Ausgabe - VGB PowerTech Journal 3/2019

Chemie in der Stromerzeugung – Herausforderungen und Chancen

Christopher Weßelmann

Sicher, umweltgerecht, störungsfrei und wirtschaftlich sind die Anforderungen an den Betrieb in der Stromerzeugung. Einen Beitrag dazu zu leisten ist auch eine originäre Aufgabe und zugleich Anspruch der Kraftwerkschemie. Die Kraftwerkschemie gehört dabei zu den Wurzeln des VGB. Vor rund 100 Jahren führten Untersuchungen zur Aufklärung von Korrosionserscheinungen – dem Wechselspiel zwischen Medium und Werkstoff – und Fälle erheblicher Dampferzeugerkorrosionen zur Gründung des „Speisewasserausschusses“, der Keimzelle des heutigen VGB PowerTech. [weiter...]

„Autonomes Fahren“ der VE-Anlage Künstliche Intelligenz (KI) in der VE-Produktion

Dieter Mauer

Immer öfter ist das Ziel bei einer Neuplanung für eine VE-Anlage die menschenleer betreibbare Anlage. Gleichzeitig werden auch die Laborkompetenzen soweit wie möglich verringert. Dieser Diskrepanz kann nur entgegengetreten werden, wenn die Anlage selbst in die Lage versetzt wird, sich selbst zu analysieren, Fehlzustände selbst zu erkennen, den genauen Ort und die Herkunft des Fehlers zu benennen und dem Betreiber im Optimalfall sogar Lösungsvorschläge und Handlungsempfehlungen anzugeben. Genau dies ist die Aufgabe des neuen Mi-Vision-Analysesystems von MionTec. Es basiert auf Methoden der Künstlichen Intelligenz und kann aus sehr wenigen Messdaten komplexe Vorhersagen des Anlagenverhaltens bezogen auf jede einzelne Stufe der Anlage ermitteln. Es sagt Leitfähigkeit und pH nach jeder Stufe voraus und zeigt sie in Kurvenform ähnlich, wie es der Betreiber von seinem PLS gewohnt ist. Die Zielsetzung ist ein System, welches zusammen mit den Messdaten des PLS Vorhersage und Realität im Detail vergleicht und daraus Alterung, Komponentenfehler und Abweichungen so selbsttätig wie möglich feststellt und dem Betreiber benennt. Die autonome Reparatur ist wohl wirklich Vision, aber die regelmäßige Justierung des Regeneriermittelverbrauches auf die tatsächlich notwendigen Mengen ist schon jetzt möglich!

Versuch zum Einsatz filmbildender Substanzen im Kraftwerk Staythorpe

Andrew Mosley und Cheryl Tommons

RWE Generation UK hat in ihrem 1.735 MW (4 x 435 MW) großen GuD-Kraftwerk Staythorpe einen Versuch mit filmbildenden Substanzen durchgeführt. Zwei Substanzen wurden im Rahmen der Studie untersucht: ein Filmbildungsprodukt auf Aminbasis und ein Nicht-Amin-Produkt. Die filmbildenden Substanzen wurden als Ergänzung zu den bestehenden AVT (O) und phosphatbasierten Konditionierungsprogrammen der Anlage eingesetzt. Im Rahmen des Versuchs wurde eine umfangreiche Anlagenüberwachung durchgeführt, um die Wirkungen der filmbildenden Substanzen beurteilen und vergleichen zu können. Die Leistung der beiden Anlagen, die mit einem zusätzlichen Filmbildungskonditionierungsprogramm betrieben werden, wurde ebenfalls mit der Leistung der beiden Anlagen verglichen, die nur mit einem Basiskonditionierungsprogramm betrieben werden. Der Versuch stellte einige Herausforderungen in Bezug auf die Funktionsweise und Kontrolle des Programms für filmbildende Substanzen dar, nämlich die Dosisleistungskontrolle und die Analyse der Folgeprodukte. Die verschiedenen analytischen Techniken zur Bestimmung von Produktrückständen und Abbauprodukten werden empfohlen und die Gesamtauswirkungen auf den Eisentransport und den inneren Zustand der Anlage werden erläutert.

Trübungsmessung als Trendmonitor für teilchenförmige Korrosionsprodukte

Lukas Staub, Michael Rziha und Marco Lendi

Die Überwachung von Korrosionsprodukten ist unerlässlich, um die Wirksamkeit der Maßnahmen zur Wasserchemie zu bestimmen. Aufgrund der erforderlichen flexiblen und damit sich stetig verändernden Fahrweise thermischer Kraftwerke, die durch die verstärkte Einspeisung erneuerbarer Energiequellen in die Netzen auftreten, wird die Ermittlung von Trends für Korrosionsprodukte in den verschiedenen Anlagensystemen thermischer Kraftwerke heute noch entscheidender. Die exakte und vollständige Bestimmung von Korrosionsprodukten, die meist als ungelöste Partikel vorliegen, kann nur mit komplexen und zeitaufwändigen Analysemethoden realisiert werden. Für moderne Kraftwerksanlagen sind diese manuellen, analytischen Methoden eher wenig geeignet, da das kurze Zeit- und starke Änderungsverhalten nicht vollständig und zufriedenstellend verfolgt werden kann. Sicherlich können solche Prozesse nicht vollständig durch Online-Messsysteme ersetzt werden. Einige verfügbare Online-Parameter können aber als hilfreicher Trendmonitor eingesetzt werden. Die technischen Möglichkeiten und Grenzen der Trübungsmessung werden als Trendmonitor für partikelförmige Korrosionsprodukte diskutiert.

