Ausgabe - VGB PowerTech Journal 7/2015

Erfahrungen beim Einsatz von Trockenbraunkohle im Block K des Kraftwerks Niederaußem

Rainer Hesse, Bernhard Röper und Daniel Sommer

RWE Power hat im Kraftwerk Niederaußem eine Prototypanlage zur Trocknung von Braunkohle errichtet und 2009 in Betrieb genommen. Die Anlage basiert auf dem Wirbelschicht-Trocknungsverfahren mit interner Abwärmenutzung (WTA) und stellt einen Prototyp im 1:1-Maßstab dar. Sie ist an den benachbarten 1000-MW-Kraftwerksblock angebunden und kann bis zu max. 25 % der Rohbraunkohle ersetzen. Über Betriebsergebnisse und das Betriebsverhalten der Feuerung beim Einsatz der Trockenbraunkohle wird berichtet.

Betriebserfahrungen im Gemeinschaftskraftwerk Hannover GmbH mit strömungsoptimierten Elektrofiltern

Karl Burmann und Dieter Neumann

Im Gemeinschaftskraftwerk Hannover GmbH werden in zwei Blöcken Elektrofilter der Fa. Lurgi eingesetzt. Die E-Filter sind unmittelbar hinter einer REA nach dem Niro-Atomizer-Verfahren angeordnet und mit dem REA-Austritt durch einen kurzen Kanal verbunden. Wegen sehr hoher Geschwindigkeit in diesem Kanal wird das Strömungsbild im E-Filter stark durch eine Geschwindigkeitsspitze in der Kanalmitte bestimmt, mit starkem Verschleiß an den Gasverteilerwänden und Anbackungen. Im Rahmen einer Anlagenoptimierung wurde mittels einer numerischen Strömungssimulation ein neues Strömungsleitsystem entwickelt, um Rauchgase und Staubpartikel möglichst homogen über dem Filterquerschnitt zu verteilen. Nach Umsetzung des Konzeptes arbeitet die Staubabscheidung nahezu optimal, ohne die vorherigen Anbackungen und den Verschleiß.

Elektrostatische Sensoren zur kontinuierlichen Überwachung der Kohlenstaubverteilung und Partikelgeschwindigkeit in einem Braunkohlekessel

Igor Kustrin und Joze Lenart

Die Studie befasst sich mit der Anwendung von Messsystem bestehend aus einem intrusiven Gitter von elektrostatischen Sensoren. Das System ist in einem mit Braunkohle befeuerten Kessel mit einer thermischen Leistung von 1.100 MW installiert. Es ist primär für die kontinuierliche Überwachung der Verteilung und Geschwindigkeit der pulverisierten Kohle in den Kohlemühlen, Brennstoffkanälen und Brennerdüsen vorgesehen. Das System ermöglicht eine Anpassung der Frischluft- bzw. Kohlenstaubverteilung für einen optimierten Verbrennungsvorgang auch unter variablen Betriebs­bedingungen durch z.B. unterschiedliche Kohlenzusammensetzung, Mühlenverschleiß und Fördervolumen der Kohle­beschickung.

Sprühabsorber oder Verdampfungskühler – Eine Komponente die Sorge bereitet?

Rudi Karpf, Yannick Conrad und Rüdiger Siebert

In der Abgasreinigung hinter Abfallverbrennungsanlagen werden sehr häufig konditionierte Trockensorptionsanlagen mit Kalkhydrat eingesetzt. Hierbei erfolgt die Konditionierung über die Eindüsung von Wasser oder über die Verdüsung von Kalkmilch-Suspension zur Einstellung optimaler Prozessbedingungen. Dafür werden unterschiedliche Anforderungen an die Eindüsung der Flüssigkeit/Suspension und die Apparatedimensionierung gestellt. Anhand des Beispiels des MHKW Wuppertal wird die Umstellung von Kalkmilch auf eine vorteilhafte reine Wassereindüsung vorgestellt und diskutiert.

