Kurzfassungen - VGB PowerTech Journal 4/2011

Neue fossil gefeuerte Kraftwerke in Europa - Status und Perspektiven

Wolfgang A. Benesch und Sauro Pasini

Die Stromversorgung in Europa kann nur durch einen ausgewogenen Energiemix sichergestellt werden. Um den wachsenden Anteil nicht disponibler Erzeuger auszugleichen, werden wirtschaftlich wettbewerbsfähige Kohle- und Gas-Kraftwerke benötigt. Dennoch werden derzeit Kraftwerksprojekte abgesagt oder verschoben. In diesem Zusammenhang sollen Fragen wie: Was ist der Hintergrund? Wie kann die derzeitige Situation beschrieben werden? Was sollte sein? Was sind die Gründe? Was ist notwendig? - diskutiert werden.

Pumpspeicherkraftwerke - Status und Ausblick

Peter Vennemann, Karl Heinz Gruber, Jon Ulrik Haaheim, Andreas Kunsch, Hans-Peter Sistenich und Hans-Rudolf Thöni

Pumpspeicherkraftwerke (PSW) ermöglichen Speicherbetrieb im Gigawatt-Leistungsbereich über mehrere Stunden oder längere Zeiträume. Kürzeste Anfahrzeiten gestatten als stehende Reserve die Teilnahme am Sekundärregelenergiemarkt. Der Wirkungsgrad eines Speicherzyklus liegt bei 75 bis 80 %. Keine Technologie erreicht niedrigere, spezifische Speicherkosten. In den EU-27 Ländern, Norwegen und der Schweiz sind insgesamt etwa 44 GW Leistung installiert. Deren Nutzung korreliert in Europa stärker mit der installierten, konventionellen Erzeugungsleistung. Im künftigen Elektrizitäts-Erzeugungsportfolio sind PSW zur Erfüllung der Flexiblitätsanforderungen erste Wahl.

Analyse eines getriebelosen drehzahlvariablen Mittelpannungs-Gasturbinensystems

Florian Mura, Rik W. De Doncker, Bernhard Persigehl, Peter Jeschke und Kay Hameyer

Die schwankende Netzeinspeisung elektrischer Energie aus volatilen Quellen lässt sich durch flexibel einsetzbare Gasturbinensysteme kompensieren. Im industriellen Bereich sind Gasturbinensysteme mit Leistungen im einstelligen MW-Bereich und darüber hinaus in Anlagen mit Kraft-Wärme-Kopplung zur Erzeugung von Prozesswärme von Interesse. Ein getriebeloses Gasturbinensystem wurde analysiert, das über einen Mittelspannungs-Frequenzumrichter an das Netz angebunden ist. Die Entkopplung von Netzfrequenz und Generatordrehzahl ermöglicht den Betrieb bei optimaler Drehzahl.

Anwendung von geschlossenen Kreislauf-Recycling-Methoden bei Kombikraftwerken - ein wichtiger Beitrag für den Umweltschutz

Anke Söllner, Wolfgang Gück, Herbert Fahrnbauer und Oliver Rappich

Die Wiederverwendung von Wasser in Industrieprozessen wird immer wichtiger. Ziel ist eine Wiederverwendung von Prozessabwasser und so die Vermeidung von Abwasserentsorgung in einem Gas- und Dampfkraftwerk. Dadurch werden die Einflüsse auf die Umwelt geringer. In dieser Studie werden verschiedene Methoden, zur Abwasserminimierung in einem Gas- und Dampf-Kombikraftwerk verglichen. Durch die Anwendung des "Zero Liquid Discharge" für das Gas- und Dampfkraftwerk können 98 % des Wassers wieder verwendet werden.

Nichtstationärer Betrieb: Verbesserung der Abhitzdampferzeugerchemie von reduzierender zu oxidierender AVT-Fahweise im Kraftwerk Semide

Aldo Azzoni und Roberto Ferraresi

Derzeit sucht Edipower/Italien nach Möglichkeiten, den Anlagenbetrieb des Kraftwerks Semide weiter zu optimieren. Sichtprüfungen der Abhitzekessel, zerstörungsfreie Prüfungen sowie Überprüfungen der Restwanddicke der Niederdruckteile und Membranfilter im Speisewasserbereich wurden im Jahr 2009 durchgeführt. Es zeigte sich, dass das Speisewasser des Abhitzekessels nicht optimal konditioniert war. Zur Regelung und Automatisierung der AVT-Fahrweise kann Edipower eine Reduktion der Speisewasseroxidation bei Betriebstemperatur und -druck erreichen.