Entstehung von stickstoffbasierten Emissionen in zirkulierenden Wirbelschicht-Verbrennungsanlagen

Stefan Zeltner

Die Bildung von stickstoffbasierten Emissionen steht neben der weitaus bekannteren Abhängigkeit von der herrschenden Verbrennungstemperatur auch im Zusammenhang mit dem Sauerstoffangebot im Bereich der Feuerung. Im Rahmen von Rohgasmessungen an zwei zirkulierenden Wirbelschicht-Verbrennungsanlagen konnten die bestehenden Überlegungen und Ansätze für den Großmaßstab bestätigt werden. Während die Konzentrationen von NO2, N2O, HCN und NH3 mit abnehmender Sauerstoffkonzentration exponentiell ansteigen, ähnelt der Verlauf der NO-Bildung einer nach oben geöffneten Parabel mit einem Scheitelpunkt bei etwa 2,2 Vol.-%. Basierend auf diesen Zusammenhängen lässt sich ein optimaler Betriebspunkt zur Minimierung der stickstoffbasierten Emissionen bei einem Sauerstoffgehalt im Rohgas von etwa 4 Vol.-% ableiten. Die Anpassung dieses Wertes führt neben der Senkung der NOx-Konzentration auch zur Verbesserung des Anlagenwirkungsgrads, da die notwendigen Gebläseleistungen reduziert werden. Die Variation der Rohgas-Sauerstoffkonzentration sollte dabei schrittweise und unter Berücksichtigung weiterer Parameter (z.B. Schwankungen der Brennstoffqualität mit der damit verbundenen Sauerstoffzehrung, die in der Folge zu CO- bzw. Corg-Spitzen führen können) stattfinden. Auf diese Weise ist es neben einer kontinuierlichen Senkung der NOx-Konzentrationen auch möglich, eine kurzfristige Minderung dieses Parameters zur Vermeidung einer drohenden Grenzwertverletzung zu erzielen.

Prüfung nach § 8a BSI-Gesetz – Pflicht für Betriebsführer der Windindustrie?

Stefan Loubichi

Die Welt der Erneuerbaren in der Energieerzeugung unterscheidet sich grundsätzlich von der “alten” Energiewelt. Mit dem im Dezember 2018 veröffentlichten IT-Sicherheitskatalog gemäß § 11 Abs. 1b EnWG ist die Windindustrie kaum zu erfassen. Technische Betriebsführer in der Windindustrie müssen sich mit § 8a BSI-Gesetz auseinandersetzen. Dies führt zu strukturellen Unterschieden. Während zum Beispiel im Falle des IT-Sicherheitskataloges die Bundesnetzagentur Hauptansprechpartner ist, ist dies bei Unternehmen des § 8a BSIG das Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik. Des Weiteren ist auch die mächtige Deutsche Akkreditierungsstelle DakkS hier nicht in die Prozesse involviert. Eine große Herausforderung für [technische] Betriebsführer der Windindustrie [welche den Schwellenwert von 420 MW überschreiten] besteht auch darin, dass diese eigentlich das Ergebnis Ihrer Prüfung nach § 8a BSIG bereits im Jahr 2018 dem BSI hätten präsentieren müssen, während Energieerzeuger, die unter den IT-Sicherheitskatalog nach § 11 Ib EnWG fallen, das Ergebnis der Zertifizierung bis März 2021 nachweisen müssen. In diesem Aufsatz stellen wir Ihnen vor, wer überhaupt die Audits durchführen darf. Auditteams, welche die Audits nach § 8a BSIG durchführen, müssen nämlich umfangreichere Voraussetzungen erfüllen als Auditoren, welche Audits nach dem IT-Sicherheitskatalog auditieren. In diesem Aufsatz zeigen wir Ihnen auch die Prozesse der Auditierung. Die Prozesse des Auditierens nach § 8a BSIG unterscheiden sich grundsätzlich von den Prozessen der Auditierung nach dem IT-Sicherheitskatalog. Des Weiteren ist die Auditierungsnorm ISO 27006 hier nicht anwendbar. Und natürlich stellen wir Ihnen in diesem Aufsatz alle mächtigen BSI Hilfsmittel vor, die sich im § 8a BSIG – Business kennen und anwenden sollten.

