Kurzfassungen - VGB PowerTech Journal 4/2009

USC 700 °C – Eine europäische Erfolgsstory

Rudolph Blum, Jorgen Bugge und Sven Kjaer

Seit mehr als 10 Jahren verfolgt die europäische Kraftwerksindustrie erfolgreich das Entwicklungsprojekt AD700. Die Projektziele sind größtenteils planmäßig erreicht worden und können in das Konzept für das erste 700-°C-Kraftwerk mit einem Wirkungsgrad von mehr als 50 % einfließen. Wichtige Projektergebnisse lassen sich nicht nur in 700-°C-Kraftwerken einsetzten, sondern können auch zur Optimierung der Technik und der Wirtschaftlichkeit von USC-Standardkraftwerken beitragen.

Betriebserfahrung mit der Feuerungsleistungsregelung an Kesselanlagen mit Vorschubrostfeuerungen

Werner Auel, Werner Bruns und Fank Oellers

Schlüsselkomponente des Feuerungssystems von Anlagen zur thermischen Abfallbehandlung ist der Verbrennungsrost. Das Regelungskonzept einer modernen Feuerleistungsregelung definiert unter den jeweiligen Randbedingungen die verschiedenen Phasen der Regeleingriffe. Betriebsergebnisse verweisen auf eine ausgewogene Regelgüte vor bzw. nach Laständerungen. Weiteres Optimierungspotential des Basisregelkonzeptes unter Einsatz zusätzlicher Sensorik wird diskutiert.

NOx-arme Verbrennung in industriellen Wasser-Dampf-Systemen

Marco Derksen

Der Einsatz von Vormischbrennern für industrielle Kesselanlagen wird vorgestellt. Dazu werden die Ursachen von NO-Bildung diskutiert und Möglichkeiten der Minderung vorgestellt, einschließlich  des Fuel- oder Air-Staging und der Rauchgasrezirkulierung. Die Umsetzung wird anhand eines neu entwickelten Gasbrenners vorgestellt. Experimente mit dem System ergaben NOx-Werte von 9 mg bei 3 % O2 mit vernachlässigbar geringen CO-Emissionen.

Probabilistischer Ansatz für den optimierten Ersatz einer Überhitzerstufe in einem kohlebefeuerten 680-MW-Kessel

Jan Robert Bos und Ruud van der Star

Der Kessel des 1993 in Betrieb gegangenen NUON-Kraftwerks HW08 ist als Benson-Kessel konzipiert und wird hauptsächlich mit Steinkohle befeuert. In einem Rohr der Tertiär-Überhitzer ist ein Rohrreißer aufgetreten, der auf überhöhte Rohrwandtemperaturen infolge dampfseitiger Oxidschichtbildung zurückgeführt wird. Mit Ergebnissen einer dampfseitigen Oxidschichtdickemessungen und einer Zustandsbewertung der Tertiär-Überhitzer anhand von Rohrproben wurde die theoretische Lebensdauer der Komponenten berechnet. Ziel ist die Betriebs- und Instandhaltungsplanung für die gewünschte Betriebszeit von 300.000 Stunden.

Innovative Verbindungstechnologie im Bereich Dampferzeuger – Beseitigung von Undichtig-keiten, Minimierung von Montage- und Stillstandzeiten

Alfred Schlemenat und Karl Burmann

Eine kraft- und formschlüssige Technologie zum lösbaren Verbinden von rotationssymmetrischen Bauteilen, bei der Schrauben keine Belastungen übertragen, wird vorgestellt. Anwendungen in vielen Industriebereichen zeigen Vorteile gegenüber konventionellen Verbindungen auf. Zur Beseitigung von Undichtigkeiten im Bereich der Dampfkühlung am Gemeinschaftskraftwerk Hannover erfolgte der Umbau auf diese Technologie.

Thermochemische Berechnungen zur Prognose des Ansatzbildungsverhaltens rheinischer Braunkohlen

Muhammad Muhammadieh, Bernd Meyer und Markus Neuroth

Mit Hilfe des thermochemischen Simulationsprogramms SimuSage wurden Kennzahlenfunktionen entwickelt, die sowohl das alumosilicatische Verschlackungs- als auch das sulfatische Versinterungs- und Verschmutzungspotential von Braunkohlen unterschiedlicher Zusammensetzung in Abhängigkeit von der Temperatur beschreiben. Die Ergebnisse bestätigen die Praxis bei RWE Power, verschlackungskritische Kohlen in Kesseln mit niedriger Feuerraumbelastung oder in Mischung mit anderen Qualitäten einzusetzen.

