Gasbehälter
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Ein Gasbehälter ist ein Behälter, der zur Speicherung von brennbaren Gasen (z.B. Leuchtgas, Stadtgas, Erdgas, Klärgas, Biogas, Flüssiggas) eingesetzt wird.
Im Niederdruckbereich (10 - 50 mbar Überdruck) werden volumenveränderliche Gasbehälter eingesetzt, die umgangssprachlich als Gasometer bezeichnet werden. Regional werden auch die Begriffe „Gasturm“ und „Gaskessel“ verwendet. Hierzu hören:
- Scheibengasbehälter,
- Glockengasbehälter / Teleskopgasbehälter,
- Spiralgasbehälter,
- Stülpmantelgasbehälter (Membrangasbehälter)
Niederdruckgasbehälter werden zum Abfangen von Erzeugungsspitzen in Gasnetzen eingesetzt, wenn Gasangebot und Gasverbrauch zeitlich variieren. Besonders verbreitet sind Niederdruckgasbehälter noch in Stahlwerken, um Gichtgas zu speichern. Ferner werden Niederdruckgasbehälter weiterhin auch in Kokereien zur Speicherung des Kokereigases eingesetzt. In den früher betriebenen Gaswerken gehörten Gasbehälter mit zur Ausstattung, um über den Tag verteilt bei geringer Abnahme Gas zu speichern und bei Abnahmespitzen wieder Gas ins Netz abzugeben.
In den 60er und 70er Jahren des 20. Jahrhundert wurden Kugelgasbehälter zur Speicherung von Erdgas und Flüssiggas errichtet. Diese sind mit dem Hochdrucknetz (Betriebsdrücke von 2 bis 16 bar) verbunden.
Heutzutage wird Erdgas vorwiegend in Hochdruckspeichern (Salzkavernen, Röhrenspeichern, Drücke bis 220 bar) gespeichert.
Teilweise werden Niederdruckgasbehälter auch in Niederdruckerdgasnetzen z.B. von Stadtwerken (Stadtwerke Hamm, DSW 21 in Dortmund) weiterhin betrieben, da das Abfangen von Verbrauchsspitzen rentabel ist.
Inhaltsverzeichnis |
[Bearbeiten] Geschichte
In London stand der erste richtige Gasbehälter (vor 1875). 1875 wurde dort ein zweiteiliger Gasbehälter gebaut und in Deutschland wurde der erste Gasbehälter 1874 von der Fa. MAN errichtet. Die ersten Gasbehälter waren als Glockengasbehälter ohne zusätzliche Teleskope konzipiert. Der erste wasserlose Gasbehälter (Scheibengasbehälter) wurde 1915 von der Firma MAN im Augsburger Gaswerk gebaut. Die Abdichtung der Scheibe zu dem Mantelsegmenten ist technische anspruchsvoller als die Abdichtung der beweglichen Elemente an den Glockengasbehältern durch die statische Wassersäule in den Tassen.
[Bearbeiten] Niederdruckgasbehälter
[Bearbeiten] Richtlinien für Niederdruck-Gasbehälter
Folgende beiden Richtlinie waren bzw. sind immer noch Standard für die Errichtung und der Betrieb von Niederdruckgasbehältern (Anwendungsbereich für Drücke bis 500 mmWS = 50 mbar):
- DVGW-Arbeitsblatt G431 für die Herstellung von Niederdruck-Gasbehältern mit Hinweisen für Liefervereinbarungen (Ausgabe Mai 1960)
- DVGW-Arbeitsblatt G430 für die Aufstellung und den Betrieb von Niederdruck-Gasbehältern (Ausgabe Mai 1964)
In dieser Normenreihe waren Standardgrößen für Glockengasbehälter festgelegt. In der Richtlinie wird der Begriff Glockengasbehälter sowohl für die Behälter, die nur ein bewegliches Bauteil, die Glocke, besitzen als auch für Behälter mit zusätzlichen Teleskopen verwendet.
