sstrategien -vergleichende Bewertung- AGFW-Seminar in Berlin Betrieb, Wartung und von Fernwärmeverteilanlagen EnBW KWG/RBS wave; Master of Engineering. Steffen Bock 1 / 18.01.2012 Energie braucht Impulse
Inhalt Grundlagen und Begriffe der Beispiele aus der Fernwärmepraxis Grundstrategien der Vergleich (Vor- und Nachteile) Beispiele aus der Fernwärmepraxis Risikoorientierte Allgemeines/Definition Auswahl der Strategien durch ein Koordinatensystem Überblick Umsetzung Wichtigkeit; mögliche Bewertungskriterien Zustand; mögliche Bewertungskriterien Fazit welche Strategie ist die richtige?- 2
Grundlagen und Begriffe der Die Begrifflichkeiten hierzu beschreibt die DIN 31051 Wartung Inspektion Instandsetzung Verbesserung alle Maßnahmen, die zu Verlängerung der Nutzungsdauer eines Bauteil, oder des ganzen Systems beitragen. Feststellung des Istzustandes Beurteilung des Istzustandes Bestimmen von Ursachen der Abnutzung Ableiten von notwendigen Konsequenzen Rückführung in den funktionsfähigen Zustand Technischen und administrativen Maßnahmen zur Steigerung der Funktionssicherheit einer Betrachtungseinheit, ohne die von ihr geforderte Funktion zu ändern. 3
Grundlagen und Begriffe der * Reparatur / Rehabilitation Wartung Inspektion Instandsetzung Verbesserung Reparatur Rehabilitation 4 Reparatur: Schadensbehebung durch Einzelmaßnahmen. Rehabilitation: zusammenhängende/großflächige/größere Sanierungs- u. Erneuerungsmaßnahmen zur Erhaltung der Funktionsfähigkeit des bestehenden Fernwärmenetzes. Sanierung: Ertüchtigung eines vorhandenen sobjekts. Erneuerung: Ersatz des vorhandenen, alten sobjekts durch einen Neubau (selbe Funktion) an anderer Stelle (örtlich unterschiedlich) und ohne weitere Nutzung von vorhandenen Netzbestandteilen (Bauwerk, Lagerung, etc.). * Begriffe beziehen sich auf das AGFW Regelwerk Entwurf FW 114 Sanierung Erneuerung
Grundlagen und Begriffe der Beispiele aus der Fernwärmepraxis Schaden wird durch aufschweißen einer Rohrhalbschale behoben Trassenpflege (Freischneiden) einer Freileitung Kamerabefahrung einer Kanalleitung Nachisolierungen in einem FW Schacht In eine begehbare Kanalleitung werden neue Rohrleitungen eingezogen Thermografische Befliegung eines Fernwärmenetzes Flussquerung mittels einer Rohrbrücke wird durch einen Düker an anderer Stelle ersetzt Instandsetzung Instandsetzung Instandsetzung Instandsetzung Rehabilitation Rehabilitation Reparatur Reparatur Wartung Inspektion / Sanierung Inspektion Erneuerung Verbesserung 5
Grundstrategien der Grundstrategien der Schadensbeseitigung Schadensvorbeugung Ausfallbedingte (Ausfallstrategie) Vorbeugende (Präventivstrategie) Zustandsabhängige (Inspektionsstrategie) Instandsetzung erfolgt nach einem eingetretenen Schaden Inspektionen in zuvor definierten Zeitspannen Inspektion erfolgt in Abhängigkeit des Zustandes keine vordefinierten Inspektionsintervalle 6
Grundstrategien der Ausfallbedingte Vor- und Nachteile + Die Nutzungsdauer wird voll ausgeschöpft + Planungsaufwand der smaßnahme ist sehr gering - häufig ungeplante Ausfälle - Versorgungssicherheit schlecht ungeplante Ausfälle - Gefahr von Folgeschäden an anderen Bauteilen ist höher - längere Ausfallzeiten nicht planbar - höhere Lagerhaltungskosten Ersatzteile für Notmaßnahmen werden benötigt. - Arbeitsqualität ist tendenziell schlechter Zeitdruck 7
Grundstrategien der Vorbeugenden Vor- und Nachteile + geplante smaßnahmen + Lagerkosten werden vermieden + kürzere Ausfallzeiten Vorbereitung der Maßnahmen möglich - Kenntnisse über das Ausfallverhalten nötig - Der Abnutzungsvorrat der Bauteile wird durch den vorbeugenden Austausch nicht ausgenutzt 8
Grundstrategien der Zustandsabhängige Vor- und Nachteile + Abnutzungsvorrat wird besser ausgenutzt als bei der vorbeugenden + höhere Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit als bei der ausfallbedingten + anhand des aktuellen Zustands können Inspektionsintervalle immer neu abgestimmt werden - Hoher Inspektionsaufwand - Nicht für alle sobjekte geeignet 9
Grundstrategien der Beispiele aus der Fernwärmepraxis Fernwärmeschächte werden, unabhängig von Zustand und Wichtigkeit, 1 mal jährlich visuell inspiziert. Erdverlegte Kunstoffmantelrohrleitungen oder Kanalleitungen werden i.d.r. nicht / selten inspiziert. Es werden nur angefallene Schäden repariert. Aufgrund von turnusmäßigen Thermografie Aufnahmen des Fernwärmenetzes ändert sich die Inspektionsintensität von Leitungsabschnitten. Aufgrund erhöhtem Schadensaufkommen bzw. erhöhten Schadensraten wird die Inspektionsfrequenz und / oder Inspektionsintensität erhöht. Vorbeugende Ausfallbedingte Zustandsabhängige Zustandsabhängige 10
