Kurzfassungen - VGB PowerTech Journal 3/2008

Die Erfolgsstory der Braunkohleverstromung in der Lausitz

Heinrich Breuer

Die Verwendung der Braunkohle zur Stromerzeugung blickt auf eine erfolgsgeprägte Geschichte in der Lausitz zurück. Zu Beginn des letzten Jahrhunderts war es die Verfügbarkeit von Primärenergie, die die Lausitz für die Industrie interessant werden ließ und damit die Braunkohleverstromung vorantrieb. Der heutige Stand der Technik verdeutlicht, in welchem Umfang in den vergangenen 100 Jahren Erfahrungen gesammelt worden sind. Die Kraftwerksleistung konnte kontinuierlich gesteigert werden und hat heute eine Größe erreicht, die technisch und wirtschaftlich sinnvoll betrieben und vermarktet werden kann.


KOMET 650 – Kohlebefeuerte Kraftwerke mit Dampftemperaturen bis zu 650 °C

Helmut Meyer, Dieter Erdmann, Peter Moser und Sabine Polenz

In einer in Europa einzigartigen Testanlage wurden Werkstoffe für kohlebefeuerte Dampfkraftwerke bis zu einer Temperatur von 650 °C untersucht. In diesem über 10-jährigen Feldversuch unter dem Acronym „KOMET 650“ sind die Werkstoffe bis an ihre Grenzen belastet und realistischen Kraftwerksbedingungen ausgesetzt worden. Die gewonnenen Erkenntnisse und Daten können für den Bau der neuen Kraftwerksgeneration mit Temperaturen über 600 °C und für die schon im Betrieb befindlichen 600-°C-Kraftwerke genutzt werden. Auch in Kraftwerken mit höchsten Prozessparametern (700 °C/350 bar) läuft eine Vielzahl von Bauteilen im untersuchten Temperaturbereich, sodass auch hier die Ergebnisse genutzt werden können.


KOMET 650 – Untersuchungen des Betriebsverhaltens von Kesselwerkstoffen sowie deren Schweißverbindungen bei Temperaturen bis 650 °C

Ralf Uerlings, Udo Bruch† und Helmut Meyer

Die Ergebnisse der im Rahmen des Verbundforschungsprojekts KOMET 650 getesteten Überhitzerwerkstoffe unter betriebsrelevanten Bedingungen werden beschrieben. Zur Bewertung des wasserdampfseitigen Oxidationsverhaltens sowie der Gefügecharakterisierung wurden insgesamt vier artgleiche Testschleifen mit insgesamt 10 Werkstoffen, bestehend aus den Werkstoffgruppen martensitische Stähle, austenitische Stähle, Nickelbasislegierung sowie Schweißverbindungen, im Kraftwerk Westfalen, Block B, eingebaut und nach dem Einsatz metallographisch untersucht. Anhand der Untersuchungsergebnisse erfolgt eine Ableitung der Einsatzgrenzen der getesteten Werkstoffe.


KOMET 650 – Erprobung von Materialien für den Einsatz in Dampfturbinen bei Temperaturen bis 650 °C

Reinhard Knödler, Stefan Straub und Brendon Scarlin

Die Ergebnisse der Auslagerung von Materialien für Dampfturbinen bei erhöhten Dampftemperaturen in zwei Werkstoffmodulen der KOMET-650-Testanlage werden dargestellt. Ferritisch/martensitische Stähle mit 9- bis 12 % Cr sowie Austenite und Ni-Basislegierungen wurden untersucht. Einige experimentelle Beschichtungen auf niedriglegiertem Cr-Stahl wurden zudem geprüft. Die Erkenntnisse werden es ermöglichen, fortschrittliche Kraftwerke bei höheren Temperaturen zu bauen.


KOMET 650 – Betriebserfahrungen mit Regelarmaturen im Hochtemperaturbereich

Olaf Tebbenhoff, Dierk von Nordheim, Jochen Saß und Ingo Balkowsi

Welland & Tuxhorn AG hat im Rahmen des Forschungsprojektes KOMET 650 den Bereich der Regelarmaturen vertreten. Umfangreiche experimentelle und nummerische Untersuchungen an Regelventilen zur Langzeitbeständigkeit und Betriebssicherheit wurden durchgeführt. Ein Ergebnis für die Auslegung von hoch beanspruchten Ventilen ist, dass neben der Materialauswahl auch konstruktiv geeignete Ausführungsvarianten berücksichtigt werden müssen, um dauerhaft zuverlässige und betriebssichere Armaturen bereitzustellen.


KOMET 650 – Ergebnisse des Betriebsverhaltens der eingesetzten Rohrwerkstoffe sowie Bewertung der Auslegungskonzeption im Hinblick auf die gängigen Regelwerke

Peter Körner, Gereon Lüdenbach, Helmut Meyer, Konrad Peters und Ulrich Reiners

Im KOMET-650-Teilprojekt „Großrohrteststrecke“ wurde das Verhalten der Rohrleitungsbauteile aus unterschiedlichen Werkstoffen (P 92, E 911, AC 66, 1.4910 und IN 617) und deren Schweißverbindungen hinsichtlich ihres Relaxations- und Kriechverhaltens untersucht. Die Instrumentierung der Rohrleitung mit Kraft-, Weg- und Dehnungsaufnehmern ermöglichte eine Rekonstruktion der durch die stattgefundenen Relaxationsvorgänge verursachten Spannungsumlagerungen. Darüber hinaus sind Gefügeuntersuchungen durchgeführt worden. Detailergebnisse für die untersuchten Werkstoffe werden diskutiert.