[Bearbeiten] Nassgasbehälter
Gasbehälter, die zur Speicherung des Gases Wasser benötigen.
Dazu gehören die Glockengasbehälter, Teleskopgasbehälter und Schraubengasbehälter (siehe unten)
[Bearbeiten] Glockengasbehälter
Der Glockengasbehälter besteht aus dem Wasserbassin und einer beweglichen Glocke, die das Gas aufnimmt und einer Stützkonstruktion zur Aufnahme der auf die Glocke wirkenden Windlasten. Auf dem Dachrand der Glocke sind gleichmäßig Gewichte - meistens Betonquader - um somit den Gasdruck in der Glocke einzustellen. Der Glockengasbehälter gehört zu der Gruppe der Nassgasbehälter.
Die ersten Glockengasbehälter waren ummauert. Das zylindrisch um den Behälter gemauerte Gebäude sollte so ästhetisch wirken und mit dem Stil der anderen Gebäude (z. B. eines Gaswerkes) harmonieren. Daneben hatte es eine Stützaufgabe für die bewegliche Glocke. Im 20. Jahrhundert einhergehend mit einer Erhöhung des Speichervolumens wurde dann auf das Mauerwerk verzichtet. Statt dessen wurde ein Führungsgerüst um den Gasbehälter aufgestellt. An der Glocke wurden im Dachbereich Kragarme angebracht, an denen Führungsrollen belagert sind. Die Aussparungen der Rollen liegen an den Gerüststielen an. Die Aufgabe dieser Konstruktion ist die Aufnahme der Windlasten, die auf die Glocke wirken. Um das Verdrehen der Glocke zu vermeiden, haben die Rollen einen seitlichen Überstand, die die Rollen an den Stielen führen. An dem Gerüst befinden sich Wartungs- und Kontrollgänge.
[Bearbeiten] Teleskopgasbehälter
Der Teleskopgasbehälter ist eine Weiterentwicklung des Glockengasbehälters. Da die Glocke bei einem leer gefahrenen Gasbehälter fast vollständig in das Wasserbassin eintaucht, ist das maximale Speichervolumen kleiner als der Inhalt des Wasserbassins. Das Bassin muss mit ausreichend stark dimensionierten Blechen aufgebaut sein um den Druck der statischen Wassersäule aufzunehmen. Zur Vergrößerung des Speichervolumens bezogen auf die Größe der Wasserbassin führte die technische Weiterentwicklung zum Einbau von Teleskopen zwischen Glocke und Wasserbassin. Diese Konstruktion ist wie ein optisches Teleskop aufgebaut.
Beim Befüllen wird zuerst die Glocke angehoben. Wenn diese ausgefahren ist hakt sich der am unteren Ring der Glocke angebrachte Ringspalt in die obere Ringspaltkonstruktion des ersten Teleskopes ein. Mit dem weiteren Befüllen des Gasbehälters wird die Glocke mit angedocktem Teleskop weiter angehoben. Der Ringspalt ist mit Wasser gefüllt; die Flüssigkeitshöhe ist so bemessen, dass der Druck der statischen Wassersäule größer ist als der Gasinnendruck, und somit kein Gasdurchbruch auftreten kann. Die Teleskopgasbehälter sind meistens mit mehreren Teleskopen ausgerüstet, die gegenseitig einhaken. Neben der Glocke ist jedes Teleskop mit Führungsrollen versehen, die an den Gerüststielen anliegen und die beweglichen Teile führen.
Teleskopgasbehälter müssen bei Frost beheizt werden. Die Wassertassen sind auf Grund des geringen Volumens besonders gefährdet. Deshalb werden die Wassertassen mit Dampflanzen beheizt. Daher ist für den Betrieb von Teleskopgasbehältern eine Dampfversorgung notwendig.
Das Nutzvolumen von Glocken- bzw. Teleskopgasbehältern liegt zwischen 500 m3 und 100.000 m3.
