Ausgabe - VGB PowerTech Journal 6/2015

GKM Block 9 – Errichtung eines 911 MW Steinkohleblocks in urbanem Umfeld

Ulrich Ehmann, Hubert Dorn, Gernot Mieth und Rolf Scheinost

Die Grosskraftwerk Mannheim Aktiengesellschaft (GKM) betreibt in Mannheim eines der effizientesten Steinkohlekraftwerke Europas. Die besondere innerstädtische Lage hat sich auf das Anlagenkonzept, die Anordnung sowie die Errichtung des neuen Blocks 9 erheblich ausgewirkt. Neben der Lösung von Anforderungen bei der Anordnungsplanung waren die Möglichkeiten für die Bauarbeiten und die Montagen zu klären. GKM Block 9 – ein spannendes Projekt – was an alle Beteiligten hohe Anforderungen gestellt hat und für das GKM die Investition in die Zukunft darstellt.

Einsatz moderner warmfester Werkstoffe im Block 9

Klaus Metzger

Die Grosskraftwerk Mannheim AG errichtet mit dem Block 9 einen der modernsten Steinkohleblöcke weltweit. Die Dampfparameter im Betrieb betragen 600/610 °C bei 290/58 bar; der erzielte Wirkungsgrad liegt bei 46,4 %. Dies verlangt ein geeignetes Werkstoffkonzept. Zum Einsatz kommen warmfeste Werkstoffe. Die Fertigung der Komponenten erfolgte weltweit, daraus abgeleitet ergaben sich für die Qualitätssicherung des GKM, unterstützt durch den VGB PowerTech und TÜV SÜD, vielfältige Herausforderungen. Anhand des Werkstoffs T24 wird beispielhaft dargelegt, welche Anforderungen sich maßgeblich für die Ausführung von Schweißnähten ergeben und wie die Einhaltung dieser Vorgaben umgesetzt wurde. Die Umsetzung wird am Beispiel des P92 demonstriert.

Arbeits- und Gesundheitsschutz auf der Großbaustelle Block 9 der Grosskraftwerk Mannheim AG

Michael Hilger

Mit dem Bau von Block 9 wurde eine Großbaustelle eingerichtet, bei der die Sicherung des Arbeitsschutzes besondere Herausforderungen an das GKM stellt. Im regulären Kraftwerksbetrieb liegt die Verantwortung im Arbeitsschutz einzig beim GKM. Beim Bau sind die einzelnen Unternehmen und Subunternehmen jeweils selbst zuständig. Damit eine gemeinsame Handlungsweise in allen Belangen des Arbeitsschutzes gelebt und gewährleistet werden kann, müssen im Vorfeld vor der Baustelleneinrichtung für alle Beteiligten geltende Regeln erstellt, verteilt und akzeptiert werden. Besondere Herausforderungen an die Sicherheits- und Gesundheitskoordination und ihre Lösungen auf der Großbaustelle Block 9 werden zudem vorgestellt.

Technische Entwicklung der Anlagen zur Rauchgasreinigung und Abwasserbehandlung

Norbert Eimer und Joachim Fahlke

Durch immer strengere Umweltauflagen hat sich die Technik der Rauchgasreinigungsanlagen in den letzten Jahren ständig weiter entwickelt. Grenz­werte verringern sich mit nahezu jedem Neubauprojekt. Durch die neue Industrie-Emissionsrichtlinie und der damit verbundenen „Best available techniques (BAT)“-Diskussion wurde ein Entwicklungsprozess angestoßen, in dem die jeweils umweltfreundlichste Technik den verbindlich gültigen Stand der Technik vorgibt. In der Grosskraftwerk Mannheim AG liegen umfangreiche Erfahrungen mit den Rauchgasreinigungsanlagen der Blöcke 3, 4, 6, 7 und 8 vor. Block 9 hat vor wenigen Wochen den Probebetrieb beendet. Die Verfahrenstechnik der vorgestellten Rauchgasreinigungs­anlagen wird beschrieben.

