Ausgabe - VGB PowerTech Journal 8/2017

Energiewende als Ursache für die Aging Assets der Energiewirtschaft – die neuen Herausforderungen bei der Instandhaltung von Kraftwerken

Dr. Reinhard Maaß

Das Damoklesschwert der „Energiewende“ schwebt nachhaltig über Gegenwart und Zukunft. Durch den Investitionsstau für neue Anlagen droht dem Bestand thermischer Kraftwerke die Überalterung. Gleichzeitig stellt die Halbierung der Instandhaltungsmaßnahmen eine Bedrohung für die Versorgungssicherheit dar. In der Praxis bedeutet das: Kraftwerksbetreiber stellen Wartung und Instandhaltung zurück und fahren Anlagen auf Verschleiß. Das gefährdet die Energieversorgung in Deutschland und bedroht zugleich massiv Arbeitsplätze im Energiesektor wie auch im Anlagenbau. [weiter...]

Gasmotoren kombinieren Effizienz und Flexibilität in der Wärme- und Stromproduktion

Klaus Payrhuber, Martin Schneider, Herbert Schaumberger und Martin Thur

Mit dem Ausbau der erneuerbaren Energien bekommt die Betriebsflexibilität eine immer größere Bedeutung. In diesem Beitrag wird erörtert wie Gasmotoren Effizienz und Flexibilität kombinieren, um den wachsenden Anforderungen eines Kraftwerksbetriebs gerecht zu werden. Die Weiterentwicklung der großen Jenbacher Gasmotoren von GE ist auf die Steigerung des elektrischen Wirkungsgrades und die Steigerung der Wärmenutzung fokussiert. Dieser Beitrag beschreibt vier J920 FleXtra KWK Anlagen in Deutschland und Italien. Stadtwerke Rosenheim und Stapelfeld, die seit 2013 und 2015 in Betrieb sind, sowie das im Bau befindliche Projekt Kiel – das derzeit weltweit größte KWK Motorenkraftwerk – wurde als Mehrmotorenanlage für hohe Wärmenutzung und hohe Betriebsflexibilität sowie kurze Startzeit der Motoren von weniger als 5 Minuten ausgelegt.

Service- und Wartungsstrategien für den Betreiber von Industriedampfturbosätzen mittels Ti²MO („Total Independent Industrial Maintenance Optimisation“)

Matthias Humer

Service- und Wartungsstrategien für die Betreiber von Industriedampfturbosätzen müssen sich grundsätzlich von denen der Kraftwerksturbosätze unterscheiden, weil die eigentliche Energieerzeugung in der Industrie kein Kerngeschäft ist. Die Versorgungssicherheit von Prozesswärme und Prozessdampf genießt einen deutlich höheren Stellenwert. Ein auf die Bedürfnisse des Industriekunden abgestimmtes Service- und Wartungspaket kann dafür folgende Dinge im Bereich der Energieerzeugung leisten: Die Bündelung verschiedener Serviceangebote und Produkte zur Verbesserung seiner Performance und zur Verringerung seines Anlagenrisikos, Etablierung von mittel- und langfristige (Service) Verträge, die Kostensicherheit und -transparenz erlauben, den komplexen Prozessen angepasste Produkte und Dienstleistungen, Aufbau eines Condition Monitorings, welches verlässliche Daten und Informationen über den Zustand der Anlagenteile – und damit Planungssicherheit – liefert.

Insbesondere das Thema „Instandhaltung“ soll an dieser Stelle näher beleuchtet werden.

INKaS-SmartLast – Software- & hardwarebasiertes Gesamtsystem zum Pooling von dezentralen Speicherkapazitäten zur Vermarktung am Primärregelenergiemarkt

Florian Loosen

Infolge des Ausbaus der erneuerbaren Energien in Deutschland ist ein rapides Ansteigen von Situationen mit einem Über- bzw. Unterangebot an Strom innerhalb des Übertragungsnetzes zu verzeichnen. Zum Ausgleich dieser Situation werden zukünftig verstärkt Batterien eingesetzt. Vor diesem Hintergrund haben sich die drei mittelständischen Unternehmen PEUS-Testing GmbH, PA-ID GmbH und SIPE GmbH zusammengeschlossen, um ein neuartiges Technologiekonzept zum Pooling von dezentralen Batteriespeicherkapazitäten zur Teilnahme am Primärregelleistungsmarkt zu entwickeln. Grundlage des derzeit in der Entwicklung befindlichen Technologiekonzepts ist die SmartBattery. Die dezentrale Batterie hat eine Mindestgröße von 30 kWh.

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Berechnung des Beitrags zyklischer Lastwechsel zur äquivalenten Betriebszeit von Turbogeneratoren mit dem Rainflow-Zählverfahren

Gunnar Löhning, Kai Kamphöfener und Dietmar Haake

Die äquivalente Betriebszeit ist eine wichtige Kenngröße zur Festlegung der Revisionsintervalle für Turbogeneratoren. Diese Kenngröße berücksichtigt Zeiten im Leistungs- und Drehwerksbetrieb, die Anzahl der Starts sowie die Belastung des Generators durch Lastwechsel. Nachfolgend soll speziell der Beitrag von Lastwechselzyklen zur äquivalenten Betriebszeit genauer betrachtet werden. Dabei wird zunächst die Anwendung eines Zählverfahrens zur Ermittlung der Lastwechselzyklen aus den Betriebsdaten beschrieben, welches auch die Analyse von Messdaten mit kompliziertem zeitlichen Verlauf ermöglicht. Darauf aufbauend wird ein modifizierter Bewertungsansatz mit einer separaten Berechnung der äquivalenten Betriebszeit für Generatorständer und -läufer vorgestellt. Die Anwendung des Verfahrens wird abschließend anhand eines praktischen Beispiels demonstriert.

