BHKW-basierte Wärmeversorgung für das städtische Fernwärmenetz
Wärmespeicher Stadtwerke Frankfurt (Oder)
Die Stadtwerke Frankfurt (Oder) betreiben am Standort ihres Heizkraftwerks mehrere Blockheizkraftwerke (BHKW), um die Wärmeversorgung des städtischen Fernwärmenetzes sicherzustellen.
Auftraggeber: Stadtwerke Frankfurt (Oder) GmbH
Beteiligte:
Waldemar Pruss Armaturenfabrik GmbH
AUMA Riester GmbH & Co. KG
Projektzeitraum: 2024 – 2025
Standort: Frankfurt (Oder)
Besonderheiten:
- Wärmespeicher zur Stabilisierung des Fernwärmenetzes
- Optimierung der Regelventile bei drucklosem Speicherbetrieb
- Kavitation als Ursache identifiziert und eliminiert
- Dreistufige Druckreduzierung für stabile Regelung
- Deutlich verbesserte Betriebssicherheit und Lebensdauer
Ansprechpartner NOPA:
Robert Schmidt
Netzstabilisierung durch Wärmespeicherung
Zwischenspeicherung von Abwärme zur Entkopplung von Strom- und Wärmebedarf
Um gleichzeitig einen Beitrag zur Netzstabilisierung leisten zu können, wurde ein Wärmespeicher errichtet, der die Abwärme der BHKW zwischenspeichert, wenn das Stromnetz hohe Leistung abruft, aber die Wärmeabnahme im Fernwärmenetz gering ist.
Der Wärmespeicher arbeitet aufgrund seiner Größe drucklos. Für das Beladen muss der Netzdruck daher über Regelventile entspannt werden – eine kritische Funktion, die über die Effizienz und Zuverlässigkeit des gesamten Systems entscheidet.
Aufgabenstellung
Verbesserung der Regelgüte und zuverlässige Integration des Wärmespeichers
Nach kurzer Betriebszeit zeigte sich, dass die vom damaligen Anlagenerrichter eingesetzten Ventile für diese Aufgabe unzureichend ausgelegt waren. Der Betreiber stellte massive Druckschwankungen und eine unruhige Fahrweise der Ventile fest. Die Regelgarnituren waren nicht in der Lage, ihre Sollwerte zuverlässig einzuhalten.
Das Ziel war daher klar definiert: Die Regelgüte im Betrieb musste deutlich verbessert werden, um den Wärmespeicher reibungslos in das Gesamtsystem einzubinden und sowohl die Netzstabilität als auch die Wärmeversorgung zuverlässig abzusichern.
Für NOPA bestand die zentrale Aufgabe darin, die Ursachen für die ungenügende Regelung zu identifizieren und auf dieser Basis eine technisch optimierte, langlebige und wirtschaftliche Lösung für den Kunden zu entwickeln.
Planung
Kavitation als Hauptursache für instabiles Regelverhalten identifiziert
Die Stadtwerke Frankfurt (Oder) wandten sich mit der Problemstellung direkt an NOPA.
Im ersten Schritt wurde die Faktenlage detailliert erfasst – einschließlich der Verfahrensbedingungen, der Betriebspunkte und der technischen Konstruktion der eingesetzten Ventile.
Auf Grundlage dieser Analyse erarbeitete das Engineering von NOPA folgende Hypothese: Die unruhige Regelung war auf Kavitation im Ventilsitz zurückzuführen. Dieses Phänomen, bei dem durch lokale Druckreduktionen unterhalb des Dampfdruckes Dampfblasen entstehen und beim anschließenden Druckanstieg schlagartig kollabieren, führt zu instabilen Strömungen, Druckschwankungen, erhöhter Geräuschentwicklung und starkem Verschleiß.
Um die Theorie zu überprüfen, wurden die Bestandsventile inspiziert. Dabei bestätigte sich der Verdacht: Deutliche Spuren von Kavitation an den Regelgarnituren belegten die unzureichende Auslegung der vorhandenen Lösung.
Umsetzung vor Ort
Austausch der Bestandsventile und erfolgreiche Inbetriebnahme durch NOPA
Basierend auf den Untersuchungsergebnissen entwickelte NOPA eine optimierte Konstruktion für die Regelventile. Statt einer einfachen Druckreduzierung wurde eine dreistufige Druckreduzierung vorgesehen. Dadurch verteilt sich der gesamte Druckabfall auf mehrere Stufen, ein Unterschreiten des Dampfdrucks im Ventil wird verhindert, und die Gefahr von Kavitation wird erheblich reduziert.
Die Service-Abteilung von NOPA demontierte die Bestandsventile, montierte die neuen Regelventile und übernahm die vollständige Inbetriebnahme. Währenddessen sorgte die enge Zusammenarbeit zwischen Engineering, Vertrieb und Service dafür, dass technische Erkenntnisse, Produktanpassungen und praktische Umsetzung nahtlos ineinandergreifen konnten.
Ergebnis des Projekts
Deutlich verbesserte Regelgüte, reduzierter Verschleiß und langlebiger Betrieb
Alle unzureichend ausgelegten Ventile im Regelkreis wurden durch optimierte Regelventile ersetzt. Das Ergebnis: eine erheblich gesteigerte Regelgüte, deutlich geringere Druckschwankungen und ein zuverlässiger Betrieb des Wärmespeichers.
Durch die dreistufige Druckreduzierung konnte Kavitation effektiv verhindert werden, was zu einem minimalen Verschleiß und damit zu einer wesentlich längeren Lebensdauer der eingesetzten Armaturen führt.
Das Projekt unterstreicht die Stärke des Zusammenspiels der drei NOPA-Geschäftsfelder:
- Engineering analysierte die Problemstellung und entwickelte die Lösung,
- Vertrieb erarbeitete gemeinsam mit dem Lieferanten die passende Ventilkonstruktion,
- Service setzte die Maßnahmen vor Ort um.
Damit wurde nicht nur die Betriebssicherheit der Anlage erhöht, sondern auch das Vertrauen der Stadtwerke Frankfurt (Oder) in NOPA als langfristigen Partner gestärkt.
Weitere Referenzen aus der Kategorie
Energie
| Industrie Kategorie | Energie |
| Projektzeitraum | 2020 - 2021 |
| Auftraggeber | Vattenfall AG, Lausitz Energie Kraftwerke AG, DSD Power Technologies GmbH |
| Standort | Jänschwalde |
| Details | An diesem Projekt waren zusätzlich beteiligt: Müller Quadax GmbH, AUMA Riester GmbH & Co. KG, ARI Armaturen Albert Richter GmbH & Co KG., Christian Bollin GmbH, Xomox International GmbH & Co. OHG, Klinger Schöneberg GmbH |
| Partner |    |
| Industrie Kategorie | Energie |
| Projektzeitraum | 2022 - 2023 |
| Auftraggeber | Lausitz Energie Bergbau AG |
| Standort | Spremberg |
| Details | An diesem Projekt war zusätzlich beteiligt: AUMA Riester GmbH & Co. KG |
| Partner |  |