Steigerung der Prozesssicherheit durch aktuelles Daten- und Informationsmanagement in Müllverbrennungsanlagen

Hans Karl Preuss und Erich Böhm

Anpassungen beim Personal und stetig steigende Dokumentationspflichten stellen die Betreiber von Müllverbrennungs- und Kraftwerksanlagen vor besondere Herausforderungen beim Daten- und Informationsmanagement. Im Detail wird dabei nicht nur das Konservieren von vorhandenen Informationen aus der Hersteller-/Übergabedokumentation, sondern vermehrt die Bereitstellung und Validierung des sich im Unternehmen befindlichen Wissens gefordert. Softwaretechnische Entwicklungen ermöglichen es, Informationen und Daten strukturiert zu erfassen und verfügbar zu machen.

Zustandsüberwachung von Windenergieanlagen: Stand der Technik, Praxiserfahrungen und  Empfehlungen – VGB Forschungsprojekt 383

Katharina Fischer und Diego Coronade

Die Zustandsüberwachung technischer Anlagen zielt darauf ab, sich graduell entwickelnde Schäden frühzeitig zu detektieren. Condition-Monitoring-Systeme (CMS), die im Fall von Strukturkomponenten auch als Structural-Health-Monitoring-Systeme (SHM) bezeichnet werden, ermöglichen so eine zustandsbasierte präventive Instandhaltungsstrategie. Diese zeichnet sich durch eine optimale Nutzung der Komponentenlebensdauer sowie die Vermeidung von unvorhergesehenen Ausfällen und Folgeschäden an der Anlage aus. Die für Windenergieanlagen am weitesten entwickelte und meistgenutzte CMS-Technologie ist die schwingungsbasierte Zustandsüberwachung der Triebstrangkomponenten. Weitere, teils in Entwicklung befind­liche, Systeme sind CMS zum Getriebeöl-Monitoring, die SHM-Überwachung von Rotorblättern sowie die Zustandsüberwachung der Tragstrukturen.

Betriebserfahrungen mit der Zustandsüberwachung von Windkraftanlagen

Olivier le Fevere de ten Hove

Die Zustandsüberwachung für Windkraftanlagen muss eine Frühwarnung bei anormalem Betriebsverhalten, eine zuverlässige Fehlererkennung, eine akkurate Fehlerdiagnose sowie die Möglichkeit umfassen, eine Vielzahl von Dateninputs zu bewältigen – und zwar zu betriebswirtschaftlich akzeptablen Kosten. Mustererkennung und intelligentes Data-Mining sind bewährte Verfahren, um die großen Datenmengen, die Windparks kontinuierlich generieren, in verwertbare Daten umzuwandeln. Dies ermöglicht dem Windparkbetreiber, Betrieb und Wartungsprozesse zu optimieren und die Auswirkungen von Ereignissen und Maßnahmen auf die Restlebensdauer der Anlage zu bewerten.

Optimierungspotenziale in der Rotorblattnabe: Batterie-Management für WEA vermeidet unerwartete Ausfälle, Ressourcenverschwendung und Kapitalbindung

Heiko Jungermann und Ingo Wahlers

Eine der wichtigsten Funktionen des elektrischen Pitchsystems bei Windenergieanlagen (WEA) besteht darin, die Rotorblätter bei einem Problem zu jeder Zeit in die Fahnenposition zu verfahren, um einen sicheren Anlagenstopp durchzuführen. Diese Sicherheitsfunktion muss auch dann gewährleistet sein, wenn keine Netzspannung für den Antrieb der Pitchmotoren zur Verfügung steht. Aus diesem Grund sind viele Anlagen mit elektrischen Pitchsystemen mit Akkumulatoren (Akkus) als Notstromversorgung ausgestattet, wobei die Batterien jederzeit die für einen schnellen Anlagenstopp notwendige Kapazität bereitstellen müssen. Mit einer wirksamen Strategie für das Management dieser Akkus können deren Lebenszeit sowie der wirtschaftliche Ertrag von WEA beträchtlich gesteigert werden.

