Editorial - VGB PowerTech Journal 10/2017

Mittendrin statt nur dabei.

Analytische Instrumente als Werkzeug des Chemikers.

Als ich in den frühen neunziger Jahren erstmals an der damaligen „Speisewassertagung“ des VGB teilnahm, standen wir Instrumenten-hersteller am Rande der Konferenz. Man hatte einen Stand, zeigte seine Produkte, aber in den Plenarsaal ging man kaum. Instrumente zur Messung von Leitfähigkeit, pH und gelöstem Sauerstoff wurden in zahlreichen Prozessen eingesetzt. Kaum ein Hersteller wusste um die spezifischen Anforderungen der Kraftwerkschemiker. Die Industrie gab sich damit zufrieden. In zahlreichen Fällen wurden Prozessmessungen den Leittechnikern überlassen. Die Chemiker kümmerten sich um das Labor und allfällige Prozess-Analysatoren für Natrium und Kieselsäure. Interessanterweise gibt es bei den Instrumentenherstellern zwei Gruppen. Die einen kommen aus der Leit-technik und bieten hauptsächlich Messumformer mit Sensoren an. Die anderen haben ihren Ursprung in der Analysetechnik. Inzwi-schen haben alle ihr Angebot vervollständigt. Es sind allerdings auch zahlreiche Hersteller verschwunden.

Innovationen zur Prozessanalytik kamen nicht von Instrumentenherstellern sondern aus der Praxis im Kraftwerk. Beispiele sind elekt-rische Leitfähigkeit nach stark saurem Kationentauscher, entgaste Leitfähigkeit und der aus der Differenz der direkten und der Säure-leitfähigkeit berechnete pH-Wert. Es hat Jahrzehnte gedauert bis die Innovationen der Kraftwerkschemiker von den Herstellern erkannt und in betriebsfertige Instrumente umgesetzt wurden. Heute sind integrierte Systeme zur Messung von Säureleitfähigkeit und Leitfähigkeit nach Entgasung bei zahlreichen Anbietern zu haben. Die Zuverlässigkeit und Wartungsfreundlichkeit der komplexeren Geräte für Kieselsäure und Natrium wurde beträchtlich verbessert. Auf den neuen Gerätegenerationen basiert schließlich auch der VGB-Standard-S-006-00;2012-09 mit den Empfehlungen zu Probenahme und Instrumentierung. Bei der Erarbeitung dieser Richtlinie saßen die Instrumentenhersteller mit am Tisch. Heute stehen Entwickler von Analysegeräten in ständigem Dialog mit den Kraftwerk-schemikern. Mittendrin statt nur dabei.

Allerdings besteht noch eine beträchtliche Lücke. Bei Neubauten, Umbauten und Maßnahmen zur Ertüchtigung von Kraftwerken herrscht ein starker Wettbewerb. Zeit- und Kostendruck bei den Anbietern sind groß und zunehmend fehlt auch die Kompetenz zum Thema Wasserchemie. Da die Analytik und Probenaufbereitung als Kostenblock insgesamt einen bescheidenen Teil ausmacht, wird ihr keine große Aufmerksamkeit zuteil. Wir haben schon erlebt, dass der Budgetposten schlicht vergessen ging. Die Auslagerung der Be-schaffung in Drittländer hat nicht zur Qualität der technischen Dokumente in Ausschreibungen beigetragen. Die Hersteller von Probenahme- und Analytik-Systemen müssen sich auf die Vorgaben in einer Ausschreibung verlassen, ohne die Möglichkeit, diese zu hinterfragen. Bei den Herstellern ist aber sehr viel Fachwissen vorhanden. Einige Anlagenbauer nutzen dieses Wissen und passen ihre technischen Anforderungen nach Rücksprache mit den Herstellern an. Damit beschränken sie Risiken und sparen Zeit und Geld.

Mittlerweile stehen dem Kraftwerkschemiker zuverlässige Geräte zur Prozessüberwachung der wesentlichen Parameter zur Verfügung. Verbesserungen sind bestimmt noch bei der Wartungsfreundlichkeit und den Unterhaltskosten möglich. Wünsche gibt es immer. Die Diskussion um Parameter wie gelöstes Eisen und Chlorid im Spurenbereich wird seit Jahrzehnten geführt. Bisher haben wir keine vernünftige Lösung gefunden. Die Suche geht aber weiter.

Im diesjährigen Programm der Tagung „Chemie im Kraftwerk“ nehmen die filmbildenden Amine breiten Raum ein. Die Frage der Analytik für diese Produkte ist bisher nicht im Vordergrund gestanden. Es gibt zwar Ansätze zur Prozessmessung bei den Herstellern der Konditionierungsmittel, aber bisher hat sich keine Methode durchgesetzt. Aus der Sicht des Analytikers sind zu viele Fragen offen. Angesichts der zahlreichen Produkte ist nicht klar, was genau im Prozess gemessen werden soll. Die chemische Zusammensetzung ist manchmal geheim. Außerdem sind Häufigkeit der Messung und Ort der Probenahme anwendungsabhängig. Darüber wissen wir noch zu wenig. Es ist wohl Aufgabe einer VGB-Arbeitsgruppe hier etwas Klarheit zu schaffen.

Industrie 4.0 wird auch vor dem Kraftwerk nicht haltmachen. Im engeren Bereich Kraftwerkschemie hat man schon früher versucht, mit Expertensystemen dem Chemiker die Arbeit zu erleichtern. Diese Art der Automatisierung hat sich nicht durchgesetzt. Wozu soll ein Computer dem Chemiker sagen, was er eh schon weiß? Dazu braucht es aber zuverlässige Daten sowohl für den Chemiker wie für den Automaten. Die notwendigen Informationen müssen zuverlässig und kontinuierlich verfügbar sein. Industrie 4.0 bedeutet die Automatisierung der einzelnen Messstellen und zwar von der Probennahme über den Sensor bis zur Datenübermittlung. Ohne verifizierte Messwerte sind alle nachgelagerten Prozesse sinnlos.

Die Herausforderungen der Zukunft lassen sich nur durch die Zusammenarbeit der beteiligten Akteure bewältigen. Die Arbeitsgruppen des VGB und die Kongresse sind dafür unabdingbar. Wir Spezialisten für Prozessmessungen wollen unseren Teil dazu beitragen. Mittendrin.