Evonik's Langzeit-SCR-Katalysator Betriebs- und Managementerfahrung

Matthias Schneider und Hermann Brüggendick

Bei der Evonik STEAG GmbH stellt der Austausch von SCR-Katalysatoren das größte Investitionsvolumen im Anlagenteil DeNOx-Reaktor dar. Eine möglichst lange Standzeit ist deshalb erstrebenswert. Um dies sicherzustellen, hat die Evonik STEAG GmbH ein zentralisiertes Katalysatormanagement für den gesamten Kraftwerksverbund eingeführt. Der Umfang und Nutzen dieses Instruments sowie die Betriebserfahrung, die in den letzen Jahren erlangt werden konnte, wird beschrieben.

SCR Optimierung in kohlegefeuerten dänischen Kraftwerken

Jimmy Andersen, Soren Christensen und Jan Hvidberg

Ab 1. Januar 2010 ist eine Steuer in Dänemark auf NOx-Emissionen in Kraft. Diese soll als Anreiz zur Minimierung der NOx-Emissionen der Kraftwerke dienen. Alle größeren dänischen Kohlekraftwerke arbeiten mit DeNOx-Anlagen mit SCR-Verfahren unter hoher Staubbeladung. Mit der neuen NOx-Steuer wurde eine Reihe Maßnahmen ergriffen, um die DeNOx-Kapazität des SCR-Systems zu maximieren. Bei DONG Energy konnte ein erhebliches Potenzial zur Reduzierung der NOx-Emissionen frei gesetzt werden.

Optimierte Thalliumabscheidung einer REA-Abwasseraufbereitungsanlage

Günter Ritzerfeld, Ingolf Birngruber und Thomas Mülder

Durch die Mitverbrennung von Ersatzbrennstoffen im Kraftwerk ist das Element Thallium im Ablauf der REA-Abwasseraufbereitungsanlage (RAA) zu überwachen. In Folge einer veränderten Analytik bei der zuständigen Aufsichtsbehörde wurden im Jahr 2005 in einer RAA erstmals Tl-Gehalte bestimmt, die über dem Grenzwert lagen. Ursache für vorherige Tl-Minderbefunde mittels Graphitrohr-Atomabsorptionsspektroskopie waren hohe Chlorid-Gehalte im RAA-Abwasser. Die RAA-Fahrweise wurde überprüft und angepasst. Anlagentechnische Schwachstellen wurden erkannt und korrigiert.

Abscheidung verschiedener Emissionen in einem Doppelkontakt-Gaswäscher (DCFS)

Tatsuto Nagayasu, Hiroshi Nakashoij und Nobuo Imai

Mithilfe der DCFS-Technologie (Double Contact Flow Scrubber/Doppelkontakt-Gaswäscher) können gleichzeitig SO2-, Staub-, Quecksilber- und SO3-Emissionen von Kraftwerken abgeschieden und die gesetzlichen Auflagen sicher eingehalten werden. Zur SO3-Minderung wird Kalksteinmehl in das Abgas vor dem GAVO und zum Neutralisieren des SO3-Nebels eingesetzt. Die Quecksilberemissionen werden mittels prozessgesteuerter selektiver katalytischer Reduktion und Rauchgasentschwefelung entfernt. Der Doppelkontakt-Gaswäscher entfernt das oxidierte Quecksilber. Ergebnisse werden dargestellt, die in einer 5-MW-Versuchsanlage mithilfe des mobilen 2-MW-Doppelkontakt-Gaswäschers erzielt wurden.

