Ausgabe - VGB PowerTech Journal 12/2018

Arbeitssicherheit und Gesundheitsschutz – Etwas neues altes?

Christopher Weßelmann

Arbeitssicherheit und Gesundheitsschutz genießen in der Stromerzeugung seit jeher einen hohen Stellenwert – Sicherheit steht an erster Stelle, Vorsorge ist ein wichtiges Gut, Gesundheitsschutz schafft vertrauen. Gemeinsam sind es wichtige Aspekte einer lebenden Unternehmenskultur, auch für die Außenwirkung der Branche, in einem Umfeld, in dem Fachkräfte stark umworben werden und es diese zu gewinnen gilt. Das große Interesse an diesem Thema hat VGB PowerTech frühzeitig aufgenommen. Die in der Branche etablierte Veranstaltung „Emder Workshop Offshore Windenergieanlagen – Arbeitsmedizin“ ist ein gutes Beispiel dafür. [weiter...]

VGB-Kongress 2018: Eröffnungsrede

Hans Bünting

Der VGB-Kongress bietet auch mit seinem Auftreten in 2018 ein hochspannendes Programm rund um die Strom- und Wärmeerzeugung mit interessanten, energiegeladenen Diskussionen und neuen Erkenntnisse.

Menschen im Mittelpunkt

LEAG betreibt das zweitgrößte Braunkohlerevier Deutschlands und produziert jede zehnte Kilowattstunde Strom, die in Deutschland verbraucht wird. Beim Arbeitsschutz geht das Unternehmen unkonventionelle Wege: Kurzvideos werben für eine offenere Sicherheitskultur, denn jeder ist Teil des Problems aber auch der Lösung.

Der „VGB Safety & Health 2018 Award“ wurde an die Lausitz Energie Kraftwerke AG für ihre „Psychologische (psychische) Gesundheit & Sicherheit Transformation der Sicherheitskultur vergeben.

Herstellung von regenerativ-synthetischem Erdgas in Energieerzeugungs- und Vergasungsanlagen als Konzept zur Energiespeicherung

Efthymia Ioanna Koytsoumpa

Die Produktion von synthetischem Erdgas, auch bekannt als SNG, fördert die umfängliche Nutzung erneuerbarer Energiequellen (EE) im Strom-, Wärme- und Transportsektor. In der vorliegenden Arbeit wird die SNG-Produktion durch die Modellierung und den Vergleich von 3 verschiedenen Fällen untersucht. Das Hauptziel ist die Herstellung von SNG mittels Strom aus erneuerbaren Quellen und die Möglichkeit der Energiespeicherung durch die Integration von Wasserelektrolyseuren in Kraftwerken und Vergasungsanlagen. Die Abregelung der EE-Stromeinspeisung führt zu Energieverlusten, die in wertvolle Energieträger wie SNG umgewandelt werden könnten. Die SNG-Erzeugungskosten können, abhängig von Strom- und Biomasse- Preisen, um ein vielfaches höher sein als die Kosten für fossiles Erdgas.

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Ein modellgestützter Ausblick auf die KWKG-Ausschreibung in Deutschland

Jan Andersson und Rana Mitra

Seit 01.12.2017 werden erstmals die Fördersätze für KWK-Anlagen von über 1 MW bis zu 50 MW ausgeschrieben. Mit Fördersätzen von bis zu 7 €ct/kWh ist die Teilnahme an den Ausschreibungen für viele Unternehmen attraktiv. Aktuell ist daher ein wachsendes Interesse von Energieversorgungsunternehmen und anderen festzustellen, an der Auktion teilzunehmen. Diese Veröffentlichung beleuchtet daher die Wirtschaftlichkeit von KWK-Projekten. Das neue KWK-Gesetz belohnt die Flexibilität. Es ist jedoch wichtig zu bestimmen, welche Größe (1-50 MW) der Anlage in der Ausschreibung bevorzugt wird. Ein Schwerpunkt dieser Studie ist zu bewerten, wie Flexibilität den Gewinn nach der neuen KWK-Ausschreibung antreibt. Ein Fokus liegt dabei auf einem modellgestützten Ausblick auf mögliche Auktionsergebnisse sowie auf Gebotsstrategien. Zielstellung ist die Ermittlung eines KWKG-Mindestgebots. Aus den Kosten sowie den erwarteten Erlösen lässt sich ableiten, welchen KWKG-Zuschlag die Anlagen mindestens benötigen, um eine Wirtschaftlichkeit zu erreichen („Indifferenzpreis“).

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Die Geschichte hinter Plant Performance Enhancement

Frank Schulze, Hardy Hilliges und Marco Hacke

Das Ziel von Plant Performance Enhancement (PPE) ist die Prüfung der Ausrüstung. Mit dem Wissen, welchen Belastungen Kraftwerke ausgesetzt sind, werden sie für den Wettbewerb geprüft und aufgewertet. Die Schlüsselwörter sind: Flexibilität, Effizienz und Verfügbarkeit. Alle wesentlichen Komponenten und Bedingungen werden überprüft, um ein integriertes Konzept zu entwickeln. Zur Umsetzung dieses Konzepts gibt es einen neuen Ansatz: PPE beginnt mit einer Vorleistung des Dienstleisters. Durch dessen langjährige Betriebserfahrung werden Einsparpotenziale aufgedeckt, quantifiziert und Maßnahmen zu deren Erzielung vorgeschlagen.

