Die ETH Zürich investiert mit dem Neubau des Labor- und Forschungsgebäude für Biosysteme in Basel in eine moderne Infrastruktur, welche optimale Voraussetzungen bietet, die Zusammenarbeit der naturwissenschaftlichen und medizinischen Fächer zu verbessern.
Zur Gebäudeinfrastruktur gehört auch eine Reindampferzeugungsanlage welche im Wesentlichen zwei Reindampferzeuger, ein Speisewassergefäss und eine Wärmerückgewinnung umfasst. Letztere verwendet das zurückgeführte Kondensat, um die Wärme mittels Rohrbündelwärmetauscher weiter zu nutzen.
Die Firma STEBATEC wurde von der Firma Colin Swiss AG beauftragt, die EMSR (Elektrische Mess-, Steuer- und Regelungstechnik) der neuen Anlage zu liefern. Generalunternehmer des anspruchsvollen Projekts ist die Klima AG in Basel, eine Niederlassung der Hälg & Co. AG.
In einem ersten Schritt wurde in Zusammenarbeit mit dem Swiss Safety Center, ein Teil des SVTI (Schweizerischer Verein für technische Inspektionen), eine Risikoanalyse verfasst. Die sicherheitstechnische Leistungsfähigkeit der Anlage wird durch sogenannte Safety Integrity Level (SIL) beschrieben, welche unter anderem die Wahrscheinlichkeit eines gefahrenbringenden Ausfalls pro Betriebsstunde quantifizieren.
Sicherheits-SPS und SIL 3 für die Reindampfanlage im 3. UG
Das Kesselinspektorat des SVTI ist dafür zuständig, dass stationäre Druckgeräte und Anlagen die sicherheitstechnischen Anforderungen erfüllen und so Störungen, Unfälle und Schäden im Betrieb verhüten.
Die Risikobewertung, unter den gegebenen Umständen einer Aufstellung im dritten Untergeschoss ohne Druckentlastung ins Freie, ergab den SIL Level 3. Dadurch wird ein Bersten der Kessel und damit verbunden eine erhebliche Gefahr für Menschen und die Infrastruktur sicher verhindert.
Nach erfolgreicher Erstellung der nötigen Dokumente konnten die Steuerschränke geplant und erstellt werden. Eine Sicherheits-SPS wird gemäss dem SIL Level projektiert und entsprechend ausgeführt.
Die Anlage wird über das Speisewassergefäss mit Reinwasser versorgt. Das Wasser wird der Anlage bereits aufbereitet zugeführt. Um kein Wasser unnötig in die Kanalisation zu leiten, werden die Leitungskondensate und die überschüssige Wassermenge von den Reindampferzeugern ebenfalls wieder in das Gefäss zurückgeleitet.
2 x 369kW elektrische Heizleistung
Jeder Reindampferzeuger ist mit fünf elektrischen Heizelementen ausgerüstet, welche stufenweise zu- und abgeschaltet werden können. Durch Erhöhung der Temperatur entsteht der gewünschte Reindampf, welcher schliesslich über den Dampfverteiler zu den Verbrauchern gelangt.
Durch die Verdampfung entstehen jedoch auch Salze, welche den Leitwert im Kessel steigen lassen. Durch eine Absalzregelung, welche über die Leitwertmessung gesteuert wird und einer zeitgesteuerten Abschlammung wird sichergestellt, dass die Qualität des Reindampfes jederzeit gewährleistet ist.
Das Kesselwasser aus Abschlammung und Absalzung wird dem Kondensatsammler zur Wärmerückgewinnung zugeführt. Die Wärmeenergie aus dem Kondensatsammler wird über zwei Rohrbündelwärmetauscher weiter genutzt. Dies zur Vorwärmung des Ergänzungswasser ins Speisewassergefäss und in der Gebäudeheizung, bzw. der Warmwasseraufbereitung. Dem Sammelbehälter ist ein Mischkühler nachgeschalten, welcher bei Bedarf die Temperatur des Wassers herunter kühlt, so dass kein zu heisses Wasser in die Kanalisation geleitet wird.
Fazit
Nach der Schlussabnahme mit dem TÜV (Technischer Überwachungsverein) konnte das Projekt zur vollen Zufriedenheit aller Beteiligten abgeschlossen werden. Die Klima AG wurde über die ganze Projektdauer durch die Firma STEBATEC betreut und beraten, so dass gemeinsam eine Reindampferzeugungsanlage entstanden ist, welche viele Jahre für Forschungsprojekte zur Verfügung stehen wird.
