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wlb - Wasser, Luft und Boden 4/2016

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WASSER-/ABWASSERTECHNIK

WASSER-/ABWASSERTECHNIK Ein Probegerät bewährt sich Füllstandsensor löst schwierige Messsituation im Aschesilo tennenabdeckungen oder die Nutzung von Spülluft. Besonders schwierig war, dass der Messfehler nicht immer auftrat, sondern nur sporadisch. So kam es sogar dazu, dass eine falsch anzeigte Vollmeldung dazu führte, dass ein Lkw nur halb mit Asche gefüllt, den Hof verlassen musste. Jürgen Skowaisa Es gibt Messstellen, die selbst erfahrene Servicetechniker an ihre Grenzen bringen. So geschehen bei der Bestandsmessung in einem Aschesilo in einer der modernsten Kläranlagen Baden-Württembergs. Die Neuentwicklung eines Füllstandsensors kam da zur rechten Zeit. Sie muss den Vergleich zu großen Industrieanlagen nicht scheuen – die Kläranlage Steinhäule des ZVK (Zweckverband Kläranlage) in Neu-Ulm gehört zu einer der modernsten Kläranlagen Baden-Württembergs. Hier greift ein Anlagenabschnitt in den anderen. So wird genau darauf geachtet, ob Abwärme weiter genutzt, Rohstoffe eingespart oder Reststoffe verwertet werden können. In der Anlage wird das Abwasser von rund 440 000 Einwohnerwerten (die Hälfte sind industrielle Abwässer) gereinigt. Eine Besonderheit der ZVK ist die vierte Reinigungsstufe. Nur wenige Kläranlagen haben diesen Aufbereitungsschritt, mit der vor allem nicht abbaubare Stoffe, wie Hormone, Medikamentenrückstände, Biozide etc. aus dem Abwasser entfernt werden, bisher integriert. Dabei werden mithilfe von Aktivkohlepartikeln die Schadstoffe herausgefiltert. Asche für die Weiterverwertung Neben der Innovation legen die Neu-Ulmer Wert auf die Wirtschaftlichkeit ihrer Anlagen. So entstehen bei der Abwasserreinigung jährlich rund eine Million Kubikmeter Abwasserschlamm. Zunächst wird dieser entwässert und danach in Wirbelschichtöfen verbrannt und auf rund 2500 t Asche reduziert. Der entstehende Dampf wird zur Schlammtrocknung als Produktionsdampf genutzt und zusätzlich wird Strom über eine Dampfturbine erzeugt. Die Asche selbst wird in vier Stahlsilos gelagert. Die Silos sind über Schneckenförderer miteinander verbunden und werden nacheinander befüllt. Und genau bei der Aschelagerung gab es eine unzureichend gelöste Messsituation. Die Situation war für Stefan Mayr, Elektromeister Klärschlammverbrennung beim ZVK, unbefriedigend. Die Niveaumessung in den Silos ist die Grundlage für die Disposition der Lkw-Fuhren, die die Asche abtransportieren. So werden die Asche und der Filterstaub an die Baustoffindustrie weiter verkauft und als Kiesersatzstoff bzw. Versatzbaustoff im Bergbau eingesetzt. Die feine Beschaffenheit der Asche, die zu einer extremen Staubentwicklung führte, machte dem bisher eingesetzten Füllstandmessgerät erheblich zu schaffen. Besonders beim Befüllen und Entleeren der Silos verursachte die sehr hohe Staubentwicklung immer wieder Sprünge bzw. Schwankungen der Messwerte. Auch ein Wechsel zu anderen Herstellern führte zu keinem Erfolg, ebenso wenig wie der Einsatz von An- Testanwendung mit Erfolg Im Juni 2014 war ein Serviceeinsatz seitens Vega fällig, bei dem die Messstellen in den Silos überprüft und optimiert wurden. Diesmal schlug der Servicetechniker den Austausch gegen das gerade neu entwickelte Messgerät Vegapuls 69 vor, das bis dahin nur als Nullserie vorlag. Damals wurden noch Test-Anwender gesucht, sodass Mayr nicht lang überlegte. „Wir haben Vega damals einfach vertraut. Seit den 80er-Jahren verwenden wir hier die unterschiedlichsten Messgeräte von Vega, wie Druckmessungen, Radarfüllstandsensoren oder Grenzschalter, mit denen wir immer zufrieden waren“, begründet Mayr die schnelle Zusage. So kommen etwa in der neuen Adsorptionsstufe rund 30 Radarsensoren Vegapuls WL61 für Flüssigkeiten zum Einsatz. Im Aschesilo mit der höchsten Umschlagrate wurde das Füllstandmessgerät Vegapuls 69 installiert, das mit einer Frequenz von 80 (statt 26) GHz arbeitet. Dies erlaubt eine deutlich höhere Fokussierung des zu messenden Mediums. So lassen sich auch bis dahin schwierig zu messende Medien mit schlechten Reflexionseigenschaften genauer und einfacher messen. Auch bei Behältern mit großen Einbauten hilft diese Fokussierung das eigentliche Messsignal vom Störsignal besser zu differenzieren. Durch die gute Fokussierung und den hohen Dynamikbereich des Sensors ist in allen Betriebsphasen eine zuverlässige Füllstandmessung möglich. Gerade bei extremen Staubablagerungen hat sich der Sensor inzwischen durch seine Zuverlässigkeit und Genauigkeit bewährt. „Wir hatten plötzlich ein sauberes Signal und damit zuverlässige Messergebnisse“, so Mayr. Um die Messwerte des neuen Gerätes zu evaluieren, wurden die Messwerte aller vier Aschesilos im Prozessleitsystem aufgezeichnet und die gewonnenen Messerergebnisse überprüft. Verbesserte Fokussierung Hintergrund für den Erfolg: Der Öffnungswinkel der abgestrahlten Radarenergie und damit auch die Fokussierung hängt von zwei Faktoren ab: der Sendefrequenz und der wirksamen Antennenfläche. Das bedeutet, dass mit einer höheren Frequenz Autor: Jürgen Skowaisa, Produktmanagement Radar, Vega Grieshaber KG, Schiltach 16 wlb 4/2016

