Kolloquium zur Bachelorarbeit Thema Leckerkennung und Leckortung in

Kolloquium zur Bachelorarbeit Thema Leckerkennung und Leckortung in Wasserversorgungsnetzen und Fernleitungen von: cand. B. Eng. Michel Hinze Erstprüfer: Prof. Dr. -Ing. Bernd-Uwe Rogalla Zweitprüfer: Prof. Dr. -Ing. Hans Buczek

0. Inhalt 1. Einleitung 2. Vorstellung und Ergebnispräsentation 2. 1 Was ist der Stand der Technik? 2. 1. 1 Welche Techniken sind verfügbar? 2. 1. 2 Wo tendiert der Markt hin? 2. 2 Bilanzierung 2. 2. 1 Welche Möglichkeiten gibt es zur Bilanzierung? 2. 2. 2 Welche Gefahren birgt dieses Verfahren? 2. 2. 3 Vergleiche der Ergebnisse national/international möglich? 2. 3 Stadtwerke- und Fachfirmenumfrage 3. Fazit 4. Quellen 13. 03. 2013 Leckerkennung und Leckortung in Wasserversorgungsnetzen und Fernleitungen 2

1. Einleitung Wie kam es zur Themenfindung? Fakten: - Interessenbereich Wasserwirtschaft - Praktikum Fa. LOCATEC Berlin Fragen: - Bedeutung in der Praxis? - Einsparpotentiale? - Stand der Technik? 13. 03. 2013 Abb. 1: Firmenlogo der Fa. Locatec [1] Leckerkennung und Leckortung in Wasserversorgungsnetzen und Fernleitungen 3

2. Vorstellung und Ergebnispräsentation 2. 1 Was ist der Stand der Technik? „(…)Der Stand der Technik umfasst fortschrittliche Verfahren, Einrichtungen oder Betriebsweisen, die in der Praxis geeignet erscheinen, die bestmögliche Begrenzung von Gefahren zum Schutz der Allgemeinheit zu sichern, ohne die Umwelt zu beeinträchtigen. Zur näheren Bestimmung sind mit Erfolg erprobte Maßnahmen heranzuziehen. (…)“ [2] 13. 03. 2013 Leckerkennung und Leckortung in Wasserversorgungsnetzen und Fernleitungen 4

2. Vorstellung und Ergebnispräsentation 2. 1. 1 Welche Techniken sind verfügbar? Leckerkennung (LE) Leckortung (LO) nach dem Prinzip der Massenbilanzierung nutzt die Schallwellenausbreitung der Leckage Die Druckprobe metallische Leitung nichtmetallische Leitung Datenlogger mechanisch. Molch akustische Geräte Druck- und Volumenstrommessungen elektro-akustische Kamera Geräte erhöhte Betriebskostenabrechnung Korrelation Thermografie Nachtmindestverbrauchmessung Farbstoff Nullverbrauchmessung Tracergasverfahren Tab. 1: Übersichtstabelle für LE- und LO-Verfahren 13. 03. 2013 Leckerkennung und Leckortung in Wasserversorgungsnetzen und Fernleitungen 5

2. Vorstellung und Ergebnispräsentation 2. 1. 1 Welche Techniken sind verfügbar (für LE)? Bsp. : Massenbilanzierung - Grundsatz: Was in die Rohrleitung reingeht muss auch zu gleichen Anteilen wieder heraus kommen. - Grundformel: (1) darin bedeutet: 13. 03. 2013 Leckerkennung und Leckortung in Wasserversorgungsnetzen und Fernleitungen 6

2. Vorstellung und Ergebnispräsentation 2. 1. 1 Welche Techniken sind verfügbar (für LO, metallische Ltg. )? Bsp. : Elektro-akustische Geräte Abb. 2: Ausbreitung der Leckgeräusche [3] 13. 03. 2013 Leckerkennung und Leckortung in Wasserversorgungsnetzen und Fernleitungen 7

2. Vorstellung und Ergebnispräsentation 2. 1. 1 Welche Techniken sind verfügbar (für LO, metallische Ltg. )? Bsp. : Elektro-akustische Geräte Abb. 3: Aufsatzmikrofon (links), Bodenmikrofon (mittig) und Korrelator (rechts) [4] 13. 03. 2013 Leckerkennung und Leckortung in Wasserversorgungsnetzen und Fernleitungen 8

