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Funkbasierte Überwachung der Kühlwasser-Einleitung des Kraftwerks Heyden

Übersicht

Kühlturm des Kraftwerks Heyden  

Die Kühlwasser-Einleitung unterliegt strengen Anforderungen

  • Aus Gründen des Umweltschutzes stellen die Behörden strenge Anforderungen, wenn Unternehmen Kühlwasser in Flüsse und Seen einleiten wollen.
  • Das Funksystem Radioline sorgt im Kraftwerk Heyden als redundante Strecke für die zuverlässige Weiterleitung der analogen Temperaturwerte.
  • Durch den Einsatz von 868-MHz-Modulen können selbst Strecken ohne direkte Sichtverbindung zwischen den Stationen überwunden werden.

Kundenprofil

Standort des Funkempfängers  

Standort des Funkempfängers ist ein 40 Meter hohes Aschesilo

Das mit Steinkohle befeuerte Kraftwerk Heyden, das nahe Minden direkt an der Weser liegt, wurde 1951 als erstes deutsches Nachkriegskraftwerk in Betrieb genommen.

Nach verschiedenen Optimierungen stellt es mit einer aktuellen Leistung von 875 MW die größte konventionelle Einzelblock-Anlage Europas dar.

Anwendung

Messhaus an der Weser  

Starker Baumbestand verhindert den Einsatz der 2,4-GHz-Technik

Das für den Kraftwerksbetrieb notwendige Kühlwasser wird aus der Weser entnommen und nach der Verwendung in den Fluss zurückgeführt. Zum Schutz der Umwelt darf sich die Wassertemperatur der Weser anschließend nur um maximal drei Kelvin erhöhen.

Die Untere Wasserbehörde des Kreises Minden-Lübbecke verlangt dazu die Messung und Protokollierung der Temperaturen bei der Entnahme, Rückführung und nach der Durchmischung mit dem Fließwasser. Diese Werte sind genehmigungsrelevant und werden direkt zur Betriebsführung des Kraftwerks herangezogen. Übersteigt also die gemessene Temperatur den erlaubten Wert oder fällt die Messung aus, muss der Betreiber die Leistung des Kraftwerks reduzieren oder es sogar ganz abschalten.

Deshalb kommt der zuverlässigen Ankopplung der einzelnen Messstellen an die Leitwarte eine große Bedeutung zu. Der Betreiber suchte nun nach einer Möglichkeit, um zu den fast 40 Jahre alten Messleitungen eine redundante Strecke aufzubauen, ohne dass dafür Tiefbauarbeiten erforderlich sind.

Lösung

868-MHz-Radioline-Module  

Der Testbetrieb konnte schnell umgesetzt werden

Im ersten Schritt sollte die Messleitung zur Kühlwassereinleitung auf dem Campingplatz Lahde per Funk mit dem Kraftwerksgebäude verbunden werden. Aufgrund der zu überbrückenden Distanz von mehreren Kilometern sowie der exakten Übertragung des analogen Temperaturwerts fiel die Wahl auf das Funksystem Radioline. Allerdings versperrte der Baumbestand rund um das Messhaus eine direkte Sicht zum Kraftwerk, sodass mit einem 2,4-GHz-Funksignal keine Kommunikationsverbindung hergestellt werden konnte.

Da das Radioline-System die Nutzung unterschiedlicher Funkfrequenzen ermöglicht, führten die Wireless-Spezialisten einen Test mit 868-MHz-Geräten durch. Auf dieser Frequenz breiten sich die Funkwellen besser aus, weshalb ebenfalls Anwendungen umgesetzt werden können, in denen Hindernisse die freie Sicht zwischen den Stationen versperren.

Während der Testphase haben die 868-MHz-Module die Zuverlässigkeit der Funkverbindung unter Beweis gestellt. Neben dem Baumbestand erwies sich die Installation einer weiteren Radioline-Komponente an dem am Wasser gelegenen Kraftwerk als Herausforderung. Denn die Antenne musste lediglich wenige Meter über der Wasseroberfläche sowie völlig durch das massive Betongebäude abgeschattet angebracht werden. Die Kraftwerks-Mitarbeiter konnten die Qualität der Funkstrecke sowohl während der Inbetriebnahme als auch im Normalbetrieb jederzeit analysieren. Dazu verfügen die Radioline-Module über mehrere Diagnose-Einrichtungen. Im Rahmen der Testinstallation sind die Temperaturwerte dann permanent durch das Leitsystem erfasst und mit den entsprechenden Daten der vorhandenen kabelgebundenen Verbindungen verglichen worden. Die hohe Genauigkeit der Analogmodule von 0,02 % ergab keine Abweichung, sodass die per Funk weitergeleiteten Werte für den regulären Betrieb verwendet werden können.

Als Standort des Funkempfängers wurde im Kraftwerk ein fast 40 Meter hoher Aschesilo gewählt. Durch die zentrale sowie erhöhte Position können in Zukunft zusätzliche Stationen in das Funknetzwerk eingebunden werden.

Fazit

Wegen der schnellen Inbetriebnahme und des sicheren Betriebs bietet sich das Radioline-System für temporäre Applikationen ebenso wie für feste Installationen an. Integrierte Funktionen gegen eine Datenmanipulation – wie die Paket-Authentifizierung, das proprietäre Protokoll und die optional nutzbare AES-Datenverschlüsselung – erlauben den Einsatz selbst in kritischen Anwendungen im Bereich der Energieerzeugung und -verteilung oder der Prozessindustrie.

Durch verschiedene Funkköpfe mit lizenzfreien Frequenzen in Kombination mit den flexiblen Netzwerkstrukturen und vielfältigen Betriebsmodi können auch große Netzwerke und weite Strecken zwischen zwei Teilnehmern zuverlässig realisiert werden.

PHOENIX CONTACT AG

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