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Zentrale Fernwärme-/Fernkälteerzeugung in der Versorgungszentrale
Flughafen München Franz Josef Strauß

Projektdaten

Planungs- und Ausführungszeitraum:	1987..1993
Projektgröße:	ca. 9 Mio. €
Auftraggeber:	a) + b) Flughafen München GmbH c) Regierungsbaumeister Schlegel GmbH

Ingenieurleistungen

• a) Planung der Ferwärme- und Fernkältezentrale
  Leistungen nach HOAI, Teil IX - Technische Ausrüstung - § 73, Phasen 1 bis 5
• b) Genehmigungsanträge für das luftrechtliche Planfeststellungsverfahren
• c) Fernwärme- und Fernkältezentrale
  Leistungen nach HOAI, Teil IX § 73, Phasen 6 bis 8, im Subauftrag von Regierungsbaumeister Schlegel GmbH, BM3

Kurzbeschreibung

Das Konzept der Fernwärme- und Fernkälteversorgung, das einen Bestandteil des Gesamt-Energiekonzeptes darstellt, wurde durch das Ingenieurbüro Wolfgang Rögelein, VBI, München, in Zusammenarbeit mit dem Auftraggeber, der Flughafen München GmbH, Hauptabteilung Planung, in den Jahren 1987, 1988 entwickelt.

Versorgungskonzept

Dem Energiekonzept liegen folgende Rahmenbedingungen zugrunde:

• Sicherheit der Energie- und Brennstoffversorgung durch den Einsatz verschiedener, voneinander unabhängiger Energieträger wie Erdgas, Heizöl, Fernwärme und Strom.
• Versorgungssicherheit und Wirtschaftlichkeit der Energieerzeugung und Energieverteilung für die verschiedenen Lastbereiche wie Grund-, Mittel- und Spitzenlast, durch ein Versorgungssystem mit redundantem Aufbau.

Erzeugung von Strom und Fernwärme

Die Notstromversorgung des Flughafens wird durch ein Blockheizkraftwerk (BHKW), bestehend aus sieben baugleichen Gas-Diesel-Aggregaten mit je 1,58 MW elektrischer Leistung und je 1,73 MW thermischer Leistung gewährleistet. Der nach dem Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) erzeugte elektrische Strom wird bei Parallelbetrieb zum öffentlichen Netz zur Grundlastabdeckung des Strombedarfs des Flughafens verwendet. Der darüber hinaus benötigte elektrische Strom wird aus dem öffentlichen Netz bezogen.
Durch die gleichzeitige Erzeugung von Strom und Wärme erreichen die Motoraggregate einen mittleren Wirkungsgrad von 80%.

Für die Reinigung der Abgase aus dem Verbrennungsprozeß der Gas-Diesel-Motoren werden Entstickungskatalysatoren nach dem SCR-Verfahren eingesetzt. Für die Entstickung wird im Katalysator Salmiakgeist (Ammoniak) eingesprüht, bevor das Abgas über die Katalysatorflächen geführt wird.

Die Gas-Diesel-Motoren werden mit Hilfe von Druckluftmotoren gestartet. Die für diese Anlasser mit einem Mindestdruck von 30 bar benötigte Druckluft wird im Regelfall mit Kolbenkompressoren erzeugt. Zur Zwischenspeicherung der für den jeweiligen Startvorgang benötigten Luftmenge werden mehrere Druckbehälter im System vorgesehen. Diese Druckbehälter werden über die Kolbenkompressoren mit Druckluft aufgeladen. Um eine angemessene Redundanz verfügbar zu halten, werden in der Regel 3 Kompressoren eingesetzt.

Die durch den Kraft-Wärme-Kopplungsprozeß erzeugte Wärme in Form von Heißwasser 130°C wird sowohl für die Erzeugung von Fernkälte im Grundlastbereich mittels zweier Absorptions-Kältemaschinen (Single-Effect) mit je 1,8 MW und einer im Jahre 1997 aufgestellten Double-Effect Absorptionskältemaschine mit einer Kälteleistung von Q'₀=3,0 MW bei Abkühlung der Antriebswärme auf 60°C als auch für die Einspeisung von Grundlastwärme in das Fernwärmenetz verwendet.