Die Industriedampfturbine als Stellglied im Energienetz der Zukunft

Kristin Abel Günther und Christian Scharfetter

Photovoltaik und Windstrom sind tages- und jahreszeitlichen Schwankungen unterworfen und insbesondere die Prognose von Strom aus Windkraft ist mit sehr großen Unsicherheiten behaftet, so dass der eingespeiste Windstrom häufig den prognostizierten Wert stark über- oder unterschreitet. Der steigende Anteil von volatilen Einspeisungen aus Wind und Sonne führt zu Netzengpässen und -schwankungen. Um die Versorgungssicherheit rund um die Uhr sicher zu stellen, müssen konventionelle Kraftwerke, meistens mit Dampfturbosätzen, schnell Reserveleistung bereitstellen. Diese neue Fahrweise stellt hohe Anforderungen an die Auslegung, Konstruktion und Wartung von Dampfturbinen. MAN Energy Solutions stellt Dampfturbinen im Leistungsbereich von 1 bis 180 MWel her und hat auf die geänderten Anforderungen durch konstruktive Maßnahmen und die Entwicklung innovativer Wartungssysteme reagiert.

Verbrennungsbedingte Entstehung und Vermeidung von Ammoniakemissionen in zirkulierenden Wirbelschicht-Verbrennungsanlagen

Stefan Zeltner

Ammoniak-Emissionen können neben dem bei SNCR-Anlagen auftretenden NH3-Schlupf auch aus unterstöchiometrischen Verbrennungsbedingungen resultieren. Aufgrund des dabei herrschenden Sauerstoffmangels reagiert der im Brennstoff enthaltene Stickstoff nicht zu Stickoxiden, sondern unter anderem zu Ammoniak. An einer zirkulierenden Wirbelschichtanlage wurden mit Hilfe eines Online-Bilanzierungsprogramms stark schwankende Heizwerte im Brennstoff festgestellt. Diese ziehen eine entsprechend variierende Sauerstoffzehrung nach sich, die sich wiederum in einem unsteten Verlauf der Rohgas-Sauerstoffkonzentration widerspiegelt. Dabei werden sehr geringe Werte von teils unter 1 Vol.-% erreicht. Hinzu kommt, dass durch die verzögerte Messung der Sauerstoffkonzentration die Sekundärluftzufuhr in diesen Zeiträumen stark gedrosselt wird, was sich zusätzlich negativ auf den Sauerstoffgehalt und die damit verbundene Entstehung von Ammoniak auswirkt. Zur Vermeidung dieser Effekte können sowohl aktive Maßnahmen (z.B. Überarbeitung des Kranmischprogramms) als auch reaktive Maßnahmen (z.B. Anpassung der Sekundärluftdosierung) in Betracht gezogen werden.

Beschreibung des Transports in der Brennstoffaufgabe von Restabfallverbrennungsanlagen.
Teil 2: Beschickstößel und Aufgabebereich

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 negativen Zustände können durch eine optimale Feuerungsregelung vermieden oder erheblich reduziert werden. Eine wesentliche Rolle spielt dabei die Brennstoffbeschickung, die bisher auf Basis von Erfahrungswerten ausgelegt wurde, ohne mathematisch-verfahrenstechnische Auslegungsgrundlagen. Im vorliegenden 2. Teil wird erstmals eine Berechnungsmethode entwickelt, mit der die Beschickung ausgelegt und soweit optimiert werden kann, dass prinzipiell stark instationäre Zustände, die die Verbrennung hinsichtlich den genannten negativen Einflüssen beeinflussen, vermieden werden können.

Betriebs- und Lebensdauerüberwachung von Kesselkomponenten und Rohrleitungssystemen im Hochtemperaturbereich

Kai Bauerbach und Paschalis Grammenoudis

Die Überwachung von Kesselkomponenten und Rohrleitungssystemen im Hochtemperaturbereich spielt eine wichtige Rolle. Die neue Generation von Kohlekraftwerken wird bei deutlich höheren Dampfparametern betrieben und verfügt damit über eine geringere Auslegungsreserve. Gleichzeitig wird, aufgrund der Energiewende, erhöhte Flexibilität bei der Netzaussteuerung verlangt, sodass An- und Abfahrvorgänge häufiger zu erwarten sind. Die Berechnung der Erschöpfungsgrade erfolgt mit Betriebsdaten gemäß den Berechnungsregeln der EN 12952. Diese Vorgehensweise ist dann berechtigt, wenn keine Beeinflussung der Rohrleitung durch Systemlasten erfolgt. Im Rahmen erweiterter Überwachungssysteme erfolgt diese Langzeitüberwachung des Rohrleitungsverhaltens über zusätzliche Kraft- und Wegmessungen. Dies erlaubt das Feststellen planmäßigen Verhaltens und das Erkennen unzulässiger Abweichungen, die die Lebensdauer beeinflussen können. Damit ist ein frühzeitiges Reagieren zur Behebung von Fehlfunktionen möglich.

Betriebliche Maßnahmen gegen Verschlackung und Verschmutzung von Wärmetauschern in rheinischen Braunkohlenkraftwerkskesseln

Manuela Neuroth, Michael Schüngel, Manfred Saigge und Matthias Dohrn

RWE Power AG hat in den letzten Jahrzehnten ein Kohlesortenzuteilungskonzept für rheinische Braunkohlenkraftwerke entwickelt, mit dessen Hilfe Störungen durch Belagsbildung in den Kraftwerkskesseln nahezu vollständig vermieden werden können. Hierzu werden die Kohlen rheinischer Tagebaue auf Basis geologisch-chemisch-mineralogischer Eigenschaften unterteilt, gezielt gefördert und teilweise zu neuen Kohlequalitäten gemischt. Diese mineralischen Kohlebestandteile können bei kritischer Zusammensetzung im Kessel zu Verschmutzungen, Sintern und Schlacken führen, die häufig in thermochemischen Milieuzonen vorliegen. Zur Sicherstellung verträglicher Kesselkohlequalitäten hat sich die Kohle-Online-Analytik als Steuerungs- und Kontrollinstrument bewährt.