Kurzfassungen - VGB PowerTech Journal 12/2012

VGB-Kongress „Kraftwerke 2012” -
Report und Eröffnungsreden

Der VGB-Kongress „Kraftwerke 2012“ fand vom 10. bis 12. Oktober 2012 unter dem Motto „Security of Supply - Power Generation at the Crossroads?“ in Mannheim/Deutschland statt. Rund 1.000 Experten aus 30 Ländern nutzten diesen größten europäischen Fachkongress der Strom- und Wärmeerzeugung zur Information und Diskussion über aktuelle Themen. In den Sektionen „Kernenergie“, „Speicherung und Flexibilität“, „Effizienz und Flexibilität“ sowie „Erneuerbare Energien“ setzten sich die Redner und Teilnehmer mit den Herausforderungen und Fragen der zukünftigen Strom- und Wärmeerzeugung in Europa auseinander.

Experimentelle Analyse von Gegenstrombegrenzungen bei Zweiphasenströmung am Beispiel des Reflux-Condenserzustands eines Druckwasserreaktors

Christophe Vallée, Dirk Lucas, Akio Tomiyama und Michio Murase

Geschichtete Zweiphasenströmungen wurden in zwei verschiedenen Modellen des heißen Strangs eines Druckwasserreaktors untersucht, um experimentelle Daten für die Entwicklung und Validierung von CFD-Codes bereitzustellen. Das Phänomen der Gegenstrombegrenzung wurde untersucht, welches in manchen Unfallszenarien den Reflux-Condenser-Betrieb beeinträchtigen kann. Ein Bildverarbeitungsalgorithmus wurde entwickelt, um die stratifizierte Phasengrenze in aufgenommenen Kamerabildern zu erkennen. Die Wahrscheinlichkeitsverteilung des Wasserstands wurde dargestellt, um die Struktur der Phasengrenze entlang des heißen Strangs zu visualisieren.
(Dr. Christophe Vallée wurde auf dem VGB-Kongress „Power Plants 2012“ für seine Arbeit mit dem Heinrich-Mandel-Preis ausgezeichnet.)

Kompetenzerhaltung in der Kerntechnik - Forschungsbedarf aus Sicht der Industrie

Andreas Ehlert, Norbert Haspel, Michael Fuchs, Uwe Kleen, Stefan Nießen, Wolfgang Steinwarz und Hannes Wimmer

Angesichts zukünftig knapperer Budgets für öffentliche Förderung kerntechnischer Forschung und Entwicklung wollen acht große deutsche Unternehmen und die im Kompetenzverbund Kerntechnik zusammengeschlossenen Hochschulen und Forschungseinrichtungen bei der Kompetenzerhaltung durch gemeinsame Forschungsprojekte verstärkt zusammenarbeiten. Im Rahmen der Empfehlungen haben sich die Leiter für Forschung und Entwicklung der Unternehmen darüber verständigt, wo im Zeichen der Energiewende aus Sicht der Industrie künftig die Schwerpunkte der kerntechnischen Forschung liegen sollten. Mit der Durchführung dieser Forschungsprojekte soll die kerntechnische Kompetenz in Industrie und in Forschung und Lehre erhalten und weiterentwickelt werden.

Was kann der 50-Hz-Markt aus dem 60-Hz-Markt zur Vermeidung von Störungen und Schäden an Generatoren lernen?

Klaus Weigelt

Die wirtschaftliche Bedeutung älterer Turbogruppen liegt u.a. in ihrem steigenden Anteil an der weltweiten Energieerzeugung. Einst für Grundlast ausgelegte Maschinen werden vermehrt für Lastwechselbetrieb und Spitzenlastbetrieb eingesetzt. Diese Änderung der Betriebsweise wurde auf dem 60-Hz-USA-Markt bereits vor mehr als 25 Jahren vollzogen. Die für die neuen Beanspruchungen entwickelten Lösungen bewähren sich seit vielen Jahren auf dem 60-Hz-Markt. Sie können auch angepasst und auf dem 50-Hz-Markt eingesetzt werden.

Stand und Zukunftsperspektiven der Wirbelschichtfeuerung in Deutschland

Michael Nies, Peter Niemeyer, Bernhard Röper, Joachim Werther und Ludwig Müller

Bis zur Mitte der 1990er Jahre galt die Wirbelschichtfeuerung auf eine Leistungsklasse bis etwa 250 MW beschränkt; heute sind bis zu 600 MW möglich. Die wichtigsten für Deutschland repräsentativen Anlagenkonzepte werden mit ausgewählten Beispielen vorgestellt. Dies sind vor allem Heizkraftwerke und Industriekraftwerke mit Prozessdampfauskopplung, Biomassekraftwerke mit 20 MW sowie Abfallverbrennungsanlagen und Klärschlamm-Mono-Verbrennungsanlagen. Unter den zu erwartenden Marktbedingungen werden dezentrale Anlagen mit Wärmenutzung bzw. flexible Duo-Block-Anlagen und damit auch die Wirbelschichtfeue­rung wettbewerbsfähig sein.

