Ausgabe - VGB PowerTech Journal 11/2018

Innovationen in der Stromerzeugung

Christopher Weßelmann

Unser Ziel ist es, die Energieversorgung von Morgen mit zu gestalten und unsere Mitglieder bei dieser Aufgabe zu unterstützen. Wir wollen dabei Wege finden und umsetzen, um die Erzeugung von Strom für Wärme umweltschonender, effizienter und wirtschaftlicher zu gestalten. Daraus ergeben sich Herausforderungen, die wir mit den Betriebserfahrungen der Branche, den Erfahrungen aus Planung und Errichtung der Anlagen und Komponenten sowie mit Forschung & Entwicklung lösen werden. [weiter...]

Zur künftigen Rolle der thermischen Stromerzeugung und der Speicherung von Elektrizität in den Mitgliedstaaten der Europäischen Union – Sicherung der Versorgung bei steigenden Anteilen volatiler erneuerbarer Energien

Hans-Wilhelm Schiffer

Die Energieversorgung der EU befindet sich im Wandel. Dies gilt vor allem für die Stromerzeugung. Unterschiede im Energiemix zwischen den 28 Staaten der Union erklären sich insbesondere durch die differierende Ressourcensituation und die jeweilige nationale Ausrichtung der Energiepolitik. Die Energiezukunft der EU wird durch das energie- und klimapolitische Rahmenwerk bestimmt, das durch Ziele zur Senkung der Treibhausgas-Emissionen, zum fortgesetzten Ausbau der erneuerbaren Energien und zur Verbesserung der Energieeffizienz gekennzeichnet ist. Der auf Wind und Sonne und damit auf fluktuierende erneuerbare Energien gerichtete Ausbau ist mit zusätzlichen Herausforderungen für die Systemintegration und die Aufrechterhaltung der Versorgungssicherheit verknüpft. Lösungsoptionen sind die Flexibilisierung konventioneller Kraftwerke, insbesondere von Kohle- und Gaskraftwerken, der Ausbau der Netzinfrastruktur, die Flexibilisierung der Nachfrage und die Energiespeicherung. Auf absehbare Zeit muss der ganz überwiegende Teil der wachsenden Flexibilitätsanforderungen durch konventionelle Kraftwerke gewährleistet werden.

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Erfahrungen mit der Mitverbrennung von Heavies und Biopropan im Kraftwerk Maasvlakte 3

Reiner Puls, Ralf Langen, Daniel Lauwen, Dammis Boutkam, Ralf Schuster und Bernd Leßmann

Verursacht durch die Stilllegung der Blöcke Maasvlakte 1 und 2 Mitte des Jahres 2017 wurden im Block 3 Umbauten notwendig, um zum einen die benachbarte chemische Industrie weiterhin sicher mit Prozessdampf versorgen zu können und zum anderen auch in Zukunft Heavies und Biopropan mitverbrennen zu können. Während der ersten Monate nach Inbetriebnahme zeigten sich diverse technische Probleme. Insgesamt konnten alle Herausforderungen, die die Installation einer Zusatzfeuerung für nicht alltägliche Brennstoffe mit sich bringt, erfolgreich gemeistert werden, so dass nun sowohl Heavies als auch Biopropan zuverlässig mitverbrannt werden können.

Natürliche Einflüsse auf die Qualität von Holzbrennstoffen und deren Auswirkungen auf den Betrieb von Holz-Heizkraftwerken

Harald Thorwarth, Hannes Gerlach, Laurin Rieger, Maximilian Schroth, Rainer Krichhof und Julian Tejada

Beim Betrieb von Holz-Heizkraftwerken haben die Brennstoffkosten einen erheblichen Anteil an den gesamten Betriebskosten. Neben diesem direkten Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit, wirkt sich die Qualität der Holzbrennstoffe auf den Betriebs- und Instandhaltungsaufwand sowie auf die Effizienz und die Entstehung von Luftschadstoffen aus. Damit bewirkt der Brennstoffeinsatz neben den direkten Kosten weitere indirekte Kosten die von der Qualität der eingesetzten Brennstoffe abhängig sind. Die Qualität von Brennstoffen ist deshalb ein bedeutender Aspekt beim Betrieb von Holz-Heizkraftwerken. Dies gilt sowohl für den Einsatz von Altholz als auch naturbelassenem Holz. In Lieferverträgen zwischen Anlagenbetreiber und Brennstofflieferant werden deshalb vermehrt Qualitätsparameter vereinbart und immer öfter auch bei der Anlieferung mit steigendem Umfang kontrolliert.

Einsatz einer neue wassersparenden REA-Technologie in Südafrika: Die CFB-FGD-Demonstrationsanlage

Annikie Moganelwa, Puseletso Godana und Sabrina Schäfer

Wasserverfügbarkeit wird eine zunehmend wichtigere Frage, vor allem in Ländern wie Südafrika, eines der trockensten Länder. Weltweit werden wassersparende Technologien für die Entschwefelung von Rauchgasen eine interessante Alternative, da Wasser zu einer knappen und wertvollen Ressource zählt. Die meist genutzte Technologie zur Abtrennung von Schwefeldioxid aus Rauchgasen großer Kraftwerke ist die nasse Entschwefelung mit Kalkstein und anschließender Oxidation (WFGD). Derzeit ist eine Demonstrationsanlage am Eskom-Standort Kendal in der Evaluierungs- und Planungsphase, um den Einsatz einer halbtrockenen Technologie, der sog. zirkulierenden Wirbelschicht (CFB FGD), mit südafrikanischen Bedingungen zu testen. Der Bau einer Demonstrationsanlage hat verschiedene Vorteile für Eskom.