Modernisierung und Flexibilisierung der Elektrotechnik

Werner Eghardt, Winfried Eberbach und Georg Rombach

Die Geschäftsfelder der Grosskraftwerk Mannheim Aktiengesellschaft (GKM) umfassen die Strom- und Fernwärmeerzeugung. Für die DB Energie GmbH ist das GKM ein bedeutender Lieferant von Einphasenbahnstrom. Die installierte Werkleistung beträgt mit der neuen Anlage Block 9 brutto 2.146 MW bzw. netto 1.958 MW, die installierte Fernwärmeleistung rund 1.500 MW. Die elektrischen Erzeugungsanlagen sind direkt über eigene 110-kV- und 220-kV-Schalt­anlagen an die Netze der Regelzonen und die Verteilnetze angeschlossen sowie Bestandteil der Energieversorgung der DB Energie GmbH. Die Integration des neuen 911 MW Kraftwerkblockes erforderte auch an den Schnittstellen auf der Hochspannungsseite sorgfältig abgestimmte Anpassungen.

Steigerung der Einsatzflexibilität einer großen KWK-Anlage zur Fernwärme- und Stromerzeugung gemäß aktueller Marktanforderungen

Matthias Meierer, Roland Krupp und Rolf Stork

Aus den erheblichen Veränderungen der Struktur der Energieversorgungsanlagen in Deutschland ergeben sich hohe Anforderungen an die Einsatzflexibilität konventioneller, thermischer Kraftwerke. Für den Kraftwerksstandort der Grosskraftwerk Mannheim AG, mit gekoppelter Strom- und Fernwärmeerzeugung, werden in dem vorliegenden Aufsatz Beispiele für umgesetzte Maßnahmen zur Verbesserung der betrieblichen Flexibilität dargelegt. Neben der Beschreibung der zugehörigen technischen Anlagen und deren Funktionen wird eingegangen auf den Stand der Umsetzung von Projekten. Dabei bilden die Themenkomplexe „Fernwärmespeicher, Einsatzflexibilität und effiziente KWK-Anlagenfahrweise“ die Schwerpunkte.

Energetische Verwertung von Abfällen im Spannungsfeld der aktuellen Gesetzgebung und der Diskussion von Recyclingzielen

Martin Treder

Die thermische Abfallbehandlung steht an der Schnittstelle zwischen Energieerzeugung und Abfallwirtschaft. Der „Brennstoff“ Abfall ist in vielerlei Hinsicht nicht mit Regelbrennstoff vergleichbar. Die Abfallwirtschaft ist mit intransparenten Stoffströmen, uneinheitlichen Begriffen und widersprüchlichen Zielen konfrontiert. Für die Verwertungswege müssen messbare Kriterien erarbeitet werden. Wege des Abfalls müssen transparent, sinnvolle Qualitätskriterien für Verwertungsverfahren entwickelt und der Betrachtungsrahmen auf Nachhaltigkeitskriterien möglichst umfassend erweitert werden. Qualität statt Quantität ist das Dogma einer sinnvollen Recyclingwirtschaft. Der „Rest“ muss dann hochwertig thermisch genutzt werden.

Meerwassereinbruch während der Inbetriebnahme eines ultraübererkritischen Kraftwerks

Anthony Senécat and Roger Ertryckx

Im Verlauf der Inbetriebnahme eines ultra-überkritischen mit Steinkohle befeuerten Kraftwerks trat ein Ereignis auf, in dessen Verlauf Meerwasser in den Wasser-Dampf-Kreislauf eingebrochen ist. Die Kraftwerksanlage wurde über mehr als 10 Stunden mit dem eingebrachten Meerwasser betrieben. Dies führte zu unkontrollierten chemischen Bedingungen im gesamten Wasser-Dampf-Kreislauf mit Ausnahme der Turbine, die im Bypassbetrieb lief. Nach dem Ereignis erfolgte eine umfassende Analyse der Ursachen und Auswirkungen auf die betroffenen Anlagenkomponenten. Den passivierten Schutzschichten im Kessel, wenige Wochen vor dem Ereignis aufgebracht, galt eine besondere Analyse im Rahmen von Werkstoffuntersuchungen.