Risikoorientierte Allgemeines / Definition keine Grundstrategie der Bewertung verschiedener Anlagenteile nach Wichtigkeit und Zustand führt zur Auswahl einer passenden Grundstrategie der. Risikoorientierter Entscheidungsprozess Ausfallbedingte Vorbeugende Zustandsabhängige 11
Risikoorientierte Allgemeines / Definition Die Auswahl der sstrategie kann mittels eines Koordinatensystems erfolgen Unterteilung der Gesamtanlage einzelne zusammenhängende Abschnitte Bewertung des Zustandes eines Abschnitts in welcher Verfassung befindet sich dieser Teil der Anlage? Bewertung der Wichtigkeit eines Abschnitts was passiert bei einem Ausfall dieses Teils der Anlage? Auftragen der Abschnitte in ein Koordinatensystem mit zuvor festgelegten Zonen (z.b. Grundstrategien der ) Risikodefinition Umsetzung: Risiko = Zustand x X Wichtigkeit Risikodefinition allgemein: Risiko = Eintritts- wahrscheinlichkeit X Auswirkung 12
Risikoorientierte Auswahl der Strategien durch ein Koordinatensystem Bewertete Anlagenabschnitte in einem Koordinatensystem Betrachtung der Punkte 1 und 5 Bewertung Zustand somit hat Abschnitt 1 die höchste Priorität und Abschnitt 5 ist dagegen unbedeutend. Einbeziehung der Wichtigkeit die Prioritäten ändern sich, Abschnitt 5 ist nun bedeutender 13
Risikoorientierte Auswahl der Strategien durch ein Koordinatensystem alleinige Bewertung des Zustandes Drehung der Achse um 45 gegen den Uhrzeigersinn auf die Abszisse (i) Länge der Vektoren sind nur vom Zustand abhängig alleinige Bewertung der Wichtigkeit Drehung der Achse um 45 im Uhrzeigersinn auf die Ordinate (C) Länge der Vektoren sind nur von der Wichtigkeit abhängig 14
Risikoorientierte Auswahl der Strategien durch ein Koordinatensystem Kombination der Zoneneinteilung flexible, anpassungsfähige Einteilung in die verschiedenen Grundstrategien der je Betrachtungseinheit Zone I Ausfallbedingte Zone II Vorbeugende Inspektionen Zone III Vorbeugende Instandsetzungsarbeiten Zone VI Zustandsorientierte 15
Risikoorientierte Überblick Umsetzung Zustand ( Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls) Ausfallbedingte Wahl der passenden sstrategie Vorbeugende Zustandsabhängige Wichtigkeit ( Folgen eines Ausfalls) 16
Risikoorientierte Wichtigkeit; mögliche Bewertungskriterien 17 Redundanz / Versorgungssicherheit Mögliche Gefährdungen Bewertung des Leistungsausfalls (Vermaschung/Verästelung) Mögliche Notversorgung? Bewertung einzelner Anschlüsse/Kunden Bewertung des Aufwands bei der Schadensbehebung (Ersatzteilversorgung/ Topographie) Besondere Belastungen Priorität Redundanz 1 Nein 2 Ja 2 Kraftwerke 3 Ja 2 Kraftwerke und Vermaschung
Risikoorientierte Zustand Ist eine Zustandbewertung aller Leitungsabschnitte nötig? Bewertung der Wichtigkeit entscheidet über eine Zustandsbewertung Zone I Ausfallbedingte Zone II Vorbeugende Inspektionen Zone III Vorbeugende Instandsetzungsarbeiten Zone VI Zustandsorientierte 18
Risikoorientierte Zustand; mögliche Bewertungskriterien Beispiel Beschreibung Bewertungszahl Keine Mängel Funktion voll gewährleistet (keine Änderung des Inspektionsintervalls) 1 Mängel / Schäden wurden festgestellt, haben aber kaum Einfluss auf Funktion. (Behebung des Schadens mit der nächsten planmäßigen Wartung / nächste Inspektion wird abgewartet) Mängel / Schäden wurden festgestellt, haben geringen Einfluss auf die Funktion. (Inspektionsintervall muss verkürzt werden (Bsp: von alle 5 Jahre auf alle 2 Jahre)) Mängel / Schäden wurden festgestellt, versagen des Bauteils wird in den nächsten Jahren erwartet.( Inspektionen müssen auf Zustand abgestimmt sein. (Zustandsabhängig) Bauteil ohne Funktion Instandsetzung (Reparatur/Rehabilitation) ist einzuleiten 2 3 4 5 Zustand [z.b. 1-5] 1 (schlecht) 5 4 Ausfallrate [%] 3 2 19 (gut) 1 50 Jahre Alter [a]
Fazit Welche sstrategie ist die Beste? Ausfallbedingte + geringer Planungsaufwand - ungeplante/längere Ausfälle; Gefahr von Folgeschäden Vorbeugende + kürzere Ausfallzeiten; smaßnahmen planbar - Kenntnisse über Ausfallverhalten (Lebensdauerkurve) nötig Zustandsorientierte + Abnutzungsvorrat wird optimal ausgenutzt - hoher Inspektionsaufwand (Ableitung des Inspektionsintervall) Risikoorientierte + alle Vorteile der Grundstrategien werden kombiniert - Bewertung der Anlagenteile (Zustand; Wichtigkeit) wird nötig 20
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit AGFW-Seminar in Berlin Betrieb, Wartung und von Fernwärmeverteilanlagen EnBW KWG/RBS wave; Master of Engineering. Steffen Bock 1 / 18.01.2012 Energie braucht Impulse