Austausch von Hauptlagern der neuen Generation an FL2500 Windenergieanlagen

Jan Philipp Krämer und Walter Sucrow

Die technische Konzeption der FL2500 Wind­energieanlage basiert auf dem zentralen Element des Hauptlagers, das im Triebstrang die Hauptwelle ersetzt. In einem der höchstgelegenen Windparks Europas in Zentralbulgarien sind 29 Windenergieanlagen dieses Typs installiert und in Betrieb. An zwei Windenergieanlagen dieses Windparks sind Auffälligkeiten an den Hauptlagern aufgetreten, die auf Schäden schließen lassen. Der Instandhaltungsspezialist entwickelte ein technisches Konzept für die erforderliche Instandsetzung, unterstütze die technische Anpassung zwischen Windturbinenentwickler, dem Hersteller des Lagers und dem Betreiber und übernahm die Verantwortung für das Qualitätsmanagement.

Torrefizierte Biomasse: Das perfekte CO2 neutrale Kohlesubstitut reift heran

Michael Wild

Biomasseveredelung zu kohleähnlichem Brennstoff ist ein wichtiger FuE-Thema. Die heutige Reife der Torrefikationstechnik ermöglicht Produktion und Versorgung mit CO2 neutralem Brennstoff in industriellem Maßstab. Torrefikation setzt pflanzliche Biomasse Temperaturen von 250 bis 350 °C aus. Dies führt zu einer Erhöhung der Energiedichte, verbesserten Verbrennungseigenschaften, Reduktion der Mahlenergie und verbesserter Wasserbeständigkeit. Mehrere Torrefikationstechniken sind verfügbar. Pelletierung bzw. Brikettierung ist nötig, wenn das Produkt transportiert wird. Mehrere Anlagen mit 1 t/h Kapazität stehen in Betrieb und erste Anlagen industrieller Kapazität befinden sich in Errichtung.

Energetische Nutzung von Rasenschnitt in einer Biogasanlage

Saskia Oldenburg, Ole Heins und Kerstin Kuchta

Um Rasen zukünftig wirtschaftlich in einer Biogasanlage nutzen zu können, ist es entscheidend, das energetische Potential standortspezifisch prognostizieren zu können. Die Biomasse­erträge und -potentiale von Rasenschnitt wurden ermittelt und auf definierte Einflussfaktoren zurückgeführt. Die wichtigsten aus der Literatur identifizierten Einflussfaktoren sind Nutzung und Pflege des Rasens sowie das Rasenalter. Die Biogaspotentiale aus zwei Versuchsreihen liegen zwischen 340 bis 700 l/kg Trockensubstanz und decken sich mit bekannten Daten. Auf Basis der ermittelten Daten lässt sich zukünftig das Biogaspotential von verschieden Rasenflächen prognostizieren.

EnNa – Ein Projekt für nachhaltige Ernte von Holzbiomasse

Klaus von Wilpert, Christian Vonderach und Dietmar Zirlewagen

Aktuell steigt der Bedarf für Biomasseernte im Wald, wobei der Nährstoffexport mit Energieholz besonders hoch ist. Dadurch wird Nährstoffnachhaltigkeit zu einem kritischen Pro­blem. Jedoch ist die Holzernte nicht die einzige, und angesichts der Bodenversauerung durch Säuredeposition nicht die dominante Gefahr für die Nährstoffnachhaltigkeit. Anhand von Untersuchungen aus Baden-Württemberg, einem Teil des Deutschland weiten EnNa-Projekts, werden entsprechende Ergebnisse vorgestellt. Die Studie zeigte, dass bei den aktuellen Umweltbedingungen der vergleichsweise niedrige Nährstoffexport mit der Holzernte zur weiteren Verschlechterung der Bodenqualität beiträgt.

Biomasse-Silobrandbekämpfung

Thomas Wündrich und Jörg Kayser

Brände von Schüttgütern, die in Silo- oder Bunkeranlagen gelagert werden, stellen auf die Masse der Feuerwehreinsätze bundesweit gesehen insgesamt ein eher seltenes Ereignis dar. Unter bestimmten Randbedingungen können bei einem Silo- oder Bunkerbrand langwierige Brandbekämpfungsmaßnahmen erforderlich sein. Diese können wiederum nicht unerhebliche Beeinträchtigungen des Betriebsablaufs nach sich ziehen. Sowohl präventive Maßnahmen zur Brandvermeidung als auch Maßnahmen zur Intervention bei Brandereignissen sowie Erfahrungen aus Silobrandereig­nissen der Vergangenheit werden vorgestellt.