Inspektion von Kühltürmen

Sichere und schnelle Inspektion von Kühltürmen mit Drohnen und Kameras

  • Inspektion ohne Gerüste und Hubarbeitsbühnen
  • Aufnahmen aus jeder Perspektive
  • Schnell und kostensparend
"Kühltürme sicher inspizieren? Mit Drohnen und Kamera kein Problem."
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Kühltürme in Kraftwerken und Industrieanlagen

Wir inspizieren Innen- und Außenbereiche von Kühltürmen mit Drohnen, Kameras und ggf. Unterwasserdrohnen.

Was sind die Hauptprobleme bei der Inspektion von Kühltürmen? Ganz einfach: Keine Zeit, alles ist schwer erreichbar, Steiger, Kletterer und Gerüste sind teuer. Kühltürme dienen der Ableitung von Prozesswärme in die Umwelt. Dabei sind die Außenhülle der Kühltürme als auch die Einbauten Witterung, Prozessdämpfen, saurem Kondensat und biogenen Folgeprodukten ausgesetzt. Das alles führt zu einer raschen Alterung des Kühlturms. Risse und Bewehrungskorrosion insbesondere im Bereich der Kühlturmkrone lassen Beton abplatzen und gefährden die Sicherheit der Mitarbeiter. Auch Blitzeinschläge setzen Kühltürmen massiv zu. Spätestens wenn am Fuß des Kühlturm Betonbrocken liegen – das kommt häufiger vor als man denken mag – sollte man uns anrufen und den Bereich um die Kühlturm absperren. Per Drohne oder Kamera können wir rasch herausfinden um es sich um lokale Beschädigungen handelt oder ob der gesamte Kühlturm betroffen ist. Häufig treten Beschädigungen zuerst im Bereich der Krone auf und insbesondere auf der bewitterten Seite. Warum macht man sowas als Drohnenfirma? Die Inspektion mit einem Steiger oder die Installation einer Arbeitsbühne ist relativ langwierig und kostspielig und nicht zuletzt auch gefährlich. Es gab bereits einige Todesfälle bei der Inspektion von Kühltürmen. Außerdem ist man in bestimmten Bereichen zusätzlich auch noch Legionellen (Legionellen sind Bakterien, die beim Menschen unterschiedliche Krankheitsbilder verursachen, von grippeartigen Beschwerden bis zu schweren Lungenentzündungen) ausgesetzt. Wenn man bedenkt wie groß die Oberfläche von Kühltürmen ist, und das eine klassische Inspektion mehrere Woche bis Monate dauern kann, dann liegt eine Drohneninspektion (die nur wenige Tage dauert) sehr nahe. Rufen Sie uns einfach an!

Inhalte
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    verfasst von:
    Christian Engelke
    Christian Engelke ist Gründer und Geschäftsführer der Firma Kopterflug Inspection Services GmbH. Seit 2017 entwickeln wir intelligente Lösungen für sichere Inspektionen.

    oder schreiben Sie uns info@kopterflug.de

    Sicher

    Die Inspektion kommt weitgehend ohne Gerüste, Steiger, Kletterer oder den Zugang zu gefährlichen Bereichen aus.

    Zeitsparend

    Unsere Inspektionsverfahren ermöglichen eine massive Zeitersparnis und halten Produktionsausfälle gering.

    Kostensparend

    Kurze Vorbereitungszeiten und eine hohe Effizienz machen Inspektionen bis zu 80% günstiger.

    Welche Arten von Kühltürmen gibt es?

    Naturzugkühltürme

    Naturzug-Kühltürme sind eine effektive und kosteneffiziente Möglichkeit, um Wärme aus industriellen Prozessen abzuführen. Sie sind in der Regel als Schalentragwerke aus Beton errichtet und haben die Form von Rotationshyperboloiden. Diese geometrische Form ermöglicht es, dass der Turm einfach mit gekreuzten geraden Stahlträgern aufgebaut werden kann, wodurch die Baukosten gegenüber anderen Formen gesenkt werden.

