftig erneut zum Einsatz.

Dieser Text stammt von Reinhold Fastabend. Er ist bei der RheinEnergie mit seinen Kollegen für die Kölner Fernwärmenetze verantwortlich.

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