[Bearbeiten] Schraubengasbehälter
Eine Variante des Teleskopgasbehälters ist der Schrauben- oder Spiralgasbehälter. Im Gegensatz zum Teleskopgasbehälter entfällt das äußere Gerüst. Auf der Außenseite der Mäntel der Teleskope und der Glocke sind schraubenförmig Führungsschienen befestigt. Diese werden über ein Rollenlager geführt, das am Wasserbassin bzw. dem jeweils äußeren Teleskop angebracht ist. Diese Bauart wurde in Deutschland selten angewandt, ist aber in Grossbritannien weiter verbreitet.
[Bearbeiten] Konstruktion
Die Glockengas- und die nachfolgend aufgeführten Teleskopgasbehälter sind genietete Stahlkonstrutkionen aus Kohlenstoffstahl. Zur Zeit der Erstellung der Behälter waren die Stahlsorten unberuhigt. Da das Wasser im Bassin mit dem Gas in Verbindung steht, ist die Innenseite der Wandung aufgrund des Fehlens von Sauerstoff nicht durch Korrosion gefährdet. Alle mit der Luftatmosphäre in Verbindung stehenden Bauteile müssen mit einem Korrosionsschutzanstrich versehen sein. Auf Grund der Konstruktion (genietete Stahlbauteile mit Gefahr der Spaltkorrosion) und der verwendeten Blechsorten (unberuhigte Stähle mit größerem Schwefel- und Phosphoranteil im äußeren Bereich) ist ein relativ hoher Instandhaltungsaufwand erforderlich. Dem Sperrwasser von Teleskopgasbehälteren wird ein Öl zugesetzt, das den beweglichen Teil der Glocke und Teleskope benetzt und somit als Korrosionsschutz wirkt. Ein vollständiger Neuanstrich ist in Zeiträumen von 15 bis 20 Jahren erforderlich.
[Bearbeiten] Trockengasbehälter
Gasbehälter, die zur Speicherung des Gases kein Wasser benötigen.
Dazu gehören die Scheibengasbehälter (siehe unten)
[Bearbeiten] Scheibengasbehälter
Der Teleskopgasbehälter hat den Nachteil, dass er beheizt werden muss und das Gas Wasserdampf aufnimmt. Die Alternative bildet der Scheibengasbehälter. Der wasserlose Gasbehälter wurde von der Firma MAN 1913 patentiert. Der erste Behälter dieser Bauart wurde 1915 im Augsburger Gaswerk gebaut. Die Bauart erlaubt die Errichtung von Gasbehältern mit deutlich höherem Volumen im Vergleich zu den Teleskopgasbehältern.
Der Scheibengasbehälter besitzt einen zylindrischen Mantel, der aus Segmenten zusammengesetzt ist. In dem Behälter befindet sich eine Scheibe, die sich vertikal wie ein Kolben bewegen kann. Die Scheibe hat an der Oberseite ein Gerüst, an dem in zwei Ebenen Führungsrollen über den Umfang verteilt angebracht sind, die sich an den Mantel anlegen. Mit dieser Konstruktion wird ein Schiefstand der Scheibe verhindert. Aus Explosionsschutzgründen werden Laufrollen aus Holz mit Stahlkern verwendet, da Reibfunken so auszuschließen sind. Auf dem Scheibenrand sind gleichmäßig Betongewichte verteilt, um den Gasdruck einzustellen. Unterhalb der Scheibe befindet sich das gespeicherte Gas. Der Bereich oberhalb der Scheibe ist mit atmsophärischer Luft gefüllt. Für die Belüftung befindet sich auf dem Dach die sogenannte Laterne. Die Scheibe kann zu Wartungs- und Kontrollzwecken begangen werden. Hierfür ist ein Fahrkorb installiert, der von der Laterne aus zugänglich ist. Ferner ist eine Notbefahrungseinrichtung vorgeschrieben, die meistens aus einem Befahrungssack besteht, der handbetätigt wird. Der Scheibengasbehälter hat ein Treppenaufgang und Umgänge in verschiedenen Höhen für Kontrolltätigkeiten. Bei größeren Gasbehältern sind Fahrstühle in einem separaten Turm untergebracht, da Scheibengasbehälter eine Höhe von über 100 Meter erreichen.
