Kurzfassungen - VGB PowerTech Journal 11/2010

Neue Entwicklungen in der Kraftwerkstechnologie Carbon Capture and Storage (CCS) - eine Zukunftslösung?

Reinhardt Hassa

Weltweit müssen die CO2-Emissionen im Hinblick auf den Klimawandel gesenkt werden. Chance und Aufgabe der Stromerzeugung ist es, mit richtungweisenden Technologien und Innovationen die Zukunft mitzugestalten. Dieses Ziel werden wir erreichen, indem wir das Erzeugungsportfolio im Hinblick auf erneuerbare Energien, Nuklearenergie und CCS-Technologie entwickeln sowie die Energieeffizienz verbessern. Dabei wirft die in der Entwicklung befindliche CCS-Technologie Fragen auf, die aber auch lösbar sind. Vattenfall demonstriert mit seiner Roadmap und seinen Projekten den Fortschritt bei der CCS-Technologieentwicklung.

Besonderheiten von Feuerungen in Oyfuel-Dampferzeugern und Auswirkungen auf Auslegung und Betrieb

Thomas Wild, Steffen Lysk, Frank Kluger und Helmut Bischoff

Der Oxyfuel-Prozess ist eine Prozessvariante zur Abscheidung von CO2 bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe. Vorteil des Oxyfuel-Prozesses ist der im Vergleich zu konventionellen Kohlekraftwerken quasi identische Wasserdampfkreislauf. Neu ist der Oxyfuel-Dampferzeuger mit seiner Prozessführung und mehr Freiheitsgraden für die Auslegung des Feuerungssystems. Die vorgestellte Auslegung zukünftiger Oxyfuel-Dampferzeuger basiert auf erprobter Technik, theoretischen Überlegungen zur Oxyfuel-Verbrennung und den Erfahrungen der 30-MW-Oxyfuel-Forschungsanlage in Schwarze Pumpe.

Intuitive Bedienerführung durch neue Prozessvisualisierung

Martin Hollender, Dirk Stevens und Kati Langlotz

Der Mensch ist als zentraler Entscheidungsträger in der Leitwarte von Kraftwerken trotzt des erzielten Automatisierungsgrades unverzichtbar. Zur effektiven Unterstützung der Anlagenfahrer bei wichtigen Ereignissen mit einer möglichen Vielzahl von Meldungen müssen ihm die Informationen angeboten werden, die ihm die Problemlösung erleichtern. Daher müssen Maßnahmen implementiert werden, um ein sinnvolles Alarmsystem einzurichten. Damit wird in Kombination mit neuen Prozessdarstellungen eine Prozessvisualisierung realisiert, die eine intuitive Bedienerführung ermöglicht.

Mega-Komponenten aus Stahlguss für die Kraftwerkstechnik

Reinhold Hanus

Die Gießereigruppe der voestalpine mit den österreichischen Standorten in Linz und Traisen erzeugt schweren Stahlguss für einen breiten Bereich der Kraftwerkstechnik. In der Gruppe kann ein Gewichtsbereich zwischen 1 und 200 t abgedeckt werden. Jeder dieser Märkte hat seine besonderen Herausforderungen. Vorgestellt werden Besonderheiten, die eine Großstahlgießerei im Bereich der Dampfkraftwerke zu bewältigen hat. Exemplarisch wird dies anhand von Dampfturbinen für Kraftwerke im obersten Leistungssegment (bis 1.600 MW) dargestellt.

Revisionsempfehlungen für Turbinengeneratoren

Ulrich Groß und Jörg Emmerich

Die vorgestellte Veröffentlichung setzt die ältere VDEW-Richtlinie "Empfehlungen für die Revisionsintervalle von Turbogeneratoren" fort und berücksichtigt dabei die heute verfügbaren erweiterten Möglichkeiten von Monitoring- und Diagnosesystemen. Relevante Untersuchungsmethoden für verschiedene Generatorkomponenten werden aufgeführt. Die Empfehlungen für Revisionsintervalle werden in Bezug auf Einfluss von Leistungsbetriebszeit, Drehwerksbetriebszeit und Anzahl von Starts entsprechend dem Erfahrungsgewinn und neuerer Entwicklungen modifiziert. Die Schwachstellenanalyse basiert auf einer Auswertung einer vom VGB geführten Generatorschadensdatenbank.

