Heizungswasser für Fernwärme aufbereiten: Praxisbeispiel aus dem Berliner Fernwärmenetz

Im Berliner Westen werden Strom und Wärme gleichzeitig erzeugt. Zwei baugleiche Kraftwerksblöcke gingen bereits Ende der 90er Jahre in Betrieb; 2019 schloss man die europaweit größte Power-to-Heat-Anlage mit einer Leistung von etwa 60.000 Haushaltswasserkesseln an das Fernwärmenetz an.

Bald soll auch überschüssige Wind- und Sonnenenergie in Wärme umgewandelt werden. Dafür entstand in Berlin ein neuer thermischer Speicher mit beeindruckenden 45 Metern Höhe, 43 Metern Durchmesser und 56 Millionen Liter Fassungsvermögen – ein Volumen von etwa 350.000 Badewannen mit einer Temperatur in Schichten von ca. 50°C bis 98°C.

Heizwasseraufbereitung vor Ort

Der Betreiber entschied sich für eine mobile Heizwasseraufbereitung. Dabei setzte er auf den Wiesbadener Wasserspezialisten Orben, der bereits den Fernwärmespeicher der Stadtwerke Düsseldorf mit 35.000 m³ Wasser befüllte und langjährige Erfahrung mit Projekten dieser Größenordnung hat.

Orben ist ein Familienunternehmen mit Sitz in Wiesbaden, spezialisiert auf Produkte, Dienstleistungen und Services für die Heizwasser- und Kreislaufwasseraufbereitung. Am Hauptsitz befindet sich Europas größte Regenerierstation für Ionenaustauscher. Die mobilen Trailer mit kompletten Wasseraufbereitungsanlagen sind innerhalb kürzester Zeit einsatzfähig: So vergingen zwischen dem ersten Anruf bei Orben und dem Aufbau auf dem Kraftwerksgelände in Berlin nur drei Tage.

Wasseraufbereitungsanlage im Trailer

24 Stunden nach Kontaktaufnahme stand bereits die erste Konfiguration der Wasseraufbereitungsanlage. Herzstück der Heizwasseraufbereitung war eine mobile Umkehrosmoseanlage, installiert im Orben Trailer TR-60. Diese mobile Wasseraufbereitungsanlage ist ein hocheffizientes System zur Erzeugung von vollentsalztem Wasser (VE-Wasser) mit geringer Leitfähigkeit und geringen Silikatwerten, entsprechend mindestens den Anforderungen nach VDI 2035 und AFGW 510.

Der Trailer bietet eine Einheit mit Vorbehandlung, Umkehrosmose, Membranentgasung und bei Bedarf Nachreinigung durch Mischbettionentauscher. Die Anlage kann darüber hinaus projektbezogen individuell erweitert und konfiguriert werden.

Wasserqualität und Fließdruck

Trotz professioneller Routine gibt es bei Anlagen dieser Größe oft vor Ort individuelle Herausforderungen. „Jede Anlage ist anders“ wird dabei gerne zitiert. So auch hier: Das vom Stadthydranten entnommene Löschwasser hatte keine Leitungswasserqualität, was verstopfte Filter und Membranen zur Folge haben kann. Auch reichte der vorhandene Fließdruck der Feuerlöschleitung nicht aus, um die Umkehrosmose direkt zu betreiben.  Daher wurde das Wasser zuerst mit einer Druckerhöhungspumpe in einen Rohwasservorlauftank gepumpt, der 70m³ fasst. Aus diesem Tank leitete Orben das Wasser in den Trailer in die dort installierte mobile Umkehrosmoseanlage.

Das gereinigte und vollentsalzte Wasser wurde anschließend durch Membranentgasung noch von Kohlensäure befreit; so vollständig vollentsalzt und entgast reduziert das Wasser den Verschleiß des rund 2.000 km langen Berliner Stadtwärmenetzes zuverlässig.

Mit einer zweiten Druckerhöhungspumpe ging das Wasser über einen nachgeschalteten VE-Wassertank dann in den Wärmespeicher. Denn mit 45 Metern Höhe erzeugt der Speicher einen enormen Gegendruck, der nur mit einer zusätzlichen Druckerhöhungsanlage überwunden werden kann.

Befüllung im laufenden Kraftwerksbetrieb

Oberstes Gebot war, dass der laufende Betrieb des Kraftwerks nicht gestört werden durfte. Zwei Monate waren für die Aufbereitung und Befüllung eingeplant, aber 34 Tage von September bis Oktober 2022 genügten. Der Orben TR-60 Trailer lieferte störungsfrei rund um die Uhr die benötigte Heizwassermenge. Das Zusammenspiel zwischen ausreichend vorrätigem VE-Wasser, Dosieranlagen und gleichbleibender Pumpleistung trotz enormen Gegendrucks war eine Herausforderung, die ständig gemessen, gesteuert und geregelt wurde. Drei Orben Mitarbeiter sicherten rund um die Uhr zu jeder Zeit die reibungslose Erstbefüllung vor Ort. Das eingespielte Team verfügt über Sicherheitsschulungen für Kraftwerksgelände, professionelle Ausrüstung und umfangreiche Erfahrung. Der Kraftwerksbetrieb konnte wie gefordert durchgehend weiterlaufen, Kraftwerkspersonal wurde wie gewünscht nicht gebunden.