Mit dem Vegapuls 69 kann der Bestand im Aschesilo sicher erfasst werden bei gleicher Antennengröße eine deutlich bessere Fokussierung erreicht wird. Der Vegapuls 69 arbeitet mit einer Sendefrequenz von 80 GHz und einer Antennengröße von ca. 75 mm. Dadurch wird ein Öffnungswinkel von nur 4° erreicht. Bei einem Radarsensor mit 26 GHz Sendefrequenz beträgt der Öffnungswinkel etwa 10° bei gleicher Antennengröße. Dagegen geht der 80-GHz-Strahl an Einbauten oder Anhaftungen an der Behälterwand vorbei – das macht die Messung sicherer und zuverlässiger. Das Messgerät selbst ist aus dem robusten Werkstoff Peek, der eine hohe Temperatur- und chemische Beständigkeit aufweist. Auch ist die Linsenantenne unempfindlich gegen Ablagerungen und Schmutz und zeigt keinerlei Verschleißeigenschaften. Die Vega-Ingenieure entwickelten eine App, mit deren Hilfe der Neigungswinkel für die In stallation des Messgerätes eingestellt werden kann. Dafür wird das Smartphone einfach auf das Gerät gelegt, sodass sich der Sensor schnell und optimal ausrichten lässt. Die Auswertung der Trendaufzeichnung des Vergleichs zwischen alter und neuer Messung war so positiv, dass das Probegerät schnell in den Bestand wechselte. Die Messwertsprünge und -schwankungen waren verschwunden und seitdem wird der Silofüllstand korrekt angezeigt. Die Silofahrzeuge können bedarfsgerecht und störungsfrei beladen werden. Dass ein Lkw nur halb gefüllt vom Hof fahren muss, kam seitdem nicht mehr vor. www.vega.com Performance 3 . aUfLaSTWecHSeL eInGeSPIeLT: DASEFFIZIENTE TRIO FÜRS BELEBUNGSBECKEN. Technische und bauliche Besonderheiten und der wechselnde Luftbedarf inden Belebungsbecken forderndie Belüftungstechnik jeder Kläranlageheraus. Folge: extreme Energieverbräuche. Sie können bis zu 80 %der Gesamtkosten ausmachen. Lösung: neuartigeKombinationen aus Blower-, Hybrid- und Turbogebläsevon AERZEN. Sie bedienen die Grundlasten höchst energiesparend und fangen Versorgungsspitzen punktgenau ab. Ergebnis:eine bisher nicht gekannte Effizienz im Gesamtbetrieb. Bereits nach 2Jahren kann sich die Investition rechnen! www.performance3