Großschäden an Dampfturbosätzen - Ursachen, Reparaturen, Weiterbetrieb

Stefan Thumm, Martin Eckel und Rüdiger Beauvais

Massive Schäden an Hauptkomponenten von Dampfturbinen müssen nicht zwangsläufig zum Austausch der betroffenen Komponente führen. Mit entsprechenden Engineering- und Fertigungsressourcen ist oftmals eine vorläufige oder endgültige Reparatur möglich, die auch die Ursache der Schäden mitberücksichtigt, um so einen Wiederholungsschaden zu vermeiden. Dabei ist es gemeinsame Aufgabenstellung von Betreiber, Hersteller und Versicherung eine Balance aus Kosten, Zeitaufwand und Risiko zu erreichen.

Modellbasierte Prozessführung und Prozessoptimierung von Großdampferzeugern

Wolfgang Kästner, Rainer Hampel, Tom Förster, Matthias Freund, Dietmar Haake, Heiko Kanisch, Ulrich-Steffen Altmann und Frank Müller

Im Rahmen eines BMBF-geförderten Verbundprojektes erfolgte die Entwicklung von Algorithmen zur optimierten Prozessführung von Großdampferzeugern. Im Vordergrund stand die Reduzierung der Hochtemperaturkorrosion an den Membranwänden von braunkohlebefeuerten Dampferzeugern. Im Ergebnis wurde ein Demonstrator entwickelt und im Frühjahr 2009 in einem Braunkohlekraftwerk der Vattenfall Europe Generation erfolgreich in Betrieb genommen. Die Funktionsweise wurde nachgewiesen. Die Weiterentwicklung u.a. für einen operativen Betrieb ist Gegenstand weiterführender Arbeiten.

Zustandsüberwachung, Diagnostik und Regelung für Kesselspeisepumpen

Sohail Ahmed, Reinhard Leithner und Günter Kosyna

Für Kesselspeisepumpen sind hohe Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit für den flexiblen Kraftwerksbetrieb unerlässlich. Vorgestellt wird ein Verfahren zur Zustandsüberwachung, Diagnostik und Regelung, mit dem die Probleme in Zusammenhang mit Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit, sowie optimalem Betrieb einer Kesselspeisepumpe gelöst werden können. Mit dem Verfahren wird ein Werkzeug bereitgestellt, das den Lebensdauerverbrauch aufzeichnet, sowie Handlungsvorschläge liefert, die einen Betrieb der Pumpe innerhalb der zulässigen Auslegungstoleranzen gewährleisten.

Reparaturschweißung eines rissbehafteten Niederdruckläufers

Andreas Nowi, Klaus Herzog, Sorin Keller und Thomas Michalski

Im Kraftwerk West Block 2 der 1971 in Betrieb genommenen 350-MW-Kondensationsturbine in MAN-Bauart zeigte sich ein kontinuierlicher deutlicher Anstieg der Wellenschwingungen. Die Ursache wurde systematisch untersucht und es wurde ein umlaufender Wellenriss im Bereich der generatorseitigen Endstufe festgestellt. Aufgrund von Randbedingungen wurde eine Reparaturlösung entwickelt, die das Anschweißen eines neuen Wellenabschnitts an den vorhandenen Läufer umfasste. Schadenbild und Schadenursache werden diskutiert und die ent-
wickelte Reparaturlösung präsentiert.