Zum Ausgleich der bei stromgeführtem BHKW-Betrieb zeitweise überschüssig anfallenden Abwärmemenge und des außentemperaturabhängig und tageszeitlich unterschiedlich auftretenden Wärmebedarfs der Absorptions-Kältemaschinen und der Fernwärmeverbraucher dient eine Pufferspeicheranlage mit 10 hintereinandergeschalteten Heißwasserspeichern mit je 90 m³ Inhalt und einer Gesamtspeicherkapazität an nutzbarer Energiemenge von ca. 30 GJ.

Durch die Einbindung externer, im HKW Zolling erzeugter Fernwärme wird der Wärmeleistungsbedarf des Flughafens im Mittellastbereich gedeckt. Für die Übernahme der externen Fernwärme sind derzeit vier Wärmetauscher mit einer Wärmeübertragungsleistung von je 10 MW installiert.

Sofern die erforderliche Heizleistung mit der gespeicherten bzw. ausgekoppelten Wärme und mit der in der Übergabestation abgenommenen Fernwärme nicht erreicht wird, erfolgt der Einsatz der mit Erdgas oder Heizöl EL befeuerten Spitzenlastkessel. Die Zu- und Abschaltung der drei Spitzenlastkessel - es sind zwei Kessel mit 8,0 MW und ein Kessel mit 5,0 MW installiert - erfolgt lastabhängig.

Das Umlauf-, Zusatz- und Ergänzungswasser für den Heißwasserkreislauf wird für salzarme Wasserführung aufbereitet und in einer thermischen Entgasungsanlage behandelt. Der für die kontinuierliche Entgasung erforderliche Dampf wird durch einen erdgas-/heizölbefeuerten 0,8 MW HD-Dampfkessel erzeugt.

Das Heißwassersystem verfügt über eine Pumpen-Mitteldruckhaltung mit einem Haltedruck von ca. 5,8 bar Ü bezogen auf OKFB Kesselhaus. Die Heißwasser-Umwälzung erfolgt durch Pumpen im Vor- und Rücklauf mit differenzdruckabhängiger Drehzahlregelung.

Erzeugung von Fernkälte

Die Erzeugung von Grundlastkälte erfolgt mit drei Absorptions-Kältemaschinen mit Q'₀=6,2 MW. Zur Deckung der Spitzenlast wurden bis 2002 zusätzlich drei baugleiche Turbo-Kompressionskältemaschinen mit Verdampferleistung von je Q'₀=3,8 MW eingesetzt. (Diese wurden im Rahmen der Erweiterung der Versorgungszentrale durch elektrische Kompressionskältemaschinen ersetzt.)

Ein Rückkühlwerk mit sechs Rückkühltürmen und einer Gesamtrückkühlleistung von ca. 30 MW dient sowohl der Notkühlung der BHKW-Aggregate als auch der Kondensatorkühlung der vorbeschriebenen Kältemaschinen.

Automatisierungssystem

Die vollautomatisierten Fernwärme- und Fernkälteversorgungsanlagen sind mit speicherprogrammierbaren MSR-Anlagen in DDC-Technik ausgerüstet. An das übergeordnete Versorgungszentralen-Leitsystem werden über zwei Schnittstellenrechner ca. 2.500 Informationspunkte übertragen.

Gasversorgung

Für die Versorgungszentrale mit BHKW und Spitzenheizkesseln, den Cateringbetrieb LSG, die De-Icing-Anlagen sowie das Kempinski-Hotel wurde ein HD-Gasleitungsnetz für einen zulässigen Betriebsüberdruck von 4,0 bar mit Gasverteilstation in der Versorgungszentrale sowie Druckregel- und Zählstationen bei den Abnehmern installiert.