Download [1,6 MB]

Windenergie in Deutschland und Europa: Status quo, Potenziale und Herausforderungen in der Grundversorgung mit Elektrizität
Teil 2: Europäische Situation im Jahr 2017

Thomas Linnemann und Guido S. Vallana

Die Welt der Erneuerbaren in der Energieerzeugung unterscheidet sich grundsätzlich von der “alten” Energiewelt. Mit dem im Dezember 2018 veröffentlichten IT-Sicherheitskatalog gemäß § 11 Abs. 1b EnWG ist die Windindustrie kaum zu erfassen. Technische Betriebsführer in der Windindustrie müssen sich mit § 8a BSI-Gesetz auseinandersetzen. Dies führt zu strukturellen Unterschieden. Während zum Beispiel im Falle des IT-Sicherheitskataloges die Bundesnetzagentur Hauptansprechpartner ist, ist dies bei Unternehmen des § 8a BSIG das Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik. Des Weiteren ist auch die mächtige Deutsche Akkreditierungsstelle DakkS hier nicht in die Prozesse involviert. Eine große Herausforderung für [technische] Betriebsführer der Windindustrie [welche den Schwellenwert von 420 MW überschreiten] besteht auch darin, dass diese eigentlich das Ergebnis Ihrer Prüfung nach § 8a BSIG bereits im Jahr 2018 dem BSI hätten präsentieren müssen, während Energieerzeuger, die unter den IT-Sicherheitskatalog nach § 11 Ib EnWG fallen, das Ergebnis der Zertifizierung bis März 2021 nachweisen müssen. In diesem Aufsatz stellen wir Ihnen vor, wer überhaupt die Audits durchführen darf. Auditteams, welche die Audits nach § 8a BSIG durchführen, müssen nämlich umfangreichere Voraussetzungen erfüllen als Auditoren, welche Audits nach dem IT-Sicherheitskatalog auditieren. In diesem Aufsatz zeigen wir Ihnen auch die Prozesse der Auditierung. Die Prozesse des Auditierens nach § 8a BSIG unterscheiden sich grundsätzlich von den Prozessen der Auditierung nach dem IT-Sicherheitskatalog. Des Weiteren ist die Auditierungsnorm ISO 27006 hier nicht anwendbar. Und natürlich stellen wir Ihnen in diesem Aufsatz alle mächtigen BSI Hilfsmittel vor, die sich im § 8a BSIG – Business kennen und anwenden sollten.

Download [3,9 MB]

Wirkungen von Braunkohleausstieg und Energiewende auf Klima und Volkswirtschaft

Dietrich Böcker

Die Kohle-Kommission, mit der offiziellen Bezeichnung „Kommission für Wachstum, Strukturwandel und Beschäftigung“ hat im Auftrag der Bundesregierung als Termin für den Ausstieg aus der Verstromung von Kohle das Jahr 2038, eventuell auch schon 2035, benannt Damit sollen die CO2-Emissionen zur Stabilisierung des Weltklimas gesenkt und gleichzeitig der Nachweis geführt werden, dass eine hoch entwickelte Volkswirtschaft planmäßig von der fossilen Basis auf eine regenerative Basis umgestellt und damit Vorbild und Vorreiter bei Klimafragen sein kann. Diesem hohen Anspruch steht die Wirklichkeit gegenüber: Die deutsche Energiewende ignoriert, dass weltweit die CO2-Emissionen über drei Jahrzehnte unentwegt gestiegen sind und weiter steigen werden. Die selbst gesetzten nationalen Klimaziele werden bisher verfehlt. Der Braunkohleausstieg wird keine messbare Wirkung auf das Klima haben und verursacht sehr hohe Kosten. Die Klima- und Energiestrategie muss neu justiert werden. Die überhöhten Ambitionen der bis jetzt - und wohl auch in Zukunft - unwirksamen CO2-Verhinderungsstrategie müssen reduziert werden. Es bedarf einer tragfähigen Strategie der rechtzeitigen und klug geplanten Anpassung an den Klimawandel. Dabei bleibt ein weiterer, aber von realistischen Zielen getragener Ausbau der regenerativen Energie ebenso richtig, wie fortgesetzte Anstrengungen zur Effizienzsteigerung und zum Energiesparen.

Rückblick auf die VGB-Konferenz „Chemie im Kraftwerk 2018“

Sabine Kuhlmann

Know-how-Verluste in der Kraftwerkschemie, Verringerung des Personals für die Chemie vor Ort und damit einhergehendes Outsourcing der chemischen Analytik sowie die Herausforderungen der flexiblen Fahrweise konventioneller und nuklearer Kraftwerke durch den gesetzlich garantierten Vorrang der Erneuerbaren zählen nach wie vor zu den Themen, die auf der Agenda der Kraftwerkschemie ganz weit oben stehen. Diese Themen und weitere Aspekte der Kraftwerkschemie standen im Fokus der 54. VGB-Konferenz „Chemie im Kraftwerk 2018“, die mit begleitender Fachausstellung vom 24. bis 25. Oktober 2018 in Magdeburg stattgefunden hat.

Download [2,4 MB]