Ausgabe - VGB PowerTech Journal 11/2014

Einfluss regenerativer Energieerzeugung auf den Kraftwerkspark von heute und morgen

Uwe Schulz und Manfred Kins

Mit Verabschiedung des Energiekonzepts derBundesregierung im Jahr 2010 und der Überarbeitung in 2011 wurde die „Energiewende“ in Deutschland eingeleitet. Der Anteil der Erneuerbaren Energien (EE) an der Stromerzeugung steigt und ein weiterer Ausbau ist zu erwarten. Mit zunehmendem Anteil der EE an der Stromerzeugung ist ein gravierender Wandel in der Auslegung und Bemessung neuer konventioneller Kraftwerke verbunden. Diese notwendigen Maßnahmen in der Kraftwerksplanung umzusetzen, wird neben den Anpassungen der Strommarkt- und Randbedingungen eine der größten Herausforderungen der Energiewende sein.

Das Geothermieprojekt Erding

Andreas Böffel

Im Jahr 1983 wurde am Stadtrand von Erding bei einer Bohrung zur Exploration von Erdöl in rund 2.350 m Tiefe Thermalwasser gefunden. Ausgehend von dieser Bohrung wurde im Verlauf von fast 20 Jahren und über mehrere Ausbaustufen ein neues Fernwärmenetz errichtet. Mittler weile hat die Fernwärmeversorgung in der oberbayerischen Kreisstadt Erding, die rund 34.000 Einwohner hat, einen thermischen Anschlusswert von fast 60 MW erreicht. Der Anstoß zur Umsetzung des Projektes erfolgte in der Anfangsphase durch den Landkreis und die Stadt Erding. Im Rahmen einer kommunalen Arbeitsgemeinschaft wurden Ideen zur Nutzung des Thermalwassers erarbeitet und die praktische Umsetzung vorangetrieben.

Forschungen zur Mitverbrennung auf europäischer Ebene – eine Übersicht

Eva Miller, Aaron Fuller, Jörg Maier, Günter Scheffknecht, Thomas Glorius, Hans-Joachim Gehrmann und Helmut Seifert

Das Projekt RECOMBIO, gefördert von der EU durch das Siebte Rahmenprogramm, zielte auf die Entwicklung und Demonstration innovativer Methoden der hocheffizienten und kostengünstigen, energetischen Nutzung von Solid Recovered Fuels (SRF) sowie von low-rank Biomassen in CHP-Kraftwerken. Der Einsatz fester Biomassen und SRF in Kraftwerken ist eine anerkannte Maßnahme zur Reduzierung von CO2-Emissionen im Hinblick auf die international vereinbarten Ziele. Während des Projekts wurde der Einsatz von Biomassen/SRF in Verbrennungsanlagen im Demonstrationsmaßstab untersucht. Die Mitverbrennung erfolgte unter anderem in einer CFB-Anlage.

Modifikation an Steinkohle gefeuerten Kraftwerksanlagen im Hinblick auf ein breiteres Kohleband

Andreas Schmidt

Steag betreibt an verschiedenen Standorten in Deutschland mit Steinkohle gefeuerte Kraftwerksanlagen. Mit dem politisch beschlossenen Rückgang der deutschen Steinkohleförderung und der Stilllegung der deutschen Bergwerke stellt sich über die Jahre zunehmend die Notwendigkeit gleitend auf den Einsatz von Importkohle umzustellen. Da es sich bei Steinkohle um ein Produkt handelt, welches abhängig von den Fördergebieten recht unterschiedliche Parameter aufweisen kann, stellt dies die Bestandsanlagen vor neue Herausforderungen. Die erforderlichen Modifikationen sind anlagenspezifisch recht unterschiedlich.

Das Zündverhalten fester, staubförmiger Brennstoffpartikel an heißen Oberflächen

Alfons Leisse, Sebastian Rehfeldt und Dirk Mayer

Die Notwendigkeit zur Flexibilisierung fossiler Kraftwerke führt zwangsweise, durch den mehrfach täglich erforderlichen An- und Abfahrbetrieb von Mahlanlagen und Brennerebenen, zu erheblichen Aufwendungen, u. a. durch den erhöhten Verbrauch flüssiger oder gasförmiger Startbrennstoffe. Aus diesem Grund sind das Zündverhalten fester Brennstoffe, besonders während des Startvorganges, und die Untersuchung alternativer Startprozesse für den Anlagenbetrieb von Bedeutung. Mit dem Ziel, das Potential des Bauteils DS® Brenner zu ermitteln und neue Startvoraussetzungen für Kohlenstaubfeuerungen in Großdampferzeugern zu etablieren, wurden von Mitsubishi Hitachi Power in Zusammenarbeit mit dem Energieversorger E.ON entsprechende Untersuchungen durchgeführt.

Keramische Plattensysteme in Wirbelschichtfeuerungsanlagen – ein alternatives Auskleidungskonzept für hochbeanspruchte Anlagenbereiche

Markus Horn, Ulrich Ehrentraut und Frieder Schell

Die Nutzung alternativer Brennstoffe, wie Biomasse, Ersatzbrennstoffe (EBS) und anderer, zur thermischen Verwertung ist heute Stand der Technik in vielen Kraftwerksanlagen. Insbesondere in Wirbelschichtkraftwerken werden diese häufig genutzt. Durch neue Anforderungen an die Kraftwerke, wie insbesondere häufiges An-und Abfahren, treten neue Probleme auf. Resultat ist u.a. ein erhöhter Verschleiß und eine höhere Beanspruchung der feuerfesten Auskleidung in Kraftwerksanlagen, die diesen Bedingungen ausgesetzt sind. Jünger+Gräter beschäftigt sich intensiv mit der Entwicklung geeigneter Feuerfestsysteme für dieses Problemfeld.

