Ausgabe - VGB PowerTech Journal 7/2020

Stromversorgung in Zeiten von Corona und COVID-19

Christopher Weßelmann

Die weltweite Verbreitung des Corona-Virus und die damit verbundenen direkten und indirekten Folgen und Auswirkungen bestimmen seit dem Frühjahr dieses Jahres unser Leben. Die Pandemie und die Covid-19-Erkrankungen haben eine für unsere moderne Gesellschaft bislang beispiellose globale Gesundheits- und Wirtschaftskrise ausgelöst. Der Coronavirus, nach derzeitigem Wissensstand erstmals in den frühen Tagen dieses Jahres in Wuhan, China, mit einem lokalen Ausbruch wahrgenommen, bestimmt privates, gesellschaftliches, wirtschaftliches und politisches Leben.[weiter...]

Technisches Risikomanagement von Wasserkraftwerken

Wolfgang Hamelmann, Klaus Engels und Peter Struckmann

Beim Betrieb und der Instandhaltung eines großen Portfolios von Wasserkraftanlagen besteht die Herausforderung für den Eigentümer und Betreiber darin, zu entscheiden, welche Investitionen zur Risikominderung und welche Instandhaltungsmaßnahmen wann an erster Stelle stehen sollten. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Ressourcen an Personal und Budgets begrenzt sind und die Rentabilität der Anlagen optimiert werden muss. Die Situation erfordert eine effiziente und rationale Priorisierung von Aktivitäten und eine entsprechende Zuweisung von Budgets. Aber wie können die richtigen Kriterien und Investitionsprinzipien bestimmt werden, wenn das Gesamtziel ein sicherer, zuverlässiger, konformer und wirtschaftlicher Betrieb der Anlagen ist? Dieser Beitrag skizziert, wie ein Anlagen-Risikomanagementsystem bei dieser Bestimmung unterstützen kann.

Download [2,3 MB]

Optimierte Instandhaltungsstrategien in der thermischen Abfallverwertung
Künstliche Intelligenz und High Quality Key Performance Indicators steigern Verfügbarkeit

Mariusz Maciejewski und Harald Moosandl

Thermische Abfallbehandlungsanlagen (TAB) sind derzeit nahezu ausgelastet und arbeiten zumeist mit maximaler Verwertungskapazität. Nach technischen Optimierungen in den letzten Jahren ist eine weitere Steigerung des Durchsatzes meist nur durch eine Erhöhung der Betriebsstunden und damit einer Reduzierung der Stillstandzeiten möglich. Diese Ziele sind vor allem mit optimierten Strategien wie einer prädiktiven und damit zustandsorientieren Instandhaltung zu erreichen. Eine innovatives System der STEAG Energy Services GmbH (SES), das die MVV Umwelt, eines der führenden Unternehmen der Branche in Europa, in ihren Anlagen einsetzt, zeigt bereits, wie innovative und leistungsfähige Methoden in der Praxis genutzt werden können. Eine wesentliche Voraussetzung hierfür ist eine kontinuierliche Prozessgüte- und Zustandsüberwachung von Anlagen und Komponenten in TAB. Eine zentrale Herausforderung besteht dabei darin, aus der Fülle an Prozessdaten, die moderne Leitsysteme bereitstellen, zuverlässig Auffälligkeiten und auch schleichende Veränderungen zu identifizieren, um hierauf früh- und damit rechtzeitig reagieren zu können. Eine entscheidende Basis hierfür schaffen Methoden zur physikalischen Modellbildung in der prädiktiven Instandhaltung. Wegweisende Technologien wie Big Data und Machine Learning ermöglichen es in Kombination mit KI-Methoden überdies, die Verfahren zur Modellbildung und damit die Ermittlung von Referenzwerten zur Echtzeitüberwachung von TAB weitestgehend zu automatisieren. Von solchen Entwicklungen profitieren letztendlich vor allem die Anwender und damit die Betriebsführung und Instandhaltung in TAB.

