Technische Entwicklung von Brunnendesign und betrieb im Rheinischen Braunkohletagebau. Morris Reich, Christian Menz

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1 Technische Entwicklung von Brunnendesign und betrieb im Rheinischen Braunkohletagebau Morris Reich, Christian Menz

2 Deutscher Strommix Bruttostromerzeugung 2014: 610 Mrd. kwh * Veränderungen 2014/10 in Mrd. kwh Erneuerbare Energien Öl/Sonstige Braunkohle Kernenergie Erneuerbare 2014 Braunkohle 12 Steinkohle Kernenergie Erdgas Steinkohle Erdgas Sonstige/Öl RWE POWER AG Technische Entwicklung Wasserwirtschaft SEITE 2

3 Tagebaue der RWE Power AG 3,8 Mrd. t genehmigungsrechtlich abgesichert Tgb. Inden Mio. t/a Tgb. Garzweiler Mio. t/a Tgb. Hambach Mio. t/a Förderung: Genehmigungsrechtlich abgesicherte Reserven: rd. 100 Mio. t/a reichen für weitere ca. 40 Jahre RWE POWER AG Technische Entwicklung Wasserwirtschaft SEITE 3

4 Rheinische Braunkohlenlagerstätte RWE POWER AG Technische Entwicklung Wasserwirtschaft SEITE 4

5 Braunkohlentagebau im Rheinischen Revier Kraftwerk Randbrunnen Sohlenbrunnen Ortschaft Rekultivierung Tagebau Feldesbrunnen Löss Löss Kies Kippe Braunkohle Grundwasserspiegel Sand Abbaugrenze RWE POWER AG Technische Entwicklung Wasserwirtschaft SEITE 5

6 Wasserwirtschaft im Revier Wassermengen und Aufgaben (2014) 574 Mio. m³ 180 Mio. m³ 112 Mio. m³ 282 Mio. m³ 23 Mio. m³ Entwässerung der Tagebaue Brauchwässer der Industrie Trinkwasserversorgung Einleitung in Vorfluter 89 Mio. m³ Schutz der Ökologie RWE POWER AG Technische Entwicklung Wasserwirtschaft SEITE 6

7 Tagebauentwässerung 2010 Abbaugrenze Feldesbrunnen Randbrunnen GW-Spiegel ohne Absenkung Sohlenbrunnen Kippe Ton Hangendes Liegendes Kohle Druckspiegel im Liegenden Die Erschließung von mehreren GWL über einen Brunnen ist eine wesentliche Ursache für eine beschleunigte Brunnenalterung / Verockerung RWE POWER AG Technische Entwicklung Wasserwirtschaft SEITE 7

8 Technische Entwicklung - Aufgaben Analyse zur Brunnenalterung Entwicklung von Maßnahmen zur Vermeidung der Brunnenalterung (Brunnendesign, betrieb und IT Anwendungen) SBF KLF KSF WDF SF RWE POWER AG Technische Entwicklung Wasserwirtschaft SEITE 8

9 Technische Entwicklung - Aufgaben Analyse zur Brunnenalterung Entwicklung von Maßnahmen zur Vermeidung der Brunnenalterung (Brunnendesign, betrieb und IT Anwendungen) RWE POWER AG Technische Entwicklung Wasserwirtschaft SEITE 9

10 Sauerstoffgehalte im Sümpfungswasser Sauerstoff [mg/l] alle Brunnen n=47 belüftete Br. n=19 unbelüftete Br. n= RWE POWER AG Technische Entwicklung Wasserwirtschaft SEITE 10

11 Eisengehalte im Sümpfungswasser Eisen, dreiwertig [mg/l] Alle Brunnen n=98 belüftete Br. n=65 unbelüftete Br. n=33 RWE POWER AG Technische Entwicklung Wasserwirtschaft SEITE 11

12 Verockerung von UM-Pumpen Pumpen aus Brunnen mit belüfteten Filterstrecken Pumpen aus Brunnen mit unbelüfteten Filterstrecken RWE POWER AG Technische Entwicklung Wasserwirtschaft SEITE 12

13 Verockerung Ziel ist es Maßnahmen zu entwickeln, um die Verockerungsprozesse möglichst weitgehend zu vermeiden RWE POWER AG Technische Entwicklung Wasserwirtschaft SEITE 13

14 Brunneninformations- und Optimierungssystem RWE POWER AG Technische Entwicklung Wasserwirtschaft SEITE 14

15 Brunneninformations- und Optimierungssystem RWE POWER AG Technische Entwicklung Wasserwirtschaft SEITE 15

16 Technische Entwicklung - Aufgaben Analyse zur Brunnenalterung Entwicklung von Maßnahmen zur Vermeidung der Brunnenalterung (Brunnendesign, betrieb und IT Anwendungen) - Inertisierung von Brunnen - Ringraumentwässerung - Sollwasserspiegelvorgaben (inkl. Fernverstellung) - Intermittierender Brunnenbetrieb RWE POWER AG Technische Entwicklung Wasserwirtschaft SEITE 16

17 Inertisierung der Brunnen Verdrängung von Sauerstoff aus der Brunnenröhre Verhinderung der Eisenausfällung und damit Verock. der Filterstrecken Betrieb der Brunnen bei beliebigen Wasserspiegeln mit vermindertem Risiko der Verockerung Sicherstellung einer langfristigen hohen Leistungsfähigkeit der Brunnen RWE POWER AG Technische Entwicklung Wasserwirtschaft SEITE 17

18 Inertisierung der Brunnen Argon, Stickstoff, CO 2 Porree und Leipziger Allerlei werden nicht als geeignetes Inertisierungsmittel angesehen!!!! RWE POWER AG Technische Entwicklung Wasserwirtschaft SEITE 18

19 Neues Konzept: Ringraumentwässerung Klassisches Brunnendesign Verockerung von Filter und Ringraum durch Belüftung 8 7C 7A Wesentliche Anpassungen Entwässerung Wesentliche Anpassungen über den Brunnenringraum Entwässerung über den Brunnenringraum Wasserspiegel oberhalb der Filterstrecken Wasserspiegel durch oberhalb Einsatz der Filterstrecken von Frequenzumrichtern RWE POWER AG Technische Entwicklung Wasserwirtschaft SEITE 19

20 Ringraumentwässerung - Entwässerungsleistung Ausreichende Entwässerung über den Ringraum gewährleistet RWE POWER AG Technische Entwicklung Wasserwirtschaft SEITE 20

21 Maßnahmen gegen die Kolmation Intermittierender Brunnenbetrieb Außerbetriebnahmen Förderrate Leistungssteigerung >10% Betriebs -WSp Zeit RWE POWER AG Technische Entwicklung Wasserwirtschaft SEITE 21

22 Maßnahmen gegen die Kolmation Intermittierender Brunnenbetrieb 2,3 2,2 +10% mittlere Förderrate [m³/min] 2,1 2 1,9 1,8 Beginn intermittierender Betrieb (150 Brunnen) 1,7 Jan 15 Mrz 15 Mai 15 Jul 15 Sep 15 Nov 15 Jan 16 Mrz 16 RWE POWER AG Technische Entwicklung Wasserwirtschaft SEITE 22

23 Ihre Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Morris Reich Leiter Technische Entwicklung Wasserwirtschaft RWE Power AG Zum Gut Bohlendorf Bergheim Dipl.-Geol. Christian Menz Kompetenzzentrum Wasser Berlin ggmbh Cicerostr Berlin RWE POWER AG Technische Entwicklung Wasserwirtschaft SEITE 23