Scheibengasbehälter sind mit Ausbläsern ausgerüstet. Falls die Scheibe zu hoch gefahren wird überfährt die Scheibe Öffnungen in der Mantelwand. In diesem Fall entweicht Gas ins Freie. An den Öffnungen sind Ausblasrohre (Ausbläser) angeschlossen, um das Gas in ungefährdete Bereiche abzuleiten.
Scheibengasbehälter wurden von zwei Herstellern gebaut:
- Klönne, Der Hersteller verwendet eine Textilabdichtung, die mit Fett gefüllt ist. Die Dichtung wird über Hebelgewichte an den Mantel gedrückt. Das Fett muss über Fettpumpen nachgefüllt werden.
- Die MAN-Gasbehälter haben zwischen den senkrechten Pfosten ebene Bleche, so dass die Grundfläche ein Vieleck bildet. Als Adichtung der Scheibe zum Mantel wird eine mit Öl gefüllte Textildichtung verwendet, die mit der Scheibentasse verschraubt ist. Ein metallischer Abstreifer, der zu beiden Seiten mit der Dichtung verbunden ist, wird über Hebelgewichte an den Mantel gedrückt. Das an dem Mantel ablaufende Öl wird in Rinnen auf dem Behälterboden aufgefangen und einem Wasserabscheider zugeführt. Der Abscheider ist beheizt, um von der Mantelinnenfläche abgefallenen Reifansatz im Winter aufzutauen. Die Öl-Wassertrennung geschieht durch den Dichteunterschied der Stoffe. Das abgetrennte Öl wird wieder zum Dachanschluss hochgepumpt und auf die Innenwand geleitet (Ölumlaufschmierung). Die Ölbenetzung der Mantelinnenflächen bildet einen guten Korrosionsschutz und verhindert einen stärkeren Eisansatz bei Frost. In Deutschland sind 153 und weltweit 478 Behälter der Fa. MAN errichtet worden.
Das Speichervolumen von Scheibengasbehältern liegt zwischen 80.000 m3 und 600.000 m3. Der größte Klönne-Scheibengasbehälter wurde auf der Kokerei Nordstern betrieben; die Höhe lag bei 147 m, Durchmesser: 80 m, Inhalt 600.000 m3. Der größte (MAN) Scheibengasbehälter (566.000 m³) der Welt wurde 1928 in Chicago gebaut. Der erhaltene Scheibengasbehälter in Oberhausen hat eine Höhe von 117 m und er hat ein Volumen von 347.000 m3.
[Bearbeiten] Ausrüstung von Teleskop- und Scheibengasbehältern
Mit Verweis auf die DVGW-Richtlinie G 431 wurde besonderen Wert auf einen großen und weit sichtbaren Inhaltsanzeiger gelegt, der auch beleuchtet sein muss. Die Marke des Inhaltsanzeigers wird mechanisch über Seilzüge mit Umlenkrollen angetrieben. Zur Anzeige werden Pegellatten oder Ziffernblätter benutzt.
Es wird eine Absperreinrichtung gefordert, die bei Unter- oder Überschreiten des zulässigen Füllstandes die Gaszufuhr unterbrechen. Ferner sind Füllstand- und Druckschreiber vorgeschrieben. Aus dem Druckverlauf können Unregelmäßigkeiten, die insbesondere durch höhere Reibung bedingt sind, festgestellt werden. In größeren Scheibengasbehältern werden heutzutage Laserabstandmesssysteme eingesetzt. Auf der Scheibe sind Reflexionsfolien ausgelegt, die den Laserstrahl zum Empfänger im Deckenbereich zurückleiten. In einigen Behältern werden auch 3 Lasermessgeräte eingesetzt. Diese gestatten den Schiefstand der Scheibe zu erfassen.