2. Vorstellung und Ergebnispräsentation 2. 1. 1 Welche Techniken sind verfügbar (für LO, metallische Ltg. )? Bsp. : Korrelation Prinzip: Schallwellendifferenzlaufzeitmessung von mind. zwei Sendern - Ein Sender vor und ein Sender, im gleichen Abstand, hinter die Leckage platzieren - Laufzeitdifferenz beider Signale wird mit Hilfe der Korrelationsgleichung als Peak auf der Bildschirmanzeige dargestellt 13. 03. 2013 Abb. 4: Bildschirmanzeige der Korrelationsmessung [5] Leckerkennung und Leckortung in Wasserversorgungsnetzen und Fernleitungen 9

2. Vorstellung und Ergebnispräsentation 2. 1. 1 Welche Techniken sind verfügbar (LO, nichtmetallische Ltg. )? Bsp. : Molch (insbesondere für Fernleitungen gut geeignet) Prinzip: Inneninspektionsgerät (Kamera, Ultraschall, Geometriemessung) Praxisanwendungen: - optische Inspektion - Wandstärkenmessung - Lagevermessung Abb. 5: Lagevermessung am HH Bhf. (hinter Berliner Hbf. ) 13. 03. 2013 Leckerkennung und Leckortung in Wasserversorgungsnetzen und Fernleitungen Abb. 6: Molch „ 3 T“ der Fa. NDT Systems & Services [6] 10

2. Vorstellung und Ergebnispräsentation 2. 1. 1 Welche Techniken sind verfügbar (LO, nichtmetallische Ltg. )? Bsp. : Tracergasverfahren Prinzip: Formiergasgemisch wird in die Leitung eingebracht, anschließend an der Oberfläche der Leitungstrasse detektiert. Abb. 7: Prinzip der Tracergasdetektion und die Gasausbreitung [7] 13. 03. 2013 Leckerkennung und Leckortung in Wasserversorgungsnetzen und Fernleitungen 11

2. Vorstellung und Ergebnispräsentation 2. 1. 2 Wo tendiert der Markt hin? - Wasserverlustmonitoring-Systeme mit GIS-Anbindung - Länderspezifische Sonderentwicklungen - Geräte sollen stabiler laufen und einfacher zu bedienen sein - Sparteninterne Multifunktionsgeräte 13. 03. 2013 Leckerkennung und Leckortung in Wasserversorgungsnetzen und Fernleitungen 12

2. Vorstellung und Ergebnispräsentation 2. 2 Bilanzierung Fragestellungen: 2. 2. 1 Welche Möglichkeiten gibt es zur Bilanzierung? 2. 2. 2 Welche Gefahren birgt dieses Verfahren? 2. 2. 3 Vergleiche der Ergebnisse national/international möglich? 13. 03. 2013 Leckerkennung und Leckortung in Wasserversorgungsnetzen und Fernleitungen 13

2. Vorstellung und Ergebnispräsentation 2. 2. 1 Welche Möglichkeiten gibt es zur Bilanzierung? Nach dem DVGW Arbeitsblatt W 392 (Standardverfahren): Grundprinzip: Massenbilanzierung Grundformel: (2) darin bedeutet 13. 03. 2013 Leckerkennung und Leckortung in Wasserversorgungsnetzen und Fernleitungen 14

2. Vorstellung und Ergebnispräsentation 2. 2. 1 Welche Möglichkeiten gibt es zur Bilanzierung W-392? Tab. 2: Systematik der Wassermengenbilanzierung und -klassifizierung [8] 13. 03. 2013 Leckerkennung und Leckortung in Wasserversorgungsnetzen und Fernleitungen 15

2. Vorstellung und Ergebnispräsentation 2. 2. 2 Welche Gefahren birgt dieses Verfahren? - Prozent „zu ungenau“ (zu unspezifisch), nicht Stand der Technik - Nicht gut vergleichbar - Versorgungsdruck, Rohrnetzinfrastruktur, unberücksichtigt - Grundlage teilweise Mittelwerte der vergangenen Jahre - Eine genaueres, vergleichbares Verfahren wird gefordert 13. 03. 2013 Leckerkennung und Leckortung in Wasserversorgungsnetzen und Fernleitungen 16

2. Vorstellung und Ergebnispräsentation 2. 2. 3 Vergleiche der Ergebnisse national/international möglich? - Das DVGW Arbeitsblatt W 392 wird derzeit überarbeitet - Missstände bei Vergleichbarkeit sollen behoben werden - Eine internationale Vergleichbarkeit der Ergebnisse wird angedacht 13. 03. 2013 Leckerkennung und Leckortung in Wasserversorgungsnetzen und Fernleitungen 17