Feuerfeste Auskleidungen unter thermomechanischen Gesichtspunkten

Holger Leszinski und Martin Breddermann

Die Auslegung feuerfester Strukturen erfolgt üblicherweise aufgrund von Forderungen, die auf die zu erwartende Ofenatmosphäre zugeschnitten werden müssen: Dichtigkeit, thermische und chemische Verträglichkeiten, Minimierung der Wärmeverluste etc. Diesbezügliche Erfahrungswerte des Konstrukteurs und Wärmedurchgangsberechnungen am regulären Schichtaufbau sollen dafür sorgen, dass auf die fertiggestellte Anlage Verlass ist. Thermomechanischen Vorgängen hingegen wird vergleichsweise wenig Aufmerksamkeit gewidmet. Oftmals sind es Zwangsspannungen – im Betrieb hervorgerufen durch behinderte Temperaturverformung und zum Teil um ein Vielfaches höher als Spannungen infolge Eigenlasten oder Ofeninnendruck – welche Anlagenteile „in die Knie zwingen“ können. Selbst nach Eintreten derartiger Versagensfälle werden die Ursachen häufig an falscher Stelle gesucht, unter anderem weil die thermomechanischen Wechselwirkungen der einzelnen Strukturkomponenten nicht bekannt sind oder unterschätzt werden. Selbstverständlich kann man sich dem Komplex Feuerfestbau mit seinen auch in thermomechanischer Hinsicht zahllosen Unwägbarkeiten nur annähern; dazu werden im vorliegenden Beitrag die grundlegenden Mechanismen erläutert, beispielhafte thermomechanische Betrachtungen verschiedener Konstruktionsbeispiele aufgezeigt, und die daraus ableitbaren Möglichkeiten zur Optimierung der Sicherheit und Langlebigkeit dargelegt.

Thermische Turbomaschinen
Beratungsleistung für den Anlagenbetreiber

Gerald Kulhanek, Michael Schwaiger, Dominik Franzl und Leonhard Franz Pölzer

In vielen Betriebsanlagen stellen die Thermischen Turbomaschinen die Kernkomponente dar. Nach eingetretenen Schäden, bei Revisionen, bei großen Revamp/Retrofit Projekten aber auch bei Neuanschaffungen, besteht seitens der Anlagenbetreiber häufig Interesse daran für einen begrenzten Zeitraum Beratungsleistungen von externen Beratungsunternehmen anzunehmen. Der Turbomaschinenmarkt ist in den letzten Jahren und Jahrzehnten durch starke Veränderungen geprägt worden. Dadurch entsteht ein Bedarf an unabhängigen technischen Beratungsleistungen im Bereich Thermische Turbomaschinen, die Anlagenbetreiber in Projekten mit Fokus auf die Kernkomponente Thermische Turbomaschine bei gleichzeitiger Mitbetrachtung der Peripherie in verschiedenen Projektphasen unterstützen. In diesem Beitrag werden die wesentlichen Voraussetzungen definiert und erläutert, die ein Turbomaschinenberatungsteam erfüllen sollte, um eine nachhaltige Partnerschaft mit einem Anlagenbetreiber gewährleisten zu können. Basierend auf langjähriger Praxiserfahrung wird die Bandbreite an Aufgabenstellungen, bei denen sich die Inanspruchnahme von Beratungsleistungen im Bereich Thermischer Turbomaschinen bewährt hat vorgestellt, sowie dabei entwickelte Lösungspraktiken aufgezeigt.