Entwicklungen bei Sprühentgaser-Anwendungen

Bart Bramer

Sprühentgaser weisen für den Kraftwerksbetrieb eine sehr flexible Fahrweise auf und entfernen gelösten Sauerstoff effektiv aus dem Wasser-Dampf-Kreislauf. Es lassen sich problemlos Sauerstoffkonzentrationen von 5 ppb oder weniger erreichen, wodurch sich die Kessellebensdauer erheblich verlängern kann. Im Detail werden der Hintergrund der Entgasung aus einer theoretischen Perspektive, verschiedene Ausführungsüberlegungen sowie häufig angewandte Entgaserintegrationen erläutert. Die Anwendung von Entgasern im Wasser-Dampf-Kreislauf direkt befeuerter Kessel, in Abhitzedampferzeugern, GuD, geschlossenen Kreisläufen, Solarstromanlagen, Kesseln in Kernkraftwerken und verschiedene Spezialanwendungen wird im Detail erläutert.

Branderkennung mithilfe von Sonderbrandmeldern

Christian Scheuer und Simon Trippler

Vorgestellt werden zum einen die grundlegenden Anforderungen an eine Brandmeldeanlage. Diese umfassen die detaillierten Inhalte an ein Brand­meldeanlagenkonzept sowie die weitergehenden Anforderungen an die Planung einer Brandmeldeanlage. Besonders betrachtet werden die besonderen Anforderungen beim Einsatz von Sonderbrandmeldern im Bereich der gassensorischen Frühsterkennung besonders betrachtet. Sonderbrandmelder sind insbesondere Brandgassensormelder, die mittels Halbleitertechnik eine Gasdetektion ermöglichen. Die Planung von Sonderbrandmeldern bedarf einer intensiven Grundlagenermittlung, welche zu einem detaillierten Brandmeldeanlagenkonzept führt. Dieses Konzept stellt dann die Grundlage der Planung dar.

Rettungskette Offshore Wind – Rahmenbedingungen, Medizinische Ereignisse, Erste Hilfe und Rettungsdienstliche Weiterversorgung

Nils Weinrich, Dirk Dethleff, Markus Stuhr, Maja Nielsen und Christian Jürgens

Medizinische Notfälle bei Bau und Betrieb von Offshore-Windparks stellen alle Beteiligten vor besondere Herausforderungen. Neben arbeitsstättenspezifischen Aspekten muss die Entfernung zum Festland berücksichtigt werden, welche letztlich die Eintreffzeit professioneller Hilfe wie auch die Transportzeit in die nächstgeeignete Klinik bestimmt. Umweltfaktoren beeinflussen zudem die Zugänglichkeit der Offshore-Anlagen sowie die Einsatzfähigkeit der Rettungseinheiten. Eine erste Analyse medizinischer Ereignisse in deutschen Offshore-Windparks wird vorgestellt. Die einzelnen Schritte der Notfallversorgung in deutschen Off­shore-Windparks werden in einem schematischen Handlungsmuster dargestellt.

Der neue VGB-Standard VGB-S-513-00: Innere Reinigung von Wasserrohr-Dampferzeugeranlagen und Rohrleitungen

Adelja Markert, Christiane Holl und Peter Jentsch

Vor der Inbetriebsetzung von Neuanlagen ist die Sauberkeit der Innenoberflächen der wasser- und dampfführenden Anlagenteile und Rohrleitungen von hoher Bedeutung. Bei in Betrieb befindlichen Anlagen kann eine innere Reinigung aufgrund von entstandenen Belägen erforderlich werden. Zur Umsetzung dieser Maßnahmen wurde von VGB PowerTech die Richtlinie VGB-R 513 erarbeitet. Diese Richtlinie stellt „eine Sammlung, Auswertung und einen Abgleich verschiedener firmenspezifischer Vorgaben, Fachwissen und Meinungen dar“. Als VGB-Standard VGB-S-513-00-2014-07-DE bzw. VGB-S-513-00-2014-07-EN ist jetzt zeitgleich eine deutsch- und englischsprachige überarbeitete Neuauflage erschienen.