Kurzfassungen - VGB PowerTech Journal 3/2009

CO2-Abscheidung und -Speicherung im Spannungsfeld wirtschaftlicher, technischer und politischer Herausforderungen

Bernhard Fischer, Jörg Kruhl und Peter Radgen

Die zukünftige Energieversorgung steht aufgrund der anthropogenen Treibhausgasemissionen vor enormen Herausforderungen. Effiziente zukunftsfähige Kohlekraftwerke sind dabei ein entscheidender Baustein im zukünftigen Energieversorgungsmix. Forschung und Entwicklung. Die Demonstration der 700-°C-Technologie, die Erprobung unterschiedlicher Rauchgaswäscheverfahren zur CO2-Abscheidung in Pilotanlagen sowie die nachfolgende Demonstration CO2-armer Kraftwerke sind dazu wichtige Schritte.

50plus – mit Volldampf zum Kohlekraftwerk der Zukunft

Andreas Willrodt und Helmut Tschaffon

Als erstes Unternehmen weltweit plant E.ON Kraftwerke im Rahmen der Technologieinitiative „innovate.on“ ein Steinkohlekraftwerk mit über 50 % Wirkungsgrad am Standort Wilhelmshaven. Das Demonstrationskraftwerk mit einer Leistung von 550 MW soll 2014 in Betrieb gehen. Der hohe Wirkungsgrad erfordert insbesondere eine Frischdampftemperatur von 700 °C bei einem entsprechenden Druck von 350 bar. Mit Nickel-Basis-Werkstoffen sollen die erhöhten Festigkeitsanforderungen der 700-°C-Technologie gelöst werden.

Stand der Planungen für Dampferzeuger der 800-MW-Klasse

Michael Schütz, Rolf Hauk und Georg-Nikolaus Stamatelopoulos

RWE Power plant im Rahmen seines Kraftwerks-Erneuerungsprogramms die Errichtung und den Betrieb eines 2  800-MW-Kraftwerks in Westfalen, Deutschland, und Eemshaven/Niederlande. Die eingesetzte Technologie und die Größe wurden nach technischen und wirtschaftlichen Kriterien optimiert. Für diese Anlagen ist ein breites Brennstoffband auf Grundlage importierter Steinkohle und von Zusatzbrennstoffen festgelegt. Dampfdruck und -temperatur werden auf die dem heutigen Stand der Technik entsprechenden Werte angehoben. Dabei ist unter anderem der Einsatz austenitischer Werkstoffe mit hohem Chromgehalt zwingend erforderlich.

Einsatz eines innovativen Messverfahrens für Schwermetalle in nassen Rauchgasen hinter Rauchgasentschwefelungsanlagen

Johannes Mayer und Hans-Jürgen Dieckmann

Bei der Mitverbrennung von Abfällen und Klärschlamm in kohlebefeuerten Kraftwerken sind gemäß 17. BImSchV unter anderem die Schwermetall-emissionen zu ermitteln. Das angewandte Probenahmeverfahren nach DIN EN 14385 wurde zur Optimierung auf der Basis von VGB-Forschungsergebnissen modifiziert, indem ein im Rauchgaskanal liegendes Partikelfilter (In-stack-Filtration) auf eine Temperatur deutlich oberhalb des Säuretaupunktes beheizt und temperaturgeregelt wurde. Vergleichsmessungen mit dem Standard-Referenzverfahren zeigten insgesamt niedrigere Bestimmungsgrenzen bei besserer Reproduzierbarkeit sowie den Ausschluss von Falsch-Positiv-Befunden.

Rückgewinnnung von Prozesswasser aus Kühlturmabläufen

Andreas Wied und Axel Haake

Aufgrund von innovativen Verfahrenstechniken sind Aufbereitungs- und Recyclingkonzepte für Abwässer inzwischen nicht nur technologisch, sondern auch betriebswirtschaftlich überaus interessant. Vorgestellt wird die Wasserwiederverwendung im Kraftwerksbereich anhand eines von WAT-membratec® GmbH realisierten Projektes zur Wiederverwendung von Abwasser aus Kühlturmabläufen. Ziel der Aufbereitung im Projekt ist es, das Abwasser aus Kühlturmabläufen zu reinigen und zu entsalzen, um es dann als Zusatzwasser für die im Kraftwerk vorhandene Kesselspeisewasseranlage einzusetzen. Die Anlage besteht hauptsächlich aus einer Membrananlagenkonzeption mit Ultrafiltration und nachgeschalteter Umkehrosmose.

