Konzept für CO2-freie Gasdruckregelanlagen mit Ranque-Hilsch-Rohren

Im vorliegenden Fachbeitrag wird der Energiebedarf (Nutz-, End- und Primärenergiebedarf) für die Belange der Gasvorwärmung im deutschen Gastransport- und -verteilnetz mit Hilfe einer einfachen Überschlagsrechnung abgeschätzt und Optimierungspotenziale bewertet. Schwerpunkt des Fachbeitrags ist der Entwurf der mittlerweile fertiggestellten und in Betrieb genommenen CO2-frei betriebenen GDRA Nesselgrund (Wirbelrohr-Gas-Druckregelanlage). Dieses völlig neuartige Konzept fußt auf der Verwendung von Ranque-Hilsch-Rohren zur thermischen Trennung des zu drosselnden Gasstroms. Die Grundschaltung der Wirbelrohr-GDRA wird erläutert, alle wesentlichen Kernbaugruppen der Wirbelrohr-GDRA in ihrer prinzipiellen Verschaltung beschrieben und ausgewählte Aspekte von deren Auslegung diskutiert. Neben den „thermodynamischen Kernbaugruppen“ (Wirbelrohrstrecken, Luft-Gas-Wärmeübertrager) sind alle Fragen der Steuerung der Mengenströme über die Einzelschienen (Durchflussmessung, Mengenregulierung) von grundlegender Bedeutung und bedürfen der entsprechenden mess- und automatisierungstechnischen Aufmerksamkeit. Es wurde herausgearbeitet, dass die elektrischen „Hilfsenergieversorgungssysteme“ einschließlich der zugehöriger Prozessleittechnik wie auch die sicherheitsrelevanten Fragen der Lüftung des Regelraumes inklusive der Zulufttrocknung für Wirbelrohr-GDRA zentrale Bestandteile des entwickelten Anlagenkonzepts und keine Nebenanlagen sind. Erste Betriebserfahrungen für die Wirbelrohr-GDRA Nesselgrund werden präsentiert.