Stand und Zukunftsperspektiven der Wirbelschichtfeuerung in Polen

Wojciech Nowak

Wirbelschichtfeuerungen werden in der Stromerzeugung Polens zunehmend eingesetzt. Die Möglichkeit, eine Vielzahl von Brennstoffen einzusetzen und gleichzeitig strenge Emissions­richtlinien einzuhalten, sind eine ideale Kombination für alle Brennstoffe, d.h. Kohle, Braunkohle, Torf, Öl, Schlamm, Petrolkoks, Gas und Abfälle sowie für Brennstoffe mit hohen Schwefelgehalten. Vorgestellt werden die aktuellen Erfahrungen mit dem Betrieb von Wirbelschichtkesseln in Polen, die auch auf Betriebserfahrungen von mehr als 10 Jahren verweisen.

Status der Wirbelschichtfeuerung in China

Hairui Yang, Guangxi Yue, Junfu Lu und Hai Zhang

Wirbelschichtfeuerungen werden in China aufgrund des wachsenden Einsatzes von Steinkohle in der Stromerzeugung seit den 1980er Jahren weiterentwickelt und eingesetzt. Die Möglichkeit, auch minderwertige Kohlen einzusetzen, sowie die effiziente Minderung von SOx- und NOx-Emissionen sind wesentliche treibende Faktoren für die Entwicklung. Die Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten in China ermöglichen heute die Serienfertigung von Anlagen in einer Größe von bis zu 600 MW.

Betriebserfahrungen mit der Biomasseverbrennung auf Basis der BFT-Technologie im Heizkraftwerk Bialystok

Krzysztof Sadowski

Erfahrungen aus dem Betrieb einer Kesselanlage mit stationärer Wirbelschicht werden vorgestellt. Die Kessel waren ursprünglich als Zwillingskessel aufgebaut und für die Verbrennung von Steinkohlestaub ausgelegt. Ein Kessel wurde für den Einsatz von Biomasse angepasst. Technische Aspekte des Einsatzes von Biomasse mit ihrer besonderen chemischen Zusammensetzung und den damit verbundenen Herausforderungen für den Verbrennungsprozess sowie die Anforderungen aufgrund der regulatorischen Vorgaben werden präsentiert.

Verbesserte Abscheideleistungen des Rauchgaswäschers und des E-Filters im Kraftwerk Iskenderun

Gürkan Atmaca, Werner Stratmann und Birgit Wortmann

Das Kraftwerk Iskenderun/Türkei umfasst zwei Blöcke mit einer elektrischen Leistung von 1.210 MW. Der jährliche Brennstoffverbrauch von rund 3,3 Mio. t SKE wird durch Kohleimporte aus Kolumbien und Südafrika gedeckt. Zur Einhaltung der vorgeschriebenen Schwefel- und Feinstaub-Emissionsgrenzwerte mussten die Abscheideleistungen des Wäschers und des Elektrofilters verbessert werden. Mit CFB-Berechnungen wurde zuerst der Ist-Zustand ermittelt, um folgend verschiedene Modifikationen an Komponenten mit weiteren Berechnungen zu untersuchen. Im abschließenden Entwicklungsschritt wurde die Variante mit dem höchsten Verbesserungspotenzial ausgewählt. Diese wird detailliert beschrieben.

Betriebsprobleme bei Wirbelschichtkesseln mit hängenden Wärmeübertragerflächen

Leming Cheng, Chun Yang, Xinglong Zhou und Kefa Cen

In einem Wirbelschichtkessel werden hängende, vertikale Wärmeübertrager eingesetzt. Dabei sind betriebliche Probleme mit Rohrschäden auf­getreten. Erosion an den Rohroberflächen sowie eine ungleichmäßige Temperaturverteilung konnten als wichtigste Ursachen bei einer Untersuchung identifiziert werden. Mit einem CFD-Programm wurden die Wärmeübertrager analysiert. Anhand der Ergebnisse der Analyse wurde anschließend die Konstruktion zur Vermeidung künftiger Schäden angepasst.

Analyse der Wandablagerungen in einer NOx-armen mit Altholz befeuerten stationären Wirbelschichtfeuerung

Yousef Alipour, Peter Viklund und Pamela Henderson

Zunehmend wird Biomasse als Brennstoff in der Stromerzeugung genutzt wobei mit steigenden Preisen für naturbelassenes Holz der Einsatz von Altholz zunimmt. Dieses enthält jedoch höhere Anteile an Chlor, Zink und Blei, also Elementen, denen eine Erhöhung der Korrosionsraten in der Anlage zugeschrieben wird. Solche Korrosionsprobleme traten z.B. an den Kesselwänden von Wirbelschichtkesseln auf, in denen 100 % Altholz unter „Low-NOx-Verhältnissen“ verbrannt wurde. Diese wurden mit Blick auf die Zusammensetzung der Ablagerungen an den Kesselwänden untersucht.

Erfahrungen mit der Optimierung von nassen Rauchgasentschwefelungsanlagen für Kraftwerke mit 52.280 MW Leistung

Jonas Klingspor

Seit der Errichtung der ersten Anlagen zur nassen Rauchgasentschwefelung sind Emissionsgrenzwerte deutlich verschärft worden. Daher müssen vorhandene Anlagen an diese angepasst werden. Zudem muss heute ein breiteres Spektrum an Emissionen überwacht werden. Vorgestellt werden Erfahrungen mit der Anpassung und Optimierung von Rauchgasentschwefelungsanlagen, die über 30 Jahre an Kraftwerken mit einer Leistung von 52.280 MW gesammelt wurden. Die Erfahrungen von URS zeigen, dass die Anlagen ohne zusätzliche Betriebsunterbrechungen zuverlässig an neue Rahmenbedingungen angepasst werden können.