Erneuerung der Durchflussmessungen im KW Weisweiler

Aufgabenstellung
Die Prüfstelle für Durchflussmessungen der
Dr. Pecher AG wurde beauftragt, die vorhandenen Zulauf- und Ablaufmessungen der Kläranlage des Kraftwerks Weisweiler zu überprüfen und jeweils ein neues Messverfahren vorzuschlagen, einzubauen und in Betrieb zu nehmen. Nach dem Einbau erfolgte eine Kontrolle in Anlehnung an die Vorgaben der SüwV-kom.

Auftraggeber
RWE Power AG
Zum Hagelkreuz 20
52249 Eschweiler

Situation
Die am Kraftwerksstandort Weisweiler anfallenden Abwässer werden in der kraftwerkseigenen Kläranlage behandelt.

Zur Erfassung des Zulaufvolumenstroms der Kläranlage wurde zu Projektbeginn noch eine kombinierte Geschwindigkeits-Füllstands-Messung im Zulaufkanal (DN 1200) eingesetzt.

Der Ablauf zur Inde wurde bis zu einem Volumenstrom von 500 l/s mittels einer Wehrmessung erfasst. Zur Füllstandsmessung am Messwehr diente eine Lufteinperlung. Zusätzlich war im Ablaufkanal (Eiprofil 1000/1500) eine weitere Lufteinperlung installiert. Über diese Füllstandsmessung wurden Volumenströme > 500 l/s berechnet.

Vor dem Hintergrund einer Verlängerung der Einleitungsgenehmigung und einer Optimierung des Anlagenbetriebs (Steuerung der Fällmitteldosierung) sollten die vorhandenen Durchflussmesseinrichtungen in Anlehnung an die Vorgaben der Selbstüberwachungsverordnung kommunal (SüwV-kom NRW) überprüft und bewertet werden.

Vorgehensweise
Zunächst wurden an beiden Messstellen, im Zulauf und Ablauf der Kläranlage unabhängige Vergleichsmessungen vom Typ PCM Pro installiert und die Volumenströme über einen Zeitraum von mehr als einer Woche gemessen. Aufgrund der festgestellten Abweichungen wurden der Einbau neuer Messsysteme an beiden Messstellen empfohlen.

Im Ablauf wurde eine sohlgebundene Messung, die nach dem Ultraschall-Kreuzkorrelationsverfahren arbeitet, eingebaut. Diese erfüllt nun die Anforderungen der SüwV-kom NRW.

Da der Zulauf zur Kläranlage nicht unterbrochen werden kann, sollte die bisherige sohlgebundene Messung durch ein wartungsfreundliches System ersetzt werden, das trotz der schwierigen hydraulischen Bedingungen zuverlässige Daten liefert. Es wurde zunächst eine Testmessung mit einer schwimmer-gebundenen Durchflussmessung installiert. Diese lieferte nach einer messstellenspezifischen Anpassung im Testzeitraum von mehr als zwei Monaten stabile Messdaten, so dass eine stationäre Messung mit diesem System empfohlen werden konnte.

Randbedingungen
An beiden Messstellen liegen schwierige hydraulische Randbedingungen vor. Insbesondere die Zulaufmessung stellt hohe Anforderungen an Personal und  Messtechnik. Neben sehr hohen Fließgeschwindigkeiten bei Trockenwetter, tritt vom unterhalb gelegenen Rechen der Kläranlage auch zeitweise ein Rückstau bis zur Messstelle auf. Es wurde daher ein Messsystem gewählt, dass eine Aussage zum vertikalen Geschwindigkeitsprofil erlaubt. Im Gegensatz zur Standardinstallation wurde in Zusammenarbeit mit der Firma NIVUS eine Schwimmerlösung konzipiert und umgesetzt.

Kennwerte
Kläranlagenzulauf DN 1200: Qmin: ca. 100 l/s, Qmax: ca. 1.000 l/s

Kläranlagenablauf Eiprofil 1000/1500: Qmin: 0 l/s, Qmax: ca. 3.500 l/s

Empfohlene und umgesetzte Messlösungen: Sohl- und schwimmergebundene Messungen nach dem Ultraschall-Kreuzkorrelationverfahren mit digitaler Mustererkennung.

Die Messsysteme, die zur Vergleichsmessung eingesetzt werden, unterliegen den Vorgaben des Qualitätssicherungssystems der Dr. Pecher AG gem. DIN EN ISO 9001:2000 und DIN EN 17025 und werden regelmäßig im Wasserbaulabor der Hochschule Bochum überprüft.