Leistungsanpassung Prozessleitsystem und elektrische Schaltanlagen
Ertüchtigung der technischen Ausrüstung
Betr.: Zustimmung zum Entwurf gem. Nr. 5.5.3 DA Bau
Im Vollzug der DA Bau wird
- dem aufgezeigten Entwurf über die „Leistungsanpassung Prozessleittechnik und
elektrische Schaltanlangen sowie der Ertüchtigung der technischen
Ausrüstung im Abwasserfilter“ gem. Nr. 5.5.3 DA Bau zugestimmt und
- der Entwässerungsbetrieb beauftragt, das Vorhaben mit der Ausführungsplanung fortzusetzen.
1. Ergebnis/Wirkungen
(Welche
Ergebnisse bzw. Wirkungen sollen erzielt werden?)
Umsetzung der letzten Maßnahme aus dem Beschluss des Bau- und Werkausschusses vom 03.04.2001 zur „Leistungsanpassung Prozessleittechnik – PLS“ auf SPS S7 in der gesamten Abwasseranlage (Klärwerk + Netz).
Einhergehend mit der gleichzeitigen Erneuerung der elektrischen Schaltanlagen und der Ertüchtigung der technischen Ausrüstung im Abwasserfilter des Klärwerks Erlangen.
2. Programme
/ Produkte / Leistungen / Auflagen
(Was
soll getan werden, um die Ergebnisse bzw. Wirkungen zu erzielen?)
Der Abwasserfilter ist seit ca. 25 Jahren in Betrieb. Die bestehenden Elektro-Stellantriebe können nicht mehr sicher betrieben werden. Weiterhin sind für die Automatisierung noch S5-Baugruppen verbaut, deren Produktion seit Jahren aufgekündigt ist.
Bedingt durch die durchgeführten Optimierungen in der Nachklärung konnte der Dauerbetrieb des Abwasserfilters in der bisherigen Form eingestellt werden. Der Grenzwert für die abfiltrierbaren Stoffe wird jetzt schon am Ablauf der Nachklärung eingehalten.
Der Abwasserfilter
soll jedoch weiterhin für die Abwasserreinigung funktionsfähig vorgehalten
werden, um bei Außerbetriebnahmen in der Nachklärung bzw. bei anderen
besonderen Betriebsereignissen die Ablaufwerte des Klärwerkes stabil einhalten
zu können. Hierzu ist eine Ertüchtigung der technischen Ausrüstung und der
Automatisierungstechnik notwendig.
3. Prozesse
und Strukturen
(Wie
sollen die Programme / Leistungsangebote erbracht werden?)
Am 03.04.2001 hat der Bau- und Werkausschuss
für den Entwässerungsbetrieb der Stadt Erlangen unter der Projektbezeichnung
„Leistungsanpassung Prozessleitsystem – PLS“ beschlossen, die bestehende
Leittechnik in der gesamten Abwasseranlage (Klärwerk + Netz) zu modernisieren
und dabei in allen Anlagenteilen die Automatisierungsgeräte vom Typ MMC / S5
auf das System SPS S7 der Fa. Siemens umzurüsten.
Gegenstand der vorliegenden Entwurfsplanung
ist die Ertüchtigung der technischen Aus-rüstung im Abwasserfilter des Klärwerks
Erlangen. Der Abwasserfilter besteht aus 14 Filterkammern mit einer Größe von
je 45 m² Filterfläche. Insgesamt steht eine Filterfläche von 630 m² zur
Verfügung. Die Beschickung des Abwasserfilters erfolgt über ein
Schneckenhebewerk. Es sind 3 Schneckenpumpen mit einer Förderleistung von je
1.400 l/s installiert. Eine Fördermengenregelung der Schneckenpumpen über
Frequenzumrichter ist nicht vorhanden. Die zur Automatisierung des
Filterbetriebes notwendigen Armaturen sind mit elektrischen Stell- bzw. Regelantrieben
versehen und den jeweiligen Filterkammern zugeordnet. In der Summe sind
insgesamt 89 Armaturen mit Stell- bzw. Regelarmaturen installiert. Die
bestehenden E-Antriebe sind nach der Betriebszeit von 25 Jahren technisch
verbraucht und in erhöhtem Maße störanfällig, sodass im Bedarfsfall kein
sicherer Anlagenbetrieb gewährleistet werden kann.