2. Vorstellung und Ergebnispräsentation 2. 3 Stadtwerke- und Fachfirmenumfrage 1. Wie hoch sind die Verluste im Wassernetz in Prozent? - Durchschnitt = 4, 05 % (grün) - die drei größten Verlustwerte aus Südniedersachsen - ohne diese nur bei 2, 59 % im Ø 13. 03. 2013 Abb. 8: Wasserverluste im Verhältnis zur Netzlänge Leckerkennung und Leckortung in Wasserversorgungsnetzen und Fernleitungen 18

2. Vorstellung und Ergebnispräsentation 2. 3 Stadtwerke- und Fachfirmenumfrage 2. Wie hoch ist die Schadenquote im Wassernetz [Schäden / km • Jahr] und welche Gesamtlänge [km] hat es? - Mittelwert beträgt 0, 076 [Schäden / km • Jahr] (1) Summe aus Hauptleitungen (HL) und Anschlussleitungen (AL) (2) Summe der Schäden an HL und AL (3) Summe der Angaben ohne Nr. 9 und 10 13. 03. 2013 Tab. 3: Auswertung der Schadenquoten Leckerkennung und Leckortung in Wasserversorgungsnetzen und Fernleitungen 19

2. Vorstellung und Ergebnispräsentation 2. 3 Stadtwerke- und Fachfirmenumfrage 3. Wie werden die Verlustmengen in den Betrieben ermittelt? - Tendenz Massenbilanzierung bzw. Jahresendabrechnung (15 Datensätze) - Teilweise prüfen Versorger Ergebnisse aus eigenen Verfahren, mit denen nach W-392, gegen - Gruppierungen decken sich mit Angaben aus der Fachliteratur Abb. 9: Verfahren zur Verlustmengenermittlung in Wasserversorgungsnetzen 13. 03. 2013 Leckerkennung und Leckortung in Wasserversorgungsnetzen und Fernleitungen 20

2. Vorstellung und Ergebnispräsentation 2. 3 Stadtwerke- und Fachfirmenumfrage 4. Welche Techniken und Verfahren werden für die Leckerkennung und -ortung eingesetzt (Mehrfachnennungen möglich)? Abb. 10 (rechts im Bild): Techniken und Verfahren für die Leckerkennung nach Häufigkeiten Abb. 11 (links im Bild): Techniken und Verfahren für die Leckortung nach Häufigkeiten 13. 03. 2013 Leckerkennung und Leckortung in Wasserversorgungsnetzen und Fernleitungen 21

2. Vorstellung und Ergebnispräsentation 2. 3 Stadtwerke- und Fachfirmenumfrage 5. Welche proaktiven Maßnahmen werden durchgeführt, um Leckagen zu vermeiden (Mehrfachnennungen möglich)? Abb. 12: Auflistung der proaktiven Maßnahmen zur Vermeidung von Leckagen 13. 03. 2013 Leckerkennung und Leckortung in Wasserversorgungsnetzen und Fernleitungen 22

3. Fazit - Verlustquoten zwischen 2, 5 und 4 % in Niedersachsen - Deutschland in Spitzenreiter was die geringen Verlustquoten angeht - Die Betriebe sind sich der Thematik bewusst - An weiteren Einsparmaßnahmen wird gearbeitet - Der Markt benötigt dringend Fachkräfte 13. 03. 2013 Leckerkennung und Leckortung in Wasserversorgungsnetzen und Fernleitungen 23

4. Quellen [1] Fa. Locatec Berlin: Hr. Ludwig Ahnfeld [2] URL: http: //wirtschaftslexikon. gabler. de(09. 03. 13) [3] Lenz J. (1995): Ortung (S. 79 -82) [4] URL: http: //www. sewerin. com (04. 01. 13) [5] URL: http: //www. fastgmbh. de (04. 01. 13) [6] URL: http: //www. ndt-global. de (05. 01. 13) [7] Hergarten A. , Althaus W. (Oberhausen, 1997): Abschlussbericht – Betriebsbegleitende Lecksuche mit gelöstem Tracergas in Fernwärmesystemen (S. 3 u. S. 11) [8] DVGW-Arbeitsblatt W-392 13. 03. 2013 Leckerkennung und Leckortung in Wasserversorgungsnetzen und Fernleitungen 24

Vielen Dank …