Automatische Qualitätssicherung der On-line-Analyse im Wasser-Dampf-Kreislauf am Beispiel einer Anlagenerneuerung im Kraftwerk Ensdorf

Thomas Brück und Pedro Isliker

Die Anforderungen an analytische Systeme sind erheblich gestiegen. Dadurch hat sich die Qualitätssicherung vor allem in den Bereichen Auswertung, Überwachung, Hardwareüberprüfung und Signalübertragung erheblich weiterentwickelt. Im Kohlekraftwerk Ensdorf wurde moderne qualitätsgesicherte Analysentechnik zusammen mit einer Anlagenerneuerung in einem Container installiert. Als besondere Innovation dieser Anlage gilt ein lokal installierter Rechner mit einem Qualitätssicherungsprogramm. Auf diesen kann auch von externer Stelle zugegriffen werden, sodass die Informationen auch der Kraftwerksleittechnik zur Verfügung stehen.

Neue Herausforderungen für die Deponierung des Rauchgasentschwefelungsproduktes am Kraftwerksstandort Dürnrohr

Gerald Kinger, Manuela Dissauer, Christine Faustmann und Werner Schöngrundner

Im Kraftwerk Dürnrohr/Österreich wird eine Rauchgasentschwefelungsanlage nach dem Sprühabsorptionsverfahren betrieben. Das Entschwefelungsprodukt wird am Kraftwerksgelände deponiert. Nach Inkrafttreten der neuen Deponieverordnung und damit der Umsetzung der EU-Abfallrichtlinien (1999/31 und 2006/12) in nationales Recht war der Weiterbetrieb der Deponie nicht mehr möglich. Eine neue Deponie – entsprechend den neuen Vorgaben – wurde, als erstes Projekt nach der neuen Deponieverordnung in Österreich überhaupt, geplant und beantragt.

Entfernung von SN-Verbindungen aus REA-Abwasser durch Nitrilyse

Erik Flemming Smitshuysen, Niels Ole Knudsen und Folmer Fogh

Die Bildung von Sulfonat-(SN-)Verbindungen ist ein integrierter Teil der Oxidationschemie in nassen Rauchgasentschwefelungsanlagen (REA). Sie trägt allerdings zur ungewollten Stickstofffracht des Abwassers bei. Elsam, jetzt Teil der Vattenfall A/S und DONG Energy Power, hat ein Verfahren zum Abbau der SN-Verbindungen entwickelt. Das Verfahren umfasst eine säuerliche Hydrolyse der SN-Verbindungen zu Sulfaminsäure, die mit einer Nitritlösung zur Abgabe von Stickstoff und Sulfat erfolgreich aufbereitet wird – bezeichnet als Nitrily se.

Lithiumhydroxid – Eine erfolgversprechende Alternative bei der fixen Alkalisierung von Kesselanlagen

Eva-Maria Graß und Ullrich Teutenberg

Die chemische Betriebsführung des Gasturbinen-Heizkraftwerks Dresden Nossener Brücke wird vorgestellt. Insbesondere werden die Erfahrungen und Ergebnisse verschiedener Alkalisierungen des Wasser-Dampf-Kreislaufes zusammengefasst. Mit Inbetriebnahme der Anlage 1995 erfolgte die fixe Alkalisierung mit Natronlauge und die flüchtige Alkalisierung mit Ammoniak. Nach Problemen Ende 1995 erfolgten ein Beizen der Abhitzekessel und die Umstellung auf AVT-Fahrweise. Aufgrund weiterer Probleme wurde die AVT-Fahrweise endgültig beendet. Seitdem werden die Abhitzekessel mit Ammoniak und Lithiumhydroxid konditioniert. Diese Fahrweise ist zufriedenstellend.