    Inzwischen werden Naturzug-Kühltürme in Höhen bis zu 200 m ab Geländeoberkante errichtet. Die Mindestwanddicke beträgt 18 cm nach der aktuellen Normengeneration DIN 1045 und DIN 1055. Trotz der teilweise gewaltigen Dimensionen sind Kühltürme aus Stahlbeton vergleichsweise filigrane Betonbauwerke.

    Ein wichtiger Aspekt beim Betrieb von Kühltürmen ist der Schutz der Betonfläche. Dies ist vor allem dann erforderlich, wenn der Turm chemischen Belastungen ausgesetzt ist, z.B. durch Rauchgaseinleitung. Alternativ werden beim Bau besondere Betonrezepturen verwendet, die dem Turm dauerhaft die erforderliche Widerstandsfähigkeit gegen die chemischen Belastungen geben. Auch der Algenbewuchs kann zu erheblichen Belastungen führen, da die biogenen Folgeprodukte der Algen den Beton angreifen können.

    • Naturzug-Kühltürme sind kosteneffiziente Möglichkeiten zur Abfuhr von Wärme aus industriellen Prozessen
    • Sie sind in der Regel als Schalentragwerke aus Beton errichtet
    • Die geometrische Form ermöglicht eine einfache und kosteneffiziente Konstruktion
    • Mindestwanddicke beträgt 18 cm nach aktueller Normengeneration
    • Schutz der Betonfläche ist wichtig, um Belastungen durch chemische Einwirkungen und Algenbewuchs zu vermeiden.

    Naturzug-Kühlturm mit kombinierter Nutzung als Schornstein

    Ein klassischer Kühlturm hat lediglich die Aufgabe, Wärmeenergie abzugeben. In jüngster Zeit wurden jedoch in einigen Kohlekraftwerken Kühltürme gebaut, die auch als Schornsteine dienen. Dieses Verfahren, auch als Reingaseinleitung bekannt, sieht vor, dass Rauchgas in die Mitte des Kühlturms geleitet wird, um dort in die Dampfschwaden abgegeben zu werden.

    Der Vorteil dieser Technik besteht darin, dass die erwärmte und feuchte Abluft des Kühlturms einen stärkeren Auftrieb bietet und somit eine Verteilung der Abgasfahne mit geringerer Bauhöhe erreicht werden kann. Allerdings gibt es auch Nachteile. Einer davon ist die unverhältnismäßig große Dimension des kombinierten Kühlturms, die realisierte Mindesthöhe liegt bei 100 m, jedoch werden in letzter Zeit Türme von 155 m bis 200 m Höhe gebaut um höhere Kühlleistung zu erreichen.

    Dies kann zu unerwünschten Auswirkungen auf das Mikroklima führen, z.B lokal erhöhte Niederschlagsmengen und großflächige Verschattungen.

    Um diese Nachteile zu vermeiden, kam es in einigen Fällen zu Planungsänderungen. So wurde beim Kraftwerk Moorburg in Hamburg ein niedriger Hybridkühlturm (Höhe 65 m) gebaut, anstatt eines Naturzug-Kühlturms mit kombinierter Nutzung als Schornstein.

    • klassische Kühltürme haben nur die Aufgabe Wärmeenergie abzugeben
    • In jüngster Zeit wurden jedoch in einigen Kohlekraftwerken Kühltürme gebaut, die auch als Schornsteine dienen (Reingaseinleitung)
    • Vorteil: Verteilung der Abgasfahne mit geringerer Bauhöhe
    • Nachteil: Unverhältnismäßig große Dimension des kombinierten Kühlturms
    • Nachteil: unerwünschte Auswirkungen auf das Mikroklima
    • Planungsänderungen: Um diese Nachteile zu vermeiden, werden manchmal niedrigere Alternativen (z.B Hybridkühlturm) gewählt.

    Ventilatorkühltürme

    Ventilatorkühltürme sind eine wichtige Technologie in der Kühlung von industriellen Prozessen und Kraftwerken. Mit Höhen von 34-100 Metern sind sie nicht so hoch wie Naturzugkühltürme, die bis zu 200 Meter hoch sein können. Der Luftzug wird durch Ventilatoren erzeugt, was sie von Zellenkühlern unterscheidet, die deutlich niedriger und kompakter sind.

