Aufrufe
vor 4 Jahren

6 | 2015

  • Text
  • Anlagen
  • Betrieb
  • Bild
  • Unternehmen
  • Kraftwerke
  • Zusatzfeuerung
  • Anforderungen
  • Strom
  • Deutschland
  • Beispielsweise

Special Strom- und

Special Strom- und Wärmeerzeugung Bild 1 Außenansicht des Betriebs- Süd der Kronos Titan GmbH. Im Bild das neue GuD-Heizkraftwerk neben dem altem Heizwerk. EIGENVERSORGUNG | Viele Unternehmen des produzierenden Gewerbes stehen unter einem ständig steigenden Wettbewerbsdruck. Eine Möglichkeit zur Senkung von Produktionskosten ist die Reduktion der Energiekosten. Der Einsatz von Gas- und Dampfturbinen- Heizkraftwerken (GuD-HKW) unter weitestgehender Nutzung vorhandener Kraft-Wärme-Kopplungs (KWK)- Potenziale und die damit verbundene gekoppelte Eigenerzeugung von Strom und Wärme kann diesbezüglich einen wesentlichen Beitrag leisten. GuD-Heizkraftwerke für Industriebetriebe Höchste Verfügbarkeit bei maximaler Flexibilität Die Kronos Titan GmbH, eines der führenden Chemieunternehmen der Titandioxid- und Eisensulfaterzeugung, ließ am Standort in Nordenham das rund 45 Jahre alte Heizwerk durch ein modernes und hocheffizientes GuD-HKW ersetzen (Bild 1). Die Gesamtplanung übernahm die Kema-IEV GmbH aus Dresden, ein Unternehmen der DNV GL, Division Energy. Die Zusammenarbeit erstreckte sich über das gesamte Projektportfolio der Planungs-, Genehmigungs-, Ausschreibungs- und Vergabephase sowie der Bauüberwachung, Inbetriebnahmebegleitung und Dokumentation. Die Neuanlage erfüllt das Hocheffizienzkriterium des KWK-Gesetzes [1]. Entsprechend wird der durch Kraft-Wärme-Kopplung erzeugte Strom gefördert. Anforderungen, Planungsansatz und Konzeptionierung Gefordert waren eine Verfügbarkeit der Dampfbereitstellung in Höhe von 99,9 %, eine vollständige Eigenstromversorgung, ein hohes Maß an Flexibilität in der Dampf- und Strombereitstellung und nicht zuletzt ein wirtschaftlicher Betrieb. Anhand von Voruntersuchungen entschied sich Kronos Titan Ende 2011 zur Errichtung von zwei baugleichen Gasturbinen-Abhitzekessel-Linien sowie einem Besicherungskessel (Bild 2). Alle Kessel verfügen jeweils über eine nominelle Leistung von 35 t/h Heißdampf bei 21 bar Überdruck. Jede der Einwellen-Gasturbinen (Kawasaki GPB80D) erreicht eine elektrische Nennleistung von rund 7,5 MW (Bild 3). Im reinen Abhitzebe- trieb erzeugen die Gasturbinen-Abhitze - kessel-Linien etwa 12 t/h Frischdampf. Die Abhitzekessel sind zudem mit leistungsstarken Zusatzfeuerungen ausgerüstet, die auch in Teillastfällen der vorgeschalteten Gasturbinen die nominelle Dampfbereitstellung gewährleisten. Die Gasturbinen-Abhitzekessel-Linien sind derart ausgelegt, dass sie sämtliche emissionsrechtlichen Grenzwerte einhalten [2]. Kronos Titan benötigt Dampf auf zwei Druckniveaus: 19 bar Überdruck, 325 °C sowie 5,5 bar Überdruck, 170 °C. Die zugehörige Bedarfsverteilung ermöglicht es, zusätzliche Aggregate zur KWK-Potenzialausschöpfung zu installieren. So wurde in der Anlage eine Gegendruckdampfturbine vom Typ Siemens SST-060 mit einer nominellen Leistung von etwa 1,7 MW als intelligente Drossel installiert (Bild 4). Zuzüglich der Effizienzsteigerung sorgt diese Maßnahme auch für eine zusätzliche Besicherung der Eigenstromversorgung. Eine besondere Herausforderung war es, den Ausgleich der vorhandenen prozessbedingten Lastschwankungen in den Dampfnetzen zu realisieren. Die frischdampferzeugenden Anlagen sind in 22 BWK Bd. 67 (2015