Hocheffiziente Staubabscheidung - Voraussetzung für eine ungestörte CO2-Wäsche

Jochen Lerche und Helmut Dreuscher

Die Diskussion zum Klimawandel intensiviert die Forschung und Entwicklung von Verfahren zur Abscheidung und Speicherung des klimawirksamen Gases CO2. Einige komplexe Anlagentechniken zur Abscheidung und Verflüssigung des CO2 erfordern, dass die Grenzwerte für Staub, SO2 bzw. SO3 und auch NOx weiter abgesenkt werden müssen. Die Staubabscheidung hinter kohlegefeuerten Großdampferzeugern erfolgt nach heutigem Stand der Technik mittels Elektrofiltern oder Gewebefiltern. Der Gewebefilter mit Pulse-Jet-Abreinigung ist aufgrund des filternden Abscheidemechanismus in der Lage, Staubgehalte von deutlich unter 5 mg/Nm3tr zu erzielen.

Numerische Modellierung zur Abschätzung der Auswirkungen von Nebenprodukten über die Kühlwasserabflut bei der Chlorierung

Maarten Bruijs, Harry Polman und Rudie Heling

Chlor wird weltweit zur Bekämpfung von Biofouling in küstennahen Kraftwerken eingesetzt. Bei richtiger Dosierung hat sich dieser Inhibitor bei nur geringen Auswirkungen auf die Umwelt als äußerst wirksam erwiesen. Aufgrund der neuen europäischen Gesetzgebung wird die Beurteilung möglicher Auswirkungen von Chlor-Nebenprodukten auf die Umwelt immer bedeutender. Dazu wird der Einsatz des THREETOX-Models diskutiert. Das Model simuliert den Transport und die Vermischung mit dem Kühlwasser im Frischwasser sowie im Vorfluter.

Überwachung von Schmier- und Steuerölen in Turbinenanlagen

Jens Steidtner und Dieter Aschenbrenner

Die Anforderungen an Schmierstoffe und Steuerflüssigkeiten in Turbinenanlagen sind aufgrund von Effizienzoptimierungen im Design der Aggregate stetig gewachsen. Diese Entwicklung wird in den betreffenden Normwerken und Herstellerspezifikationen berücksichtigt. Die Ölhersteller reagieren darauf mit thermisch und oxidativ immer stärker belastbaren Formulierungen der Produkte. Diese neue Genera¬tion der Turbinenöle zeigt ein von den klassischen Formulierungen abweichendes Alterungsverhalten. Um bei veränderten Eigenschaften der Turbinenöle unsichere Betriebszustände rechtzeitig zu erkennen, ist eine Anpassung der Kriterien für die Zustandsbewertung und eine Analysenstrategie zur Beurteilung des Ablagerungspotenzials notwendig.

Bemerkenswerter Schaden an der 320-MW-Gasturbine des Luftspeicher-Gasturbinen-Kraftwerkes LGT-Huntorf

Manfred Freimark, Bastian Schreyer, Uwe Krueger, Bernd Meixner und Udo Gampe

Im Jahr 2009 ereignete sich bei Testfahrten im Rahmen der Wiederinbetriebnahme an einer 320-MW-Luftspeicher-Gasturbine ein bemerkenswerter Maschinenschaden. Bei dieser Gasturbine mit sequentieller Erdgas-Feuerung handelt es sich um ein Unikat. Bisher nicht erkannte Design-Defizite in einzelnen, komplexen GT-Teilsystemen und Komponenten haben durch signifikante Überfeuerung der HD-Turbine zum Schaden geführt.

Die überarbeiteten Richtlinien für Kondensatorrohre aus Kupferlegierungen, nichtrostenden Stählen und Titan

Hans-Günter Seipp und Frank Udo Leidich

Ende der 1970er-Jahre nahm VGB sachgerecht die Standardisierung von Kondensatorrohren für das Zielprodukt "Kraftwerk" in Form einer VGB-Richt¬linie auf. Die umfangreiche Übertragung von Anforderungen aus dem deutschen in den europäischen Normenbereich war eine Grundforderung der jetzigen Überarbeitung. Die einzelnen Werkstoffgruppen (Kupferlegierungen, Nichtrostende Stähle und Titan) wurden inhaltlich so weit wie möglich näher zusammengefügt und an das VGB-Regelwerk angeknüpft. Den Möglichkeiten weltweiter Beschaffung von Halbzeug folgend, wurde die tabellarische Auflistung ähnlicher Werkstoffe entsprechend internationaler Normung erweitert.