Organische Kesselspeisewasseradditive auf Basis filmbildender Amine

Wolfgang Hater und David Olivet

Filmbildende Amine werden seit einigen Jahrzehnten erfolgreich zur Kesselspeisewasserbehandlung, insbesondere auf dem Gebiet der Industriekraftwerke, eingesetzt. Die Ergebnisse neuer Untersuchungen zu den Eigenschaften und die Resultate aus einem Betriebsversuch sollen dazu beitragen, die Wissenslücken über filmbildende Aminen zu schließen, sodass diese Technologie in den entsprechenden Richtlinien zur Behandlung von Dampferzeugern aufgenommen werden kann. Ergebnisse eines Betriebsversuches in einem Heizkraftwerk werden vorgestellt.

Einfluss korrosiver Bedingungen auf die Eigenschaften feuerfester Werkstoffe in Anlagen der thermischen Abfallverwertung

Thomas Tonnesen und Rainer Telle

Das Korrosionsverhalten verschiedener feuerfester Materialien in unterschiedlichen Anlagenbereichen zur thermischen Abfallverwertung wird vorgestellt. Die Oxidationsbeständigkeit feuerfester SiC-Werkstoffe wurde anhand einer standardisierten Prüfungsmethode nach ASTM ermittelt. Experimente belegen eine sehr gute Oxidationsbeständigkeit hinsichtlich der Formstabilität und eine geringe Volumenzunahme der Werkstoffe. Weiter werden Heißgas-Korrosions-Experimente von SiC-Mörteln und die Auswertung von Schlacken-Korrosionstests von hochtonerdehaltigen Steinen nach Einsatz im ungekühlten Einlaufbereich einer Müllverbrennungsanlage vorgestellt.

Condition Monitoring der Turbinen und Generatoren klar! Aber was ist mit den Nebenaggregaten?

Roland Schuhmann

Mit erheblichem Aufwand, sowohl was die Hard- als auch Software betrifft, werden die großen zentralen Maschinensätze in Kraftwerken und in der chemischen Industrie auf ihren Zustand hin überwacht. Bei Nebenaggregaten, bei denen diagnostische Inspektionsmethoden praktikabel sind, werden solche Überwachungssysteme häufig nicht optimal genutzt. Hier ist Potential identifizierbar, um die Instandhaltung der Anlagen effizienter zu gestalten. Aus der Sicht der BASF Ludwigshafen wird einen Überblick zu diesen diagnostischen Möglichkeiten gegeben.

VGB-Merkblatt M 216 H: Empfehlungen zur Auslegung und Beschaffenheit abfallbefeuerter Dampferzeuger

Gerold Wittek und Ulrich Schirmer

Der VGB-Arbeitskreis „Thermische Abfallverwertung“ betreut u.a. das Merkblatt M 216, welches unter dem neuen Titel „Empfehlungen zur Auslegung und Beschaffenheit abfallbefeuerter Dampferzeuger“ zur Zeit grundlegend überarbeitet wird. Der inhaltliche Aufbau des Merkblattes und der aktuelle Stand der Bearbeitung werden zusammengefasst. Das neu gefasste Merkblatt richtet sich an Besteller und Lieferer von abfallbefeuerten Dampferzeugern und beschreibt die für abfallbefeuerte Dampferzeuger typischen Beschaffenheitsmerkmale.

Theoretische Betrachtungen der mechanischen Verformungen und Spannungen in vorgeformten feuerfesten Zustellungen

Sascha Krüger und Michael Beckmann

Vorgeformte Zustellungen (z. B. SiC-Rohrwandplatten) finden aufgrund ihrer widerstandsfähigen Eigenschaften Einsatz in Verbrennungsanlagen für Abfälle und Ersatzbrennstoffe. Bei der thermischen Belastung des Wandaufbaus können material- und konstruktionsbedingt Spannungen und reversiblen Verformungen auftreten. Eine Konstruktion, die eine freie Verformung der Bauteile ermöglicht, kann den Aufbau von Spannungen effektiv vermeiden. Mit Hilfe mathematischer Modelle können Spannungen und Verformungen sowohl der keramischen Platte als auch eines Verbundsystems aus metallischer Membranwand und keramischer Platte für stationäre Betriebszustände dargestellt werden.