Abwärme der Raffinerie Miro versorgt Karlsruhe mit Fernwärme

Die Abwärme aus dem Raffinerieprozess nutzen, ohne die Prozesse zu stören – das war die wesentliche Aufgabe des Engineering-Dienstleisters Triplan im Projekt Miro/Karlsruhe. Wie das gelingt, erklärt Ralf Gast, Niederlassungsleiter bei Triplan in Karlsruhe.

PROCESS: Herr Gast, was konkret war Ihre Aufgabenstellung beim Projekt Miro/Karlsruhe?

Gast: Im Oktober 2007 wurden wir von den Stadtwerken Karlsruhe auf der Basis eines vorliegenden Konzeptes mit dem Basic-Engineering beauftragt. Danach erhielten wir auch den Auftrag zum Detail-Engineering, also die Anfrage der Komponenten, deren Aufstellung usw. Unser Job endete am Werkszaun. Die weitere Planung des Fernwärmenetzes und die Anbindung im Heizkraftwerk West haben die Stadtwerke Karlsruhe übernommen. Bei diesem Projekt ging es für uns maßgeblich um die Anbindung an die Prozesstechnik der Miro. Also die Frage, wie man die Abwärme so nutzt, dass die Prozesse nicht beeinträchtigt werden. Wir hatten zusammen mit den Miro-Ingenieuren zu klären: Wo genau ziehen wir die Abwärme ab, und wie beeinflusst dies den Prozess? Im konkreten Fall kamen wir gemeinsam zu dem Ergebnis, die Abwärme über acht entsprechend konzipierte Wärmeüberträger abzunehmen. Im Vergleich zu einem Chemieunternehmen, das im Batch-Betrieb arbeitet oder auch einmal einen Produktwechsel hat, produziert eine Raffinerie sehr kontinuierlich, rund um die Uhr die gleiche Abwärme. Auch deshalb wurde entschieden: Das in der Raffinerie vorhandene Kühlsystem bleibt bestehen, um bei eventuellen Störungen negative Rückwirkungen auf den Prozess zu vermeiden.

PROCESS: Woher stammt Ihre Expertise für ein solches Projekt?

Gast: Das hat weniger mit der Fernwärme selbst zu tun, als vielmehr mit unserem Know-how hinsichtlich von Raffinerie-Prozessen. Im Branchencenter Karlsruhe beschäftigen sich die Mitarbeiter seit Jahren nur mit dem Bereich Raffinerie und Petrochemie – und daher hat sich hier ein umfassendes Wissen angesammelt. Es sind die Kenntnisse über diesen speziellen Typ von Anlagen, die für uns sprachen.

PROCESS: Was ist das Besondere an den neuen Wärmeübertragern?

Gast: Es handelt sich um eine spezielle Ausführung von Plattenwärmeübertragern, die in Abstimmung mit den Stadtwerken Karlsruhe und der Miro ausgewählt wurde. Denn während es bei der Fernwärme darauf ankommt, das Maximale an Wärme auszutauschen – dafür ist ein Plattenwärmeübertrager bestens geeignet – hat die Miro weitergehende Sicherheitsaspekte zu beachten. Das Problem: Bei einem Plattenwärmeübertrager gibt es zwischen jeder Platte eine eigene Abdichtung – ein Wärmeübertrager mit angenommen 50 Platten weist also 50 potentielle Leckagestellen auf. Bei einem Rohrbündelwärmeübertrager gibt es hingegen nur eine einzige Dichtung. Weil eine Raffinerie u.a. das Wasserhaushaltsgesetz beachten muss, kommt unter dem Aspekt der Sicherheit nur dieser Apparatetyp zum Einsatz. Bei den in diesem Fall eingesetzten Plattenwärmeübertragern sind die Plattenpakete dicht verschweißt und zudem in einem Mantel integriert – und weisen damit letztlich das besondere Merkmal eines Rohrbündelwärmeübertragers auf. Zudem baut dieser speziell gewählte Wärmeübertrager deutlich kompakter als ein Rohrbündeltauscher.

PROCESS: Wer zieht eigentlich welchen Vorteil aus einem solchen Projekt?

Gast: Eine Raffinerie profitiert unter den Gesichtspunkten Umweltschutz, Nachhaltigkeit und Kostenersparnis. Es wird ja eine Verwertung der bislang nicht nutzbaren Abwärme geschaffen. Die Abwärme muss nicht mehr kostenaufwändig vernichtet werden, sondern wird als Wärmeenergie genutzt. Zudem verbessert sich die Energieeffizienz der Anlagen um rund drei Prozent. Der Nutzen der Stadtwerke Karlsruhe liegt darin, dass sie eine kostengünstige und insbesondere CO₂-neutrale Wärmequelle erschlossen hat. Aus Sicht der Stadt Karlsruhe kommt neben dem Umweltaspekt auch der Aspekt der Standortsicherung für die Raffinerie hinzu.

• Wärmeleistung: 40 MW (Leistungsbedarf von rund 8000 Wohnungen);

• Bauzeit: 2008 bis 2010;

• Investitionsumfang: rund 30 Millionen Euro;

• Wärmebezug: rund 300 000 MWh pro Jahr (das ist rund ein Drittel des gesamten Fernwärmebedarfs in Karlsruhe);

• Transportleitung von der Miro zum Heizkraftwerk West: Nennweite DN 600;

• Kunstoffmantelverbundrohr (sehr gute Dämmung);

• Druckstufe PN 16 (bis zu 130 °C);

• Wärmekreislauf: Vorlauftemperatur 120 °C, Rücklauftemperatur 70 °C.