Fortschrittliche Luftreinhalteverfahren (AQCS) zur Emissionsminderung

Takanori Nakamoto, Hiroyuki Nosaka, Noriaki Taniguchi und Shogo Mori

Mitsubishi-Hitachi Power Systems Ltd. (MHPS) hat das sogenannte AQCS-System entwickelt, das erstmalig 1997 in Betrieb ging und mit dem extrem niedrige Feinstaub- sowie SO3-Emissionen in Kraftwerken erzielt werden können. Seitdem wurde die AQCS-Technologie in 20 kommerziellen kohlebefeuerten Kraftwerken als BAT-Technologie (Best Available Technology) erfolgreich in Betrieb genommen. Zu den wesentlichen Vorteilen zählt der Verzicht auf spezielle Komponenten auf der Basis teurer Werkstoffe. Die hervorragenden Abscheidegrade werden lediglich durch eine geänderte Systemkonfiguration erreicht.

Betriebsüberwachung, Revision und Erneuerung von Dampfturbinenkondensatoren

Tobias Ellsel, Frank Udo Leidich und Wienfrid Schulz

Der Kondensator stellt eine Schlüsselkomponente im Dampfkraftwerksprozess dar. Durch Verbesserung des Wärmedurchganges, Minimierung des dampfseitigen Druckverlustes und Vermeidung von Unterkühlung im Kondensator kann ein großer Leistungsgewinn realisiert werden. Daher kommt der Betriebsüberwachung und Instandhaltung sowie gegebenenfalls der Erneuerung des Kondensators eine große Bedeutung im Hinblick auf die Wirtschaftlichkeit eines Kraftwerks zu.

Mechanisierter Ultraschall – Prüfung von Turbinenläufern während der Revision nach neuestem Stand der Technik

Klaus Leupoldt

Die Ultraschall-Prüfung von Turbinenläufern gehört zu den Standardarbeiten während Kraftwerksrevisionen. Actemium NDS Nürnberg ist führend bei der Lieferung von Ultraschall-Prüfanlagen für Turbinenläufer und –scheiben und neuerdings auch von Anlagen zur Prüfung von Ringen von Windkraftanlagen. Die Kombination eigener Erfahrungen im Prüfservice während der Herstellung sowie bei Revisionen und dem Anlagen-Know-how ermöglichen das Angebot mechanisierter Prüfungen mit einer mobilen Prüfanlage. Vorgestellt werden u.a. die Prüftechnik sowie ihre Anwendung zusammen mit der Prüfanlage TURO-MAN in einem konventionellen Kraftwerk.

Maßnahmen zur Erhöhung der Standzeit von Gleitringdichtungen in Reaktorumwälzpumpen von Siedewasserreaktoren

Gerard van Loenhout und Jürg Hurni

In einem Siedewasserreaktor fördert die Reaktorumwälzpumpe große Mengen an heißem, hochreinem Wasser aus dem Reaktordruckgefäß zurück zum Reaktorkern. Nichtverfügbarkeiten einer Umwälzpumpe, wie zum Beispiel ein Versagen der Gleitringdichtung, können für die erforderliche Reparatur Stillstandzeiten nach sich ziehen. Diskutiert wird die deutliche Abnahme der Gleitringsdichtungsstandzeit von Reaktorumwälzpumpen, bedingt durch eine erhebliche Zunahme von Kriechströmen. Diese Phänomene traten nach der Installation eines Frequenzumformers als Ersatz für die ursprüngliche verwendete Motor-Generator-Regelung auf.

Redoxpotential und Gipsqualität

Frans van Dijen

Die Messung und Kontrolle des Redoxpotentials in der Kalkstein-REA ist notwendig, um eine gute Gipsqualität zu erzielen. Dabei kann es ebenfalls zu Kosteneinsparungen kommen, wenn weniger Oxidationsluft benötigt wird. Das Redoxpotential hat zudem Einfluss auf die REA-Abwasserreinigung. Der Einfluss des Redoxpotentials auf einige Inhaltsstoffe und Spurelemente, wie I, Br, Cr, Hg, Mn, Se, Sulfid, S-N Verbindungen und AOX, wird erläutert. Laborelec empfiehlt anhand von Untersuchungsergebnissen Wert für das Redoxpotential in der REA.

Effektive Nutzung der Arbeitsvorbesprechung als Werkzeug zur Vermeidung von Fehlhandlungen

Ansgar Schlump

Die Vermeidung von Risiken für die beteiligten Personen und die Anlage sind grundsätzliche Forderungen bei der Durchführung von Instandhaltungsarbeiten. Abweichungen müssen sicher vermieden werden, um einen sicheren und zuverlässigen Anlagenbetrieb zu gewährleisten. Eine sorgfältige Planung ist die Grundlage dafür, dass die Arbeiten sicher durchgeführt und Fehlhandlungen vermieden werden können. Hierfür ist jedoch erforderlich, dass alle an der Arbeit beteiligten Mitarbeiter verstehen, was von ihnen erwartet wird und wie die Umsetzung vor Ort konkret erfolgen soll. Als effektives Instrument zur Minimierung dieser Fehlhandlungen, haben sich in den Kernkraftwerken seit vielen Jahren die Werkzeuge professionellen Handelns (engl. Human Performance Tools) etabliert.