    Ventilatorkühltürme werden oft eingesetzt, wenn die Bauhöhe durch die Nähe zu Wohnbebauung oder den Schutz des Landschaftsbilds begrenzt ist. Sie können für Kühlwasserkreisläufe zwischen 25.000 und 200.000 m³/h verwendet werden.

    Ein Vorteil von Ventilatorkühltürmen ist, dass sie auch in Ortschaften gebaut werden können, da sie im Gegensatz zu den höheren Naturzugkühltürmen keine optisch bedrängende Wirkung haben und keine massive Verschattung verursachen.

    Wichtige Aspekte von Ventilatorkühltürmen:

    • Höhe von 34-100 Metern
    • Der Luftzug wird durch Ventilatoren erzeugt
    • Eingesetzt, wenn die Bauhöhe begrenzt ist
    • Verwendet für Kühlwasserkreisläufe zwischen 25.000 und 200.000 m³/h
    • Kann in Ortschaften gebaut werden, ohne optisch bedrängende Wirkung zu haben.

    Hybridkühltürme

    Hybridkühltürme sind eine innovative Lösung für die Kühlung von Wärmeerzeugern, die sowohl den Vorteil eines Ventilatorkühlturms als auch eines Naturzugkühlturms vereint. Mit einer Höhe von 42-65 Metern sind sie niedriger als Naturzugkühltürme, die bis zu 200 Meter hoch sein können. Der Luftzug wird wie bei Ventilatorkühltürmen mit Ventilatoren erzeugt, jedoch ist ein Wärmeübertragerpaket (Trockenteil) eingebaut, das bei Ventilatorkühltürmen fehlt.

    Im Normalbetrieb wird das warme Kühlwasser im Nassteil (untere Ebene) des Hybridkühlturms verrieselt. Der Trockenteil dient ausschließlich der Schwadentrocknung und trägt nur einen kleinen Teil zur Gesamtkühlleistung des Kühlturms bei. Durch die Verwendung der Ventilatoren und des Wärmeübertragerpakets wird die Luft erwärmt und in den gesättigten Kühlturmschwaden eingeleitet, wodurch es zu einer vollständigen Auflösung des sichtbaren Kühlturmschwadens kommt.

    Hybridkühltürme werden überwiegend dort eingesetzt, wo niedrige Bauhöhen und eine geringe Verschattung, meist in der Nähe von Wohnbebauung, gefordert werden. Eine Rauchgaseinleitung in Hybridkühltürme ist unüblich.

    • Höhe: 42-65 Meter
    • Kombination aus Ventilatorkühlturm und Naturzugkühlturm
    • Wärmeübertragerpaket (Trockenteil) eingebaut
    • Schwadentrocknung und Verschiebung des Sättigungspunktes
    • Einsatz in Gebieten mit niedriger Bauhöhe und geringer Verschattung
    • Keine Rauchgaseinleitung

     

    Inspektion von Kühltürmen bei einem Kernkraftwerk

    Welche Schäden treten an Kühltürmen auf?

    Je nach Kühlturmart und ggf. eingeleiteten Abgasen weisen die Anlagen ganz unterschiedliche Schadensbilder auf. 

    • Risse und Bewehrungskorrosion im Bereich der Kühlturmkrone, die zu Betonabplatzungen und Gefährdungen für Mitarbeiter führen kann
    • Blitzeinschläge, die die Sicherheit des Kühlturms beeinträchtigen können
    • Alterung des Kühlturms durch Witterung, Prozessdämpfe, saures Kondensat und biogene Folgeprodukte
    • Schwierigkeiten bei der Inspektion aufgrund von fehlender Zeit, schwer zugänglichen Bereichen und hohen Kosten für Steiger, Kletterer und Gerüste
    • Gefahr von Legionellen-Infektionen bei manuellen Inspektionen

    Ursächlich sind:

    • Witterungseinflüsse
    • Prozessbedingte Dämpf (saure Kondensate, Folgeprodukte)
    • Alterung
    • Blitzeinschläge
    • Unregelmäßige oder fehlende Wartung.