Neue Wege zur Leistungssteigerung der Mahlanlagen an den 600-MW-Blöcken im Kraftwerk Weisweiler

Bernhard Röper, Alex Knobloch, Thomas Krause und Tieu Le Van

An den Blöcken G und H im Kraftwerk Weisweiler kam es zu Lasteinschränkungen, die durch eine Leistungsbegrenzung der Mahlanlagen infolge sich verschlechternder Brennstoffeigenschaften hervorgerufen wurden. Eine daher anzustrebende Leistungssteigerung der Mahlanlagen sollte nicht nur durch eine Steigerung des Druckaufbaus der Mahlanlage erreicht werden, sondern durch eine Reduzierung des inneren Druckverlustes bzw. des Strömungswiderstands in der Mahlanlage. Durch die gewählte Umbauvariante konnten mit einem Drittel der ursprünglich veranschlagten Investitionskosten alle vertraglich vereinbarten zugesicherten Eigenschaften erfüllt werden.

Xwin - Neue Technologie zur Verlängerung der Lebensdauer von Verschleißsteilen in Vertikal-Rollenmühlen auch Walzenschüsselmühlen genannt

Oswald Velz und Franz-Josef Hülsbusch

Die Xwin®-Technologie trägt dazu bei, die Standzeiten von Verschleißteilen in Vertikal-Rollenmühlen bedeutend zu verlängern. Der Kompositwerkstoff erreicht eine Lebensdauer, die um das Dreifache höher liegt, als bei einem normalen Chromgussstahl. Auch zu der Auftragsschweißung werden mittlerweile doppelte Standzeiten erreicht. Durch die längere Lebensdauer werden Materialkosten gesenkt und die Intervalle für den Verschleißteilwechsel verlängert. Das Verschleißprofil lässt zudem auf verfahrenstechnische Vorteile schließen, wie die Produktionssteigerung der Mahlanlage oder eine verbesserte Aufmahlung der Kohle.

Untersuchungen an Drallbrennern bei der Verbrennung von Kohle und Biomasse für direkt und indirekt betriebene Feuerungssysteme

Tanja Weirich, Alfons Leisse, Jürgen Niesbach, Christian Kuhr und Hans-Joachim Koczorowski

Auf der Basis experimenteller Flammenuntersuchungen wurde das Leistungspotenzial von DS®-Brennern bei Einsatz unterschiedlicher Brennstoffe in einem weiten Lastbereich nachgewiesen. Für die Untersuchung des Abbrandverhaltens und der in der Flamme entstehenden Rauchgasspezies sowie der messbaren, effektiven Wärmestromdichten wurde ein DS®-Brenner mit einer thermischen Leistung von 35 MW in einer Versuchsbrennkammer installiert. Auf Basis der DS®-Brennertechnologie wurde der DS®T-Brenner für den Einsatz von Trockenbrennstoffen unterschiedlicher Art, wie sie zum Beispiel auch für den Oxyfuel-Prozess eingesetzt werden, entwickelt.

Auswirkungen einzelner Parameter auf das Verhalten von Quecksilber in kohlebefeuerten Kraftwerken

Harald Thorwarth

In konventionellen thermischen Kraftwerken werden dem Prozess mit dem Brennstoff neben den organischen Bestandteilen auch anorganische Bestandteile und Spurenelemente wie Quecksilber zugeführt, das den Prozess mit der Kessel- oder Flugasche, dem Gips und dem Abwasser aus der Rauchgas-Entschwefelungsanlage oder mit dem gereinigten Abgas durch den Kamin verlassen kann. Das Verhalten von Quecksilber im Kraftwerksprozess wird dabei von einer Reihe von Parametern beeinflusst, deren Bedeutung und Einfluss vorgestellt und diskutiert werden.

Der Verbleib von Quecksilber in niederländischen Kohlekraftwerken

Henk te Winkel

Rund 30 % der niederländischen Stromerzeugung basiert auf importierter Kohle. Gleichzeitig spielt die Mitverbrennung von Biomasse eine zunehmend wichtige Rolle. In den letzten 25 Jahren wurde das Verhalten der (Spuren-)Elemente im Allgemeinen und insbesondere von Quecksilber sehr gründlich untersucht. Die Ergebnisse der Untersuchungen zeigen, dass die Quecksilberabscheidung bei der Biomasse-Mitverbrennung eine ähnliche Größenordnung aufweist wie im Durchschnitt bei reiner Kohlefeuerung.