Der
Umfang der Maßnahme betrifft im Wesentlichen:
·
den
Austausch der Elektrostellantriebe (ohne Übersetzungsgetriebe)
·
den
Austausch der Niederspannungsverteilung
·
die
Ausrüstung der Schneckenpumpen mit Frequenzumrichter
·
den
Austausch der speicherprogrammierbaren Steuerung gegen S7-Baugruppen
·
die
Teilerneuerung von korrodierten Rohrleitungsstücken in der Spülluftleitung
·
die
Erneuerung der Fällmitteldosierpumpen mit Schutzschrank
·
Austausch
der Außenbeleuchtung am Gebäude und Erneuerung Außenbeleuchtung im Bereich der
Nachklärung
Die vorhandenen Stell- bzw. Regelantriebe
der Armaturen werden einschließlich der Bedieneinheiten ausgetauscht. Es werden
AUMA-Antriebe und Bedieneinheiten, entsprechend der im Klärwerk durchgängig
vorhandenen Ausstattung, vorgesehen. Die AUMA-Antriebe werden über Profibus an
die SPS angebunden, damit reduziert sich die Anzahl der erforderlichen
digitalen Eingangskarten bei der SPS. Die Zulaufarmaturen sind im Außenbereich,
rechts und links vom Rohwasserkanal, angeordnet. Die Bedieneinheiten befinden
sich dort aktuell unter der Gehebene, sodass eine Bedienung von der Gehebene
aus nicht möglich ist. Die Stellantriebe werden mit abgesetzten Bedieneinheiten
ausgerüstet. Die Bedieneinheiten werden rechts und links neben dem
Rohwasserkanal, oberhalb der Gehebene angeordnet. Die Spülluftarmaturen werden
ebenfalls mit abgesetzten Bedieneinheiten ausgeführt.
Die lokal vorhandenen schadhaften
Rohrabschnitte der Spülluftleitung werden bei geringen Schäden ausgebaut und im
Bereich der Schweißnähte nachgearbeitet bzw. in den stark geschädigten
Bereichen komplett erneuert.
Die bestehenden Antriebsmotoren der
Schneckenpumpen werden gegen Antriebsmotoren mit einer Energieeffizienzklasse
von mindestens IE 3 ausgetauscht und für den Einsatz mit Frequenzumrichter
ausgelegt, um eine Fördermengenregelung der Schnecken für eine
Teilstrombeaufschlagung zu ermöglichen, wie dies bei einer Ausrüstung einzelner
Filterkammern mit Aktivkohle erforderlich werden würde.
Die bestehende Dosiertafel einschließlich
der Dosierpumpen wird gegen eine neue Dosiereinrichtung mit Mengenmessungen
ausgetauscht. Die Ausführung wird mit einer vollständigen Einhausung mit
abnehmbaren Plexiglastüren und Auffangwanne vorgesehen.
Die bereits außer Betrieb genommene 6 kV
Mittelspannungsschaltanlage wird rückgebaut und demontiert. Um den Zutritt zur
neuen 20 kV Mittelspannungsschaltanlage nur für befähigtes Personal zu
ermöglichen, wird im Raum eine Gitterabtrennung mit abschließbarer Tür
vorgesehen. In der Niederspannungshauptverteilung werden die aus der ehemaligen
NHV ausgebauten Abgangsfelder der Schaltanlage mit den Leistungsschaltern
weiterverwendet. Durch die Ausführung der Leistungsschalter in Einschubtechnik
kann hier im Bedarfsfall ein kurzfristiger Austausch erfolgen. Ein Abgangsfeld
wird für den Abwasserfilter verwendet. Das zweite Abgangsfeld wird als
Reserveabgang vorgesehen. Die Verbraucherverteilung wird in konventioneller
Festeinbautechnik gebaut.