    Ein Kühlturm besteht aber nicht nur aus dem Bereich der von außen sichtbar ist sonder auch aus der Kühlturmtasse und natürlich der Zuleitung von Prozesswasser.

    Bewehrungskorrosion an einem Ventilatorkühlturm

    Inspektion von Kühltürmen / Verdunstungskühlanlagen mit Drohnen

    Bei der Inspektion von Kühltürmen können wir sowohl die schwer erreichbaren Bereiche bis hin zur Kühlturmkrone per Drohne in Augenschein nehmen, also auch die Innenbereiche (während kurzer Stillstände).

    Die Unterwasserbereiche wie die Kühlturmtasse und ggf. Zuleitungen können wir mit unserer Unterwasserdrohne ebenfalls inspizieren und deren Zustand dokumentieren.

    Wir auch während kurzer Stillstände den Grad der Sedimentierung / Verschmutzung per Sonar feststellen.

    Was wie insgesamt dokumentieren können:

    • Schäden an Beton
    • Bewuchs in Außen- und Innenbereichen
    • Vorhandensein von Blitzschutz
    • Ablagerungen, Abplatzungen
    • Sedimentierung, Schäden an der Kühlturmtasse
    Juliana bei der Kühlturminspektion

    Wie sieht es eigentlich mit Legionellen in Kühltürmen & Verdunstungskühlanlagen aus?

    Vorab, wir bieten keine Leistungen im Bereich der Kühlturmdesinfektion und Reinigung an. Die Inspektion von Kühltürmen soll einen nahtlosen und sicheren Betrieb der Anlage gewährleisten und genauso ist es mit der Desinfektion der Anlagen. Dafür gibts aber Spezialisten.

    Einiges zu den Hintergründen:

    1. Aerosol-Emissionen aus Kühlanlagen mit offener Verrieselung des Kühlwassers können Legionellen-Epidemien auslösen.
    2. In Folge einer Legionellen-Epidemie 2014 in Jülich erkrankten 60 Menschen, von denen zwei starben.
    3. In Ulm/Neu-Ulm erkrankten im Jahr 2010 65 Menschen, fünf davon kamen zu Tode.
    4. In aktuellen Untersuchungen wurde festgestellt, dass Legionellen im Kreislaufwasser von Kühltürmen und Verdunstungskühlanlagen weit verbreitet sind.
    5. Das Risiko und die Verantwortung für Schäden durch Unwissenheit trägt der Anlagenbetreiber.
    6. Im Januar 2015 veröffentlichte der Verein Deutscher Ingenieure (VDI) die Richtlinie 2047-2 “Sicherstellung des hygienegerechten Betriebs von Verdunstungskühlanlagen”, die plane- rische, bauliche, technische und organisatorische Anforderungen für den hygienisch einwandfreien Betrieb von Kühltürmen und Verdunstungskühlanlagen definiert.
    7. Im 1. Halbjahr 2017 tritt die 42. Bundes-Immissionsschutzverordnung (BImSchV) in Kraft, die Anlagenbetreiber verpflichtet, rechtlich relevante Maßnahmen für einen hygienisch einwandfreien Betrieb durchzuführen, einschließlich regelmäßiger Untersuchungen des Kreislaufwassers und Inspektionen der gesamten Anlage.
    8. Anlagenbetreiber müssen die für Leben und Gesundheit ausgehenden Gefahren ihrer Anlagen beurteilen und sich an die Anforderungen der Biostoffverordnung und Gefahrstoffverordnung im Umgang mit gefährlichen Biostoffen und der Zugabe von Chemikalien in das Kreislaufwasser halten.
    9. Die VDI 2047-2 und die 42. BImSchV ergänzen und konkretisieren die Anforderungen für Verdunstungskühlanlagen auf technischer Ebene und erleichtern damit die Umsetzung hygienischer Anforderungen.
    Inspektion von Ventilatorkühltürmen per Drohne

