Noch keinen Zugang? Dann testen Sie unser Angebot jetzt 3 Monate kostenfrei. Einfach anmelden und los geht‘s!
Angemeldet bleiben
Ausgewählte Ausgabe: 04-2017 Ansicht: Modernes Layout
| Artikelseite 1 von 1

Stromproduktion eines Großkraftwerks flexibilisiert

KRAFTWERKE | Fluktuierend eingespeister Wind- und Solarstrom erfordert zunehmend technische Betriebsänderungen an thermischen Grundlast-Kraftwerken. Diese werden flexibler und vermehrt im unteren Teillastbereich gefahren. Wie das sicher, umweltschonend und wirtschaftlich gelingt, zeigt die Umstellung auf Ein-Mühlen-Betrieb bei einem Großkraftwerk.


EF-BB9203 TÜV Süd_a_Kohlemühle.tif

Gerade ältere Bestandsanlagen sind aufgrund der robusteren Konstruktion oft besser geeignet, um sie für einen flexibilisierten Betrieb fit zu machen. Ebenso hängt der Ein-Mühlen-Betrieb stark von der Konstruktion des Feuerungsraums ab. Die Tangentialfeuerung ist dafür besonders geeignet, da der Feuerungsraum als ein Gesamtbrenner betrachtet werden kann. Im Bild eine Kohlemühle von EVT.

EF-BB9203 TÜV Süd Mahlpendel.tif

Ausgebauter Mahlpendel.

Für ein thermisches Großkraftwerk in Baden-Württemberg sollten die Betriebsingenieure gezielt dessen Auslegungsgrenzen anfahren, um die Prozesseffizienz zu steigern. Kohleblöcke werden bei Teillast bisher in einem Bereich von rund 30 % der Volllast betrieben – üblicherweise rein mit Kohle und mindestens zwei Mühlen. Neben der gemahlenen Kohle kommt in der Regel Öl oder Gas als Zusatzbrennstoff zum Einsatz. Vielfach besteht die Ansicht, das sei zur sicheren Durchzündung des eingebrachten Kohlestaubs erforderlich.
Die Anlage mit Tangential-Eckenfeuerung haben die Ingenieure bislang konservativ gefahren – auf Grundlage der ursprünglichen Auslegungsparameter, wie sie die Betriebshandbücher beschreiben. Bei Volllast lieferten bislang vier Kohlemühlen die zugehörige Feuerungswärmeleistung. Bei Teillast soll die Leistung mit alleinigem Kohlebetrieb nun auf den prozesstechnisch niedrigst möglichen Lastzustand runtergefahren werden. Das entspricht nur 15 bis 20 % Dampfleistung. Dafür war der Kohlestaubeintrag deutlich zu reduzieren. Ein Ein-Mühlen-Betrieb sollte das leisten – ohne sonst übliches Stützfeuer durch Öl- oder Gasbrenner.

Leittechnische Lösung ohne geänderte Konstruktion

Die Ingenieure mussten die Feuerung stabil halten und auch bei Teillast eine möglichst hohe Flammenstabilität im Feuerungsraum erzielen – das heißt: ein sicheres Zünden des eingebrachten Kohlestaubs. Zugleich galt es, die Feuerungssignale mittels Flammenwächter zuverlässig zu detektieren. Weitere zu bewältigende Kernpunkte waren die ausreichende Durchströmung des Verdampfers sowie eine für die Turbine notwendige Dampftemperatur mit möglichst geringem Abfall. Zudem sollte die Mindesttemperatur des Rauchgases vor Eintritt in die Entstickungsanlage einen Wert 300 °C erreichen. Einzuhalten waren auch die Werte für restverbrennliche Anteile in der Flug- und Nassasche.
TÜV Süd Industrie Service hat den bisherigen und künftigen Betrieb untersucht und das Projekt verfahrens- und sicherheitstechnisch begleitet. Die künftige Betriebsweise ließ sich aus optimierten Betriebsversuchen ableiten. Weil die Ingenieure den Ein-Mühlen-Beitrieb rein regelungstechnisch realisieren konnten, waren konstruktive Maßnahmen überflüssig oder durch organisatorische Maßnahmen kompensierbar. Eine wichtige Größe ist das so genannte „Feuerleitprogramm“. Dafür haben die Ingenieure die Regelungsmatrix auf die neuen Betriebsverhältnisse angepasst und anhand von weiteren Versuchen untermauert. Auch die sicherheitstechnische Bewertung und die Instandhaltung galt es, an die neue Betriebsweise anzupassen.

Das Ergebnis

Insgesamt ist ein umweltschonender Betrieb innerhalb der gesetzlichen Grenzwerte möglich. Insbesondere die Flammenstabilität hat sich verbessert, da diese einzelne Mühle in einem höheren Lastspektrum betrieben werden kann im Vergleich zum Zwei-Mühlenbetrieb. Zu beobachten war, dass die Zusammensetzung der Flug- und Nassasche stärker von der Qualität der eingesetzten Kohle abhängt. Die Abkehr von der bisherigen Betriebsweise bringt allerdings einen höheren Verschleiß mit sich.
www.tuev-sued.de/is

Autoren

 Hans Christian Schröder

Leiter Kraftwerks- und Anlagenservice / Branchenmanager Kraftwerke, TÜV SÜD Industrie Service, Mannheim

Verwandte Artikel

Effizienter Schichtwechsel beim HKW Cottbus

Fit für den Rückbau

„Trends erkennen und die Zukunft gestalten“

Abgestimmtes Ölkonzept

Kraftwerke im Vereinigten Königreich und in Irland