Stellungnahme zum IT-Sicherheitsgesetz 2.0

Stefan Loubichi

Im Juli 2015 wurde das (erste) IT-Sicherheitsgesetz (IT-SIG) in Kraft gesetzt. Es war ein wichtiger erster Meilenstein, mit der die Bundesrepublik Deutschland zum Vorreiter in Sachen IT-Schutz in der Europäischen Union wurde. Wie gut die Bundesrepublik Deutschland war, lässt sich auch daran erkennen, dass das europäische Pendant, die NIS Direktive erst im Jahr 2017 in Kraft trat. In diesem Beitrag wird der Entwurf des ITR-Sicherheitsgesetzes 2.0 vorgestellt, der im Mai 2020 veröffentlicht wurde. Es wird erwartet, dass der Entwurf mit leichten Änderungen bis Ende des Jahres in Kraft treten wird. Sowohl die Betreiber als auch die Hersteller von Kernkomponenten müssen sich mit neuen (gesetzlichen) Anforderungen an ihre IT-/OT-Systeme auseinandersetzen. Mögliche Konsequenzen werden in diesem Beitrag dargestellt. Natürlich gibt es im IT-Sicherheitsgesetz 2.0 noch Verbesserungsbedarf. Aber das neue IT-Sicherheitsgesetz 2.0 wird helfen, die Sicherheit von morgen zu erreichen.

Download [1,4 MB]

Das Biofficiency Projekt | Teil 1: Umgang mit aschebedingten Herausforderungen in biomassebefeuerten Heizkraftwerken

Lynn Hansen, Thorben de Riese, Richard Nowak Delgado, Timo Leino, Sebastian Fendt, Pedro Abelha, Hanna Kinnunen, Partik Yrjas, Flemming Frandsen, Bo Sander, Frans van Dijen und Hartmut Spliethoff

Das von der EU geförderte Projekt Biofficiency entwickelte einen Entwurf für die nächste Generation von Biomasse-gefeuerten Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen, die mit Brennstoffen niedriger Qualität arbeiten und eine sichere und nahezu kohlenstoffneutrale Stromerzeugung gewährleisten. In diesem ersten Teil einer Reihe von zwei Publikationen wird eine Zusammenfassung der Aktivitäten zur Bewältigung aschebedingter Probleme in biomassegefeuerten Kesseln gegeben. Die drei untersuchten thermochemischen Vorbehandlungsmethoden, Torrefizierung, hydrothermale Karbonisierung und Dampfexplosion erwiesen sich als geeignet, um Reststoffe durch eine Erhöhung der Energiedichte und Verbesserung der Lager- und Handhabungseigenschaften zu Veredeln. In Versuchen vom Labor- bis zum Vollmaßstab in Staubfeuerungs- und Wirbelschichtanlagen wurden aschebedingte Probleme bei der Biomasseverbrennung wie Depositionen, Feinstaubbildung und Korrosion untersucht. Bei Versuchen in Wirbelschichtsystemen wurde eine Optimierung der Additivzusammensetzung durchgeführt, wobei sich elementarer Schwefel als der kostengünstigste Zusatzstoff für diesen Fall herausstellte. Es konnte gezeigt werden, dass die Vorbehandlung von Stroh durch Torrefizierung in Kombination mit einem Waschschritt eine wesentlich geringere Menge an Additiven erfordert, die während der Verbrennung zugegeben werden muss. Biomasseaschen aus verschiedenen Quellen wurden auf der Basis ihrer Zusammensetzung und möglicher Verwertungswege klassifiziert, um künftig eine umweltschädliche Deponierung von Biomasseaschen zu vermeiden. Es wurden innovative Nutzungsoptionen identifiziert, wie z.B. die Verwendung von Biomasseaschen in Baustoffen oder die Rückgewinnung von Nährstoffen.

100 Jahre VGB: Eine Zeitreise | Wasserkraft

  • Entwicklungspotentiale in der Wasserkraft
    E. Göde
  • Wasserkraft: Herausforderungen in Europa
    Michel Vogien und Hans Peter Sistenich
  • Know-how-Erhalt und Qualitätssicherung bei Wasserkraftanlagen
    Josef F. Ciesiolka und Hans-Christoph Funke