Erweiterte Laboruntersuchungsmethoden und ihre Anwendung zum Mahl- und Zündverhalten von Brennstoffen

Herbert Prenzel, Daniel Haxter, Anna Dux und Jacek Zelkowski

Die Ergebnisse einer Immediatanalyse sowie die Bestimmung der kalorischen Eigenschaften liefern einen Überblick über die Qualität einer Kohle oder auch einer Kohlelieferung. Eine eindeutige Interpretation der Analysenwerte in Bezug auf das Betriebsverhalten von Feuerungen ist in bestimmten Fällen nicht einfach. Im Zentrallabor von E.ON Engineer-ing wurden daher der CMT (Clausthaler-Mahl-Test) und ein Messverfahren zur Bestimmung der Zündwilligkeit von Kohlen in einer Staubfeuerung übernommen und erfolgreich implementiert, um deutlich bessere Aussagen treffen zu können.

Methodik zur experimentellen Untersuchung der Strahlungs- und Wärmeleitungseigenschaften von Aschen und Ablagerungen aus Kraftwerkskesseln

Sebastian Bohnes, Viktor Scherer und Siegmar Wirtz

In technischen Feuerungen können prozessbedingte Ablagerungen einen Wärmewiderstand bilden, der durch seine thermischen Eigenschaften einerseits die Absorption der Strahlungswärme von den Reaktionsgasen sowie andererseits die Wärmeleitung an den Wasser-Dampf-Kreislauf beeinträchtigt. Im Rahmen eines AiF-Forschungsvorhabens wurden die Strahlungsemissionseigenschaften von realen Kraftwerksablagerungen in einem Laborversuchsstand untersucht, um daraus Erkenntnisse für den Einfluss in technischen Anlagen abzuleiten.

Stationäre Auslegungs-, Teillast- und dynamische Simulation sowie Validierung von Energieumwandlungen in Kraftwerkskreisläufen

Bogdan Apascaritei, Andreas Hauschke, Reinhard Leithner, Christian Schlitzberger und Henning Zindler

Mit dem Programmsystem ENBIPRO können stationäre Teillast- und Volllastrechnungen sowie dynamische Simulationen und Messwertvalidierungen nach der VDI-Richtlinie 2048 für energietechnische Anlagen durchgeführt werden. Ergebnisse von Simulationen mit ENBIPRO zum Calciumoxid-Calciumcarbonat-Kreislauf (CaO-CaCO3) zur CO2-Abscheidung aus Rauchgasen, Optimierungen eines solarthermischen Kraftwerks,  SOFC-Brennstoffzellensysteme, eine Gasturbine (GT-26) und weitere energietechnische Anlagen werden präsentiert.

Entwicklung einer wettbewerbsfähigen Post-Combustion CO2-Abscheidung

Tobias Jockenhövel, Rüdiger Schneider und Helmut Rode

E.ON und Siemens bereiten durch die Zusammenarbeit im POSTCAP-Projekt den nächsten Schritt in Richtung einer größeren Demo-Anlage für die Abscheidung und Lagerung von CO2 vor. Ein Ziel ist die Entwicklung eines Prozesses mit minimiertem Energiebedarf zur Abscheidung von CO2 aus Rauchgasen, der für die Integration in konventionelle Kohlekraftwerke optimiert ist. Eine Pilot-Anlage des auf mit einer Aminosäuresalzlösung arbeitenden Abscheidungsprozesses wird im August 2009 an einem Kohlekraftwerk in Betrieb gehen.

Zukünftige Steinkohleverstromung mit amin-basierter CO2-Abscheidung – Ein lebenszyklusorientierter Vergleich mit Umweltwirkungen –

Petra Zapp, Andrea Schreiber und Wilhelm Kuckshinrichs

Auf der Grundlage eines Life-Cycle-Assessments (LCA) wird die steinkohlebasierte Stromerzeugung mit und ohne CO2-Abscheidung für fünf Kraftwerke, die zu unterschiedlichen Zeitpunkten installiert worden sind, verglichen. Dabei werden sowohl ein Retrofit- als auch ein integriertes CO2-Abscheidungskonzept mittels Monoethanolaminwäsche (MEA-Wäsche) analysiert. Spezifische CO2-Emissionen können durch das Verfahren erheblich verringert werden, andere spezifische Emissionen und die damit verbundenen Umweltwirkungen steigen.