[Bearbeiten] Membrangasbehälter
Membrangasbgehälter besitzen einen äußeren Stahlmantel, in dem eine fexibele Membran eingebaut ist. Durch die Bewegung der Membran wird der Gasraum verändert. Es gibt verschiedene Konstruktionen für die Aufhängung und Führung der Membran. In dem nebenstehenden Bild ist eine Konstruktion dargestellt, bei der die Membran an einer Scheibe befestigt ist. Die Scheibe wird über ein Rohr in einem am Dach befestigten Zylinder geführt.
Membrangasbehälter werden vorwiegend zur Speicherung von Sonderbrenngasen, wie Biogas oder Klärgas, eingesetzt. Das realiserte Speichervolumen von Membrangasbehältern reicht bis etwa 10.000 m3. Die Membrangasbehälter sind wartungsarm, da die Abdichtung beweglicher Komponenten entfällt. Membrangasbehältern müssen mit einer Überdruckabsicherung ausgerüstet werden. Hierfür werden z. B. Tauchungen eingesetzt, deren Wasserstände so ausgeführt sind, das bei unzulässigen Drücken die Tauchung durchschlägt.
[Bearbeiten] Hochdruckgasbehälter
[Bearbeiten] Kugelgasbehälter
[Bearbeiten] Röhrenspeicher
Heute verwendet man fast nur noch Hochdruck-Speicher (z.B. unterirdische Speicher, Röhrenspeicher) zur Speicherung von Erdgas.
[Bearbeiten] Speicherung in Salzkavernen
[Bearbeiten] Revitalisierung von Gasbehältern
Nach dem Untergang der westeuropäischen Bergbauindustrie und der vermehrten Verwendung von Erdgas in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts wurden viele der nun nutzlos gewordenen Gasometer abgerissen. Erst gegen Ende des 20. Jahrhunderts erkannte man, dass die Gasometer als architektonische Zeitzeugen einer untergegangenen Industrieepoche hohen kulturellen Wert besitzen. Man hat deshalb an verschiedenen Standorten versucht, Gasometer in Kulturprojekte einzubeziehen, z.B. durch Klang- und Lichtinstallationen, aber auch durch das Umfunktionieren des Gebäudeinneren in eine Tauchlandschaft.
Internationale Bekanntheit errang die Umgestaltung der vier Wiener Gasometer in Wien-Simmering durch die Stararchitekten Jean Nouvel, Coop Himmelb(l)au, Manfred Wehdorn und Wilhelm Holzbauer.
Einige Gasometer werden als Ausstellungsräume genutzt, zum Beispiel der Gasometer Oberhausen oder ein Gasometer in Leipzig, in dem von 2003 bis 2005 ein Mount-Everest-Panorama installiert war und in dem sich seit 26. November 2005 ein Panorama des antiken Roms befindet. Für den umgenutzten Leipziger Gasometer wurde erstmalig der Begriff „Panometer“, eine Kombination aus Gasometer und Panorama, benutzt. Im Landschaftspark Duisburg-Nord hat ein Tauchverein im Gasometer eine komplette Unterwasserwelt mit Schiffswrack installiert.
In den deutschen Städten Augsburg (dort wird der Gasbehälter Gaskessel genannt), Berlin, Dortmund, Dresden, Münster (Westfalen), Neustadt (Dosse) und Zwickau sind Gasometer zu finden, die noch auf eine alternative Nutzung warten.
Eines der besterhaltenen Gasometer in Ostdeutschland ist der unter Denkmalschutz stehende "Gaskessel" in Bernau
Die letzten beiden erhaltenen Gasometer in Stralsund wurden trotz vieler Bürgerproteste im Jahr 2004 abgerissen, da sich kein Investor gefunden hatte.
Ein Teleskopgasometer in Schlieren bei Zürich wurde als technisches Kulturdenkmal von 2003 bis 2005 renoviert; europaweit einmalig ist dabei die betriebsfähige Erhaltung der Teleskopmechanik (Schaubetrieb mit Luftdruck).
[Bearbeiten] Weblinks
| Commons: Gasometer – Bilder, Videos und/oder Audiodateien |