Das Kraftwerk Torrevaldaliga: Eines der weltweit umweltschonendsten und effizientesten kohlebefeuerten Kraftwerke

Leonardo Arrighi, Sauro Pasini, Antonio Dentini, Gian Maria Guardiani und Matteo Toschi

Enel entschied sich vor dem Hintergrund der Marktliberalisierung für die Umstellung des Kraftwerks Torrevaldaliga-Nord von Öl- auf Kohlefeuerung. Das neue Kraftwerk besteht aus drei kohlebefeuerten Blöcken mit einer Gesamtkapazität von rund 1980 MW. Auch im internationalen Vergleich zählt dieses Projekt unter anderem hinsichtlich des Wirkungsgrades und der Umweltschutzmaßnahmen zu den ambitioniertesten und fortschrittlichsten Vorhaben. Mit dem Umbau wurde im März 2004 begonnen. Der erste Block wird Ende 2008 in den kommerziellen Betrieb überführt.


Tray – Absorberprinzip für REA-Neuanlagen und –Nachrüstung

Gerald Heinze und Helmut Welp

Die an den Standorten Boxberg, Block R, Moorburg A und B, sowie an der Pilot-Anlage Oxyfuel/ Schwarze Pumpe der Vattenfall Europe Generation AG & Co. KG eingesetzten Rauchgasentschwefelungsanlagen werden dargestellt. Die Besonderheiten des eingesetzten Babcock-&-Wilcox-Absorbersystems gegenüber dem konventionellen, offenen Einkreiswäscher zur Rauchgasentschwefelung sind ein Schwerpunkt.


Verbesserung der SO2-Abscheidung durch Wall Rings und fortschrittliche CFD-Modellierung – die REA im Kraftwerk Megalopolis

Johann Hofelsauer, Winfried Notter, Lucca Marocco, Maria Agalioti und Paul Leoussis

Im Rahmen verschiedener Verbesserungsmaßnahmen wird der Kraftwerk-Megalopolis-SES-Block III (Griechenland) mit einer REA nachgerüstet, um die Emmissionswerte der LCP 2001/ 80/EC einzuhalten. Eine CFD-Modellierung erfolgte, um Gas, Flüssigkeit und SO2-Verteilung im Wäscher nachzuweisen, mit dem Ziel, eine optimale SO2-Abtrennung zu erreichen. Die Ergebnisse der CFD-Studie mit fluiddynamischer Optimierung der Düsenanordung einschließlich der Wall-Ring-Positionierung werden vorgestellt.


Flammlose Verbrennung von Kohle zur Reduktion von Stickoxiden

Hannes Stadler, S. Tschunko, Malte E.C. Förster, Reinhold Kneer und Christian Fielenbach

Das von der Gasverbrennung bekannte Konzept der Rauchgasrezirkulation zur Reduktion von Stickoxidemissionen wird auf Kohlenstaubflammen adaptiert. Ziel ist es, auch bei kohlebefeuerten Prozessen auf eine aufwändige Rauchgasnachbehandlung in DENOX-Anlagen verzichten zu können. Experimente zeigen die Anwendbarkeit der Technik sowohl bei der Verbrennung von Braunkohle als auch von Steinkohle.


Verbesserte Feinstaub- und Quecksilberabscheidung durch den Emissions-Agglomerator der Firma Indigo Technologies

Rod Truce

Feinstaub ist ein Gesundheitsrisiko. Der vorgestellte Emissions-Agglomerator verbessert die Feinstaubabscheidung, indem die sehr feinen Partikel an größere Partikel gebunden werden. Sie können von herkömmlichen Rauchgasreinigungsanlagen mit z. B. E-Filter, Gewebefilter, Wäscher und Zyklonen wesentlich einfacher und effektiver abgeschieden werden. Der Agglomerator erhöht zudem die Quecksilberabscheidung, die z. B. aktuell in den USA durch Umweltschutzauflagen gefordert ist.


Kraftwerkskonzepte mit Kohlendioxidabtrennung – Einfluss des Integrationsgrades der Luftzerlegungsanlage auf die IGCC-Performance und den Gasturbinenbetrieb

Mathias Rieger, Robert Pardemann, Hardy Rauchfuß und Bernd Meyer

Kraftwerkskonzepte mit Kohlendioxidabtrennung sind eine vielversprechende Option zur nachhaltigen Reduzierung von Treibhausgasemissionen. Die Modellierung und Simulation eines IGCC-Kraftwerkskonzeptes mit CO2-Abtrennung werden exemplarisch beschrieben. Besonderer Schwerpunkt sind die thermodynamischen Effekte der Integration der Luftzerlegungsanlage in den Gasturbinenprozess. Simulationsergebnisse werden technologisch und hinsichtlich des Wirkungsgradeinflusses auf den Kraftwerksprozess vorgestellt.


Sicherheitsphilosophie im Bereich wasserstoffgekühlter Generatoren und deren Zusatzanlagen

Klaus Langenbacher, Gerd Mundinger und Severin Wälchli

Festlegung des Explosionszonenabstandes (Ex-Abstand) und Klassifizierung der Ex-Zone im unmittelbaren Bereich von wasserstoffgekühlten Turbogeneratoren und den zugehörigen Generator-Zusatzanlagen zur Erhöhung der Betriebssicherheit werden vorgestellt. Basis für die Festlegung des Ex-Abstandes sind Ergebnisse umfangreiche Testreihen. Anhand der Störfallleckrate wird mittels CFD-Simulation die Strahlausdehnung des nicht mehr zündfähigen Strahlgemisches zur Festlegung der Ex-Zone ermittelt.