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Die Genehmigung, die Fahrweise sowie die Regel- und Leittechnik einer Anlage beim Ein-Mühlenbetrieb

Hans Christian Schröder und Christian Gerber

Fluktuierend eingespeister Strom erfordert zunehmend technische Betriebsänderungen an thermischen Grundlast-Kraftwerken. Diese werden flexibler und vermehrt im unteren Teillastbereich gefahren. Um das sicher, umweltschonend und wirtschaftlich zu realisieren, können Anlagen auf den Betrieb mit nur einer statt mehrerer Kohlemühlen umgestellt werden. Gerade ältere Kraftwerke sind dafür aufgrund der robusteren Konstruktion oft besser geeignet. Der Ein-Mühlen-Betrieb hängt stark von der Konstruktion des Feuerungsraums ab. Die Tangentialfeuerung ist besonders geeignet, weil der Feuerungsraum als ein Gesamtbrenner betrachtet werden kann.

Hochdruck-SCR für leistungsstarke Zweitaktmotoren und ein Vergleich mit herkömmlichen SCR-Anwendungen mit hohen Staubkonzentrationen

Wolfgang Schüttenhelm, Claas Günther und Ralf Jürgens

Im Rahmen der Absenkung der NOx Grenzwerte sind auch Motorkraftwerke mit Entstickungsmaßnahmen nachzurüsten. Neu dabei ist in Europa die Installation von SCR (Selective Catalytic Reduction) hinter Zweitaktmotoren, da die Entstickungsanlage bei Überdruck betrieben werden muss. Die beiden Prozessvarianten einer klassischen High-Dust und einer Hochdruck SCR werden vergleichend betrachtet. Durch dies neu in das System eingebrachten Speicher liegt eine direkte Beeinflussung des Kraftwerksprozesses vor. Es ergeben sich beim Design der beiden Prozessvarianten Unterschiede, die es zu beachten gilt. Wesentliche Parameter und Erfahrungen mit der ersten derartigen Referenzanlage von ERC Technik werden in diesem Artikel vorgestellt.

Über die Robustheit von Wasseraufbereitungssystemen für die Zusatzwasseraufbereitung

Marc Slagt und Jochen Henkel

Der heutigen Generation an Ingenieuren steht eine breite Palette an Wasseraufbereitungstechnologien zur Verfügung, die deutlich größer ist als vor 40 Jahren. Die Herausforderung besteht darin eine gesunde Balance zwischen der benötigten Robustheit und den damit verbundenen höheren Kosten zu finden. Es gibt keine klaren Richtlinien oder Werte darüber, wie Robustheit quantifiziert werden kann. Vielmehr wir die Robustheit eines Systems erst nach Inbetriebnahme und im langjährigen Betrieb wertgeschätzt bzw. erst dann wahrgenommen, wenn die Leistung nicht den Erwartungen entspricht und den Betreiber vor weitreichende Probleme stellt. Diese Publikation beschreibt, was aus unserer Sicht ein robustes System auszeichnet und wie ein System in Bezug auf dessen Funktionalitäten einzuschätzen ist. In unserem Beispiel decken wir nicht alle Technologien ab, sondern fokussieren uns auf Ultrafiltration, Ionenaustausch und Umkehrosmose zur Zusatzwasseraufbereitung.

Simulatorunterstütztes Training und Engineering

Wolfgang Wischert

Die zuverlässige Steuerung aller Betriebs- und Notfallsituationen unter strikter Einhaltung aller Regeln und Vorschriften ist Teil der grundlegenden Anforderungen an die Ausbildung des Bedienpersonals von technischen Anlagen. Für diese Aufgaben stehen in vielen Bereichen Simulatoren zur Verfügung, die mit modernsten Technologien ausgestattet sind. Simulatoren bilden das Originalsystem ab. Das Bedienpersonal begegnet den gleichen Arbeitsbedingungen und Anforderungen, die in der realen Anlage auftreten können. Vorgestellt werden erweiterte Möglichkeiten der Verwendung von Trainings-Simulatoren als erweiterte Prüfstelle für die Vorerprobung von Anlagenänderungen in konventionellen und nuklearen Kraftwerken. Auf der „1. European Power Plant Simulator User Conference“ werden neue Trends und Entwicklungen in der simulatorunterstützten Schulung präsentiert.

Windenergie in Deutschland und Europa – Status quo, Potenziale und Herausforderungen in der Grundversorgung mit Elek­trizität. Teil 1: Entwicklungen in Deutschland seit dem Jahr 2010

Thomas Linnemann und Guido S. Vallana

Eine wesentliche physikalische Eigenschaft der Windenergie ist ihre starke raumzeitliche Variation aufgrund der Fluktuationen der Windgeschwindigkeit. Im Ergebnis ist die aufsummierte eingespeiste Leistung der europaweit über mehrere tausend Kilometer sowohl in Nord-Süd-als auch Ost-West-Richtung verteilten Windenergieanlagen hoch volatil, gekennzeichnet durch ein breites Leistungsspektrum. Die Erwartung einer deutlichen Glättung der großflächigen Gesamtleis-tung tritt nicht ein. Damit wird eine quasi 100%ige Backup-Kapazität erforderlich. Im in der Vorbereitung befindlichen Teil 2 der Studie wird die gesamteuropäische Situation analysiert.