    FAQ zu Kühltürmen

    Klassische Schäden wie Abplatzungen und Risse an den Schalen entstehen durch Blitzeinschläge, ebenso wie durch thermische und meteorlogische Belastungen oder Bewuchs durch Algen und saures Kondensat. In der Konsequenz leidet der Beton und die Bewehrung fängt an zu korrodieren. Was macht die Inspektion von Kühltürmen per Drohne besonders? Unsere Inspektion verzichtet auf Gerüste, Arbeitsbühnen oder Kletterer und ist deshalb sicher, preiswert und schnell. Dazu liefern wir eine komplette Dokumentation. Bei der Inspektion von Kühltürmen per Drohne ist die Dokumentation und spätere Zuordnung von Schäden schnell und einfach erledigt, da wir zusätzlich zu den reinen Bildern und Videos auch die Flughöhe der Drohne und die Ausrichtung der Kamera aufzeichnen und unter Umständen auch 3D Modell des Kühlturm anfertigen können.

    – Oberflächenbeschaffenheit (Beton, Mauerwerk, Fugen, Ziegel, Stahl) – Einbauten, Verstrebungen und Verschraubungen – Anbauten wie Arbeitsbühnen, Leiter, Blitzschutz – Flughindernissbefeuerung

    Ganz grundsätzlich eigenet sich die Inspektion per Drohne für alle Arten von Kühltürmen. Je nach Bauart bzw. Art der Anlage stehen unterschiedliche Schwerpunkte bei der Erkennung von Schäden im Mittelpunkt. Sprechen Sie uns an!

    Bei der klassischen Inspektion von Kühltürmen kommen je nach Größe und Bauart entweder Arbeitsbühnen, Gerüste oder Kletterer zum Einsatz um sich einen Überblick über den Zustand vom Beton oder auch über Einbauten bsp. bei Ventilatorkühltürmen zu machen. Bei manchen Anlagen spielt auch die Inspektion unter Wasser, beispielsweise im Ansaugbereich der Pumpen eine Rolle. (Machen wir auch per Unterwasserdrohne)

    1. Geringere Sach- und Personalkosten bei der Inspektion von Kühltürmen per Drohne
    2. Verzicht auf eine bemannte Befahrung bsp. per Kran oder Hubarbeitsbühne
    3. Verzicht auf Gerüste und Kletterer
    4. Bessere Erkennung und Dokumentation von Schäden am Kühlturm
    5. Maximale Sicherheit für Ihre Mitarbeiter
    6. Dank hochauflösender Bilder – optimale Erkennung und Beurteilung von Schäden
    7. Deutlich verkürzte Inspektionszeiten und schnellere Wiederinbetriebnahme der Kühltürme (teilweise ist auch eine Inspektion während des Betriebs möglich)
    8. Sehr effizient

    Grundsätzlich kommt eine Inspektion per Drohne immer dann infrage, wenn Defekte vermutet werde. Beispielsweise bei herumliegenden Betonteilen oder nach Gewittern wenn Blitzeinschläge vermutet werden, oder wenn Schäden bereits vom Boden aus sichtbar sind.

    Hochauflösende Bilder liefern die Grundlage für eine aussagekräftige Kühlturminspektion. Unsere Inspektionswerkzeuge sind imstande diese Aufnahmen zu machen und eine spätere Zuordnung durchführen zu können. Folgende Schäden können wir identifizieren:

    • Erkenntnisse über den Allgemeinzustand des Kühlturm
    • Detaillierte Begutachtung der Kühlturmkrone
    • Detaillierte Betrachtung vom Abplatzungen durch Bewehrungskorrosion
    • Inspektion von Einbauten bzw. des Ventilator
    • Inspektion unter Wasser per Unterwasserdrohne: Erkennung von Sediemten, Defekten an Beton etc.

    Die Drohneninspektion von Kühltürmen ermöglicht eine schnelle Erkennung und Dokumentation von Schäden aus jeder erdenklichen Perspektive. Defekte können so möglichst früh behoben werden und erübrigen teure Folgekosten durch zu späte Instandhaltung. Unsere vollständige Dokumentation ermöglicht ein späteres Wiederauffinden der aufgezeichneten Schäden und eine Beobachtung über längere Zeiträume hinaus.