Die vorhandenen S5-Baugruppen, deren
Produktion seit Jahren aufgekündigt ist, werden komplett durch SIMATIC
S7-Baugruppen ersetzt, wie diese auch in den anderen dezentralen
Unterverteilungen verbaut sind. Die Automatisierung für den Abwasserfilter wird
vollständig für den bisherigen Funktionsumfang umgesetzt. Darüber hinaus wird
die frachtabhängige Fällmitteldosierung zukünftig ebenfalls in der SPS
realisiert.
Um ein betriebssicheres, fehlertolerantes
Automatisierungs- und PLS-Netzwerk aufzubauen, muss das System dem neuesten
Stand der Technik entsprechen und für einen täglichen (24-stündigen),
unbeaufsichtigten Betrieb ausgelegt sein. Hierfür muss die Kommunikation der
kompletten Prozessleitebene sowie der Automatisierungsebenen mit standardisierten
Bus- bzw. Netzwerksystemen realisiert werden. Auf der Automatisierungsebene
wird „Industrial Ethernet“ und „Profinet“ als Prozessbus aufgebaut. Für die
Regel- und Stellantriebe wird eine Anbindung über „Profibus DP“ vorgesehen.
Damit reduzieren sich gleichzeitig die Anzahl der notwendigen Digitalein- und
-ausgänge bei der Automatisierung. Das vorhandene Übersichtsbild des
Abwasserfilters wird um die zur Prozessüberwachung notwendigen Einzelbilder
ergänzt.
Die Außenbeleuchtung im Bereich des Abwasserfilters
und im Bereich der Nachklärung wird im Zuge der Maßnahme auf LED-Technik, wie
in den übrigen Bereichen bereits installiert, umgerüstet. Die Lichtpunkthöhen
werden entsprechend angepasst.
Während der Durchführung der Arbeiten muss
sichergestellt werden, dass die aus dem Abwasserfilter stromtechnisch
versorgten Hochwasserpumpen betriebsbereit bleiben bzw. ist bei unumgänglichen
Stromaußerbetriebnahmen sicherzustellen, dass in dem Zeitraum kein
Hochwasserereignis auftreten kann.
Vorgesehener Terminplan
·
Ausführungsplanung März
– Mai 2018
·
Ausschreibung
und Vergabe Juni
– September 2018
·
Vorbereitung
und Baubeginn ab
Oktober 2018
·
Fertigstellung
und vollständige Inbetriebnahme bis
Mai 2019
4. Ressourcen
(Welche
Ressourcen sind zur Realisierung des Leistungsangebotes erforderlich?)
Die voraussichtlichen Investitionskosten für
die Ertüchtigung des Abwasserfilters betragen 1.199.000 EUR brutto
einschließlich Baunebenkosten.
Mit der genehmigten Kostenberechnung aus der
Entwurfsplanung ist der Ingenieurvertrag mit dem Honorar für die Objekt- und
Fachplanung ebenfalls anzupassen.
Die erforderlichen Finanzmittel für die Maßnahme „Leistungsanpassung Prozessleittechnik und elektrische Schaltanlangen, sowie der Ertüchtigung der technischen Ausrüstung im Abwasserfilter“ sind im Wirtschaftsplan 2018 berücksichtigt und werden in den Wirtschaftsplan 2019 nach Erfordernis eingestellt.
Haushaltsmittel
werden nicht benötigt
sind vorhanden auf IvP-Nr.
bzw. im Budget auf Kst/KTr/Sk 07009 700505
sind nicht vorhanden
Bearbeitungsvermerk des Revisionsamtes
Die
Entwurfsplanungsunterlagen mit ergänzender Kostenermittlung haben dem
Revisionsamt gemäß Nr. 5.5.3 DA-Bau vorgelegen und wurden einer kurzen
Durchsicht unterzogen.
Bemerkungen waren
nicht veranlasst
veranlasst (siehe anhängenden Vermerk)
21.03.2018, gez. Deuerling
Datum,
Unterschrift
Anlagen: