Kurzfassungen - VGB PowerTech Journal 11/2011

ZEP Kostenreport zu CO2-Abscheidung, -Transport und -Lagerung

Lars Strömberg und Heinz Bergmann

Die an der Zero Emissions-Plattform (ZEP) mitwirkenden Unternehmen, Wissenschaftler und Nicht­regierungsorganisationen haben eine wegweisende Studie zu den Kosten von CO2-Abscheidung, -Transport und -Speicherung (CCS) vorgelegt. Basis sind neue Daten bestehender Pilotanlagen sowie von Demonstrationsvorhaben der ZEP-Mitglieder. Für marktreife Kraftwerke ergeben sich mit Inbetriebnahme Mitte der 2020er-Jahre Break-even-Punkte für CCS bei CO2-Preisen von etwa 35 €/t CO2 für Kohlekraftwerke und 90 €/t CO2 für mit Erdgas befeuerte Kraftwerke.

Solarthermische Kraftwerksanlagen - Hybrid- und Stand-alone-Lösungen

Christoph Guder und Dirk-Uwe Neumann

Solarthermie kann bei der Nutzung von erneuerbaren Energien zur Stromerzeugung einen wichtigen Beitrag leisten. Dabei sind Solarthermie-Hybrid- als auch Stand-alone-Lösungen technische Optionen. Reine solarthermische Kraftwerke bieten den Vorteil, den Standort in Abhängigkeit der Strahlungsbedingungen, Landverfügbarkeit und Landbeschaffenheit frei wählen zu können. Hybrid-Lösungen aus solarthermischen Anlagen und fossil befeuerten Kraftwerken ermöglichen einen planbaren Betrieb. Durch die Mitnutzung der hoch effizienten Kraftwerkskomponenten lassen sich bei diesen solaren Stromgestehungskosten deutlich reduzieren.

T24 aus Betreibersicht und Erfahrungen in RWE-Projekten

Ralf Nowack

Die geänderten Marktanforderungen nach effizienteren und flexibleren Kraftwerken stellen die europäischen Kraftwerksbetreiber vor eine der größten Herausforderungen. Die deutliche Steigerung der Wirkungsgrade bei gleichzeitiger Flexibilisierung erfordert u.a. hinsichtlich der Auswahl geeigneter Werkstoffe ein besonderes Augenmerk. Die RWE Technology hat sich organisatorisch frühzeitig auf diese Herausforderungen vorbereitet, um gezielt bei Projekten reagieren zu können. Anhand der Qualitätsmängel im Zusammenhang mit dem Membranrohrwerkstoff T24, der in heute in Europa im Bau befindlichen Stein- und Braunkohlekraftwerken zum Einsatz kommt, wird eine aktuelle Umsetzung vorgestellt.

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Dampfseitiges Oxidationsverhalten austenitischer Kesselrohre

Gereon Lüdenbach und Peter Körner

Zur Realisierung höherer Dampfparameter in Kraftwerken werden für die thermisch hochbeanspruchten konvektiven Bündelheizflächen austenitische Chrom-Nickel-Stähle eingesetzt, die sowohl eine hohe Zeitstandfestigkeit als auch eine gute dampfseitige Oxidationsbeständigkeit aufweisen. Erste eingesetzte Rohre zeigten dampfseitige Probleme. Infolge dieser mussten die Rohre mit modifiziertem Werkstoff ausgetauscht werden. Ergebnisse sowohl aus ersten Betriebsphasen als auch von laufenden Forschungsvorhaben zeigen positive Resultate. Empfohlen werden weitere Laborversuche sowie regelmäßige Kontrolluntersuchungen bereits betriebsbeanspruchter Bündelrohre.

Anforderungen an die bauliche Instandhaltung in Kraftwerken

Dieter Lehnen und Martin Demmer

Bauliche Instandhaltungsmaßnahmen in Kraftwerken erfolgen nicht selten erst nachdem Schäden drohen oder eingetreten sind, die sich auf den Kraftwerksbetrieb auswirken. Derartige Störereignisse sind bei vorausschauender baulicher Instandhaltung weitestgehend vermeidbar. Aufgrund der großen sicherheitstechnischen und wirtschaftlichen Relevanz werden Anforderungen an die bauliche Instand­haltung formuliert und die Grundzüge eines Lebensdauermanagements skizziert.

Prüfung einer Dampfkesselbaugruppe vor Inbetriebnahme - Ein aktueller Erfahrungs-bericht einer zugelassenen Überwachungsstelle (ZÜS)

Uwe Rechtien, Michael Schuknecht und Gerhard Dreier

Die Prüfung vor Inbetriebnahme gemäß § 14 Betriebssicherheitsverordnung durch eine zugelassene Überwachungsstelle stellt einen wichtigen Prozessschritt im Rahmen der Inbetriebsetzung und Inbetriebnahme eines Kraftwerks dar. Bei der Inbetriebnahme von Block D des GuD-Kraftwerks Lingen standen hierbei die Handlungsstränge des Herstellers mit seiner benannten Stelle einerseits und die des Betreibers mit seiner zugelassenen Überwachungsstelle andererseits in Wechselwirkung. Durch einen frühzeitig initiierten Abstimmungsprozess wurden Schnittstellen und jeweilige Arbeitsumfänge definiert.

Sumitomo‘s Forschungs- und Entwicklungs-aktivitäten für Fortgeschrittene-Ultra-Überkritische-Dampfkessel

Hidenori Ogawa, Hirokazu Okada, Hiroyuki Hirata, Hiroyuki Semba, Masaaki Igarashi und Hiroshi Matsuo

Neue Nickelbasislegierungen sind für fortgeschrittene ultra-super-kritische Kraftwerke mit Dampftemperaturen oberhalb von 700 °C zwingend erforderlich. Die entwickelte Nickelbasislegierung HR6W mit 23Cr-45Ni-7W und verstärkt durch Fe2W-Typ Laves-Phasen und M23C6 bietet eine mögliche Option für dickwandige Komponenten. Nachweise zu Kriech- und Zeitstandfestigkeit wurden erbracht. Ein weiterer Nickelbasiswerkstoff als mögliche Alter­native zu Alloy 617 für den Temperaturbereich bis 7000 °C ist HR35 mit 30r-50Ni-W.

V&Ms innovative Beiträge zu den Herausforderungen aktueller und zukünftiger konventioneller Kraftwerke

Alain Dieulin, Carine Lanier, Marco Subanovic, Vida Knezevic, Emmanuel Cini und Andre Schneider

Vallourec & Mannesmann Tubes (V&M) unternimmt im Bereich der Forschung und Entwicklung große Anstrengungen, um für künftige Kraftwerke neue ferritische und austenitische Stähle zu entwickeln. Der Prozess der Verbesserung der ferritischen Stähle wird am Beispiel von VM12-SHC, einem neuen 12-%Cr-Stahl mit exzellenten Oxidationseigenschaften und einer guten Zeitstandfestigkeit, gezeigt. Das V&M-Forschungsprogramm umfasst auch zahlreiche Forschungsaktivitäten mit dem Ziel der Identifizierung, der Auswertung und der Qualifizierung von Werkstoffen, die für die Realisierung der 700-°C-Kraftwerkstechnologie benötigt werden.

Systemlösungen in der Instandhaltung und Neukonstruktion von Armaturen und Komponenten

Meik Brinkmann

Bei Revisionen festgestellte notwenige Reparaturmaßnahmen von Nieder- und Hochdruckarmaturen können bei zu langen Lieferzeiten zu hohen Kosten führen, falls das benötigte Bauteil nicht als Ersatzteil eingelagert ist. Bei Regelarmaturen handelt es sich vorwiegend um Unikate. Die Neufertigung sollte unter Verwendung neuer Werkstoffe, ggf. mit zusätz­licher Oberflächenbehandlung oder konstruktiver Änderung durchgeführt werden, um eine Verbesserung der Verschleißeigenschaften und eine Verlängerung der Lebensdauer dieser Bauteile zu erzielen.

Zur Wirksamkeit der „eigenschafts-wiederherstellenden Wärmebehandlung“ (Rekonditionierung) einer Schaufel-Superlegierung

Mike Wood

Untersuchungen zur Wirksamkeit einer „eigenschaftswiederherstellenden Wärmebehandlung“ (Rekonditionierung) der Nickelbasislegierung IN738 werden vorgestellt. Die durchgeführten thermischen Auslagerungsversuche simulieren die in den Schaufeln durch die normale Betriebsbeanspruchung und durch die zur Wiederherstellung der Eigenschaften durchgeführten Wärmebehandlungen (Rekonditionierung) auftretenden Alterungsprozesse. Die Langzeitbeständigkeit dieser Behandlung wurde im Zusammenhang mit der wiederhergestellten Mikrostruktur und deren Stabilität diskutiert. Die Auswirkungen auf die Lebensdauerverlängerung der Schaufeln und die Entwicklung einer modifizierten Wärmebehandlung werden ebenfalls erörtert.

Reduzierung der Lebensdauerzykluskosten durch hocheffiziente Zuluftfilter auf Membranbasis

Helmut Krah

Durch den Einsatz von hocheffizienten Zuluftfiltern auf Membranbasis sind im Gasturbinenbetrieb erhebliche Kosteneinsparungen möglich: Zum einen lässt sich ein höherer Wirkungsgrad erzielen und andererseits können durch Vermeidung von Erosion und Korrosion Wartungskosten gesenkt werden. EPA(Efficient Particulate Air)-Filter auf Glasfaserbasis besitzen den Nachteil, dass sie einen relativ hohen Differenzdruck aufweisen und ihr Einsatz häufig nur durch einen Umbau des Filterhauses möglich ist. Membranbasierte EPA-Filter besitzen hier Vorteile. Kernstück ist eine mikroporöse PTFE-Membrane mit hoher Luftdurchlässigkeit.

Untersuchungen zum Sinterverhalten von Kohleaschen bei der Braunkohlenverfeuerung

Markus Neuroth, Thomas Schreck, Ralf Simmat, Georg Nover, Michael Müller, Muhammad Muhammadieh und Bernhard Bonn

Zur Bestimmung des Sinterbeginns von Braunkohlenaschen wurden gemeinschaftlich von mehreren spezialisierten Fachlaboratorien verschiedene experimentelle und rechnerische Verfahren an einer Reihe identischer Kohlenaschen und ihrer Mischungen erprobt. Einige dieser Methoden sind bisher noch nicht für diese Anwendung eingesetzt worden und sind für die Messung an Aschenproben nicht optimiert. Für einige der Methoden wurden konsistente Ergebnisse erzielt, die auch mit den betrieblichen Erfahrungen gut übereinstimmen.

Registrierung von Kraftwerksnebenprodukten gemäß der REACh-Verordnung

Hans-Dieter Kehrmann

Ein großer Teil der Reststoffe aus der Kohleverstromung wird als Nebenprodukt vermarktet und ist kein Abfall. Es handelt sich somit um Stoffe, die in der EU nur dann hergestellt oder in Verkehr gebracht werden dürfen, wenn sie nach den Bestimmungen der REACH-VO registriert wurden. Beschrieben werden wesentliche Merkmale des REACH-Prozesses sowie die Registrierung von REA-Gips und Aschen aus staubgefeuerten Kohlekraftwerken. Die nach Artikel 32 der REACH VO geforderten Informationen können ohne Sicherheitsdatenblätter entlang der Lieferkette kommuniziert werden.