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Betriebserfahrungen einer DeNOx-Anlage mit Bruch der Ammoniak-Förderleitung

Kevin Harrington

Im Kohlekraftwerk Moneypoint von ESB wird das Wahlco Harnstoff-Ammoniak-Verfahren (U2A) zur bedarfsgerechten Erzeugung von gasförmigem Ammoniak für die DeNOx-Anlagen eingesetzt. Die Kombination von SCR-Technologie mit diesem auf den jeweiligen Bedarf ausgerichteten Verfahren für die Ammoniakerzeugung vermeidet regulatorische Herausforderungen, die mit einem Transport von wasserfreiem oder wässrigem Ammoniak zum Standort und der Lagerung vor Ort verbunden wären. Ein betriebsrelevanter Aspekt von U2A-Systemen liegt in der möglichen Abkühlung des heißen gasförmigen Ammoniakgemisches, die zu Kondensation bis hin zur Bildung von Feststoffen im Ammoniak-Förderleitungssystems führen kann.

Ultrahochspannungsversorgung für Elektrofilter von mit Kohle gefeuerten Kesseln

Mads Kirk Larsen

Optimale Systeme zur bestmöglichen Minderung von Emissionen stehen in der Energietechnik heutzutage zur Verfügung und werden eingesetzt. Durch die Reduzierung von Staubemissionen werden nicht nur diese an sich minimiert sondern auch mögliche Emissionen von Begleitsubstanzen, die an den Staubpartikeln haften. Für die Partikelabscheidung sind Elektrofilter weiterhin die bevorzugte Technologie, die ständig weiterentwickelt wurde und wird. Eine Option ist der Übergang von 1-Phasen-Spannung zu 3-Phasen oder auch Hochfrequenzwechselstrom. Eine weitere Möglichkeit ist die Mikropulsversorgung, die noch weitgehend unbekannt ist aber ein interessantes Entwicklungspotenzial bietet. FLSmidth hat dazu die mit COROMAX® bezeichnete Technologie entwickelt. Der Hochspannungsimpulsgenerator basiert auf Halbleitern und versorgt den Elektrofilter bei einer Basisspannung von 60 kV mit Hochspannungsimpulsen einer Nennamplitude von 80 kV und eine Dauer von 75 μs. Dadurch wir eine Spitzenspannung von 140 kV erreicht.

Beschreibung des Brennstofftransports in der Brennstoffaufgabe von Abfallverbrennungsanlagen.
Teil 1: Brennstoffcharakterisierung

Martin H. Zwiellehner, Florian Grafmans und Ragnar Warnecke

Anlagen mit heterogenen Festbrennstoffen sind insbesondere Restabfall-, Biomasse- und Ersatzbrennstoff-Verbrennungsanlagen. Allen ist gemein, dass der heterogene Brennstoff zu ungleichmäßigen Verbrennungszuständen führt, die u. a. das Freisetzen von emissions- und korrosionsrelevanten Schadstoffen beeinflussen. Darüber hinaus können Zustände im Anlagenbetrieb auftreten, die den Betrieb erschweren und in seiner Effizienz beeinträchtigen. Die negativen Zustände können durch eine optimale Feuerungsregelung vermieden oder erheblich reduziert werden. Im vorliegenden 1. Teil des Berichts werden grundsätzliche Überlegungen zum Brennstoff angestellt, da es der Brennstoff selbst ist, dessen physikalische Charakterisierung in Bezug auf den relevanten Feststofftransport die größten Unsicherheiten verursacht. Mit umfangreichen Versuchsreihen wird nachgewiesen, dass der physikalisch-mechanische Vorgang der Brennstoffaufgabe u. a. von der im Aufgabebereich vorherrschenden Dichte des Brennstoffs abhängig ist. Im Umkehrschluss bedeutet dies, dass der Heizwert des Brennstoffs über die Dichte einen Einfluss auf das Förderverhalten hat.

N2O-Emissionen an zirkulierenden Wirbelschicht-Verbrennungsanlagen

Stefan Zeltner

Aufgrund der relativ geringen Temperaturen in der Brennkammer von Wirbelschicht-Verbrennungsanlagen wird in der Fachwelt befürchtet, dass die stattfindenden Verbrennungsvorgänge mit relativ hohen N2O-Emissionen einhergehen, die üblicherweise nicht in behördliche NOx-Messung einfließen. BAT 5 in der finalen Version des BVT-Merkblatts Abfallverbrennung der TWG greift diesen Aspekt auf und fordert unter anderem eine jährliche Kontrolle des N2O-Emissionswertes für Wirbelschicht-Verbrennungsanlagen und SNCR mit Harnstoff. Aus diesem Grund wurden zur Feststellung des aktuellen Sachstands hinsichtlich der Lachgas-Emissionen aus Abfallverbrennungsanlagen Messreihen durchgeführt, um die zukünftige Überwachungspflicht einzuschätzen und zu bewerten. Im Rahmen der an fünf Wirbelschichtanlagen durchgeführten Messreihen wurde eine maximale Durchschnittskonzentration von etwa 5 mg/m³N ermittelt, sodass entgegen der Befürchtungen keine erhöhten Lachgaskonzentrationen festzustellen waren.

VGB Technische Dienste – Öllabor am Standort Gelsenkirchen-Scholven
VGB erweitert Dienstleistungsportfolio

Christian Ullrich

Seit dem 1. Januar 2018 gehört das ehemalige Öllabor der Uniper Technologies GmbH am Standort Gelsenkirchen-Scholven zu den VGB Technischen Diensten. Mit dieser Erweiterung um das Öllabor vergrößerte sich das VGB-Team um erfahrene und anerkannte Kollegen des Ölmanagements, die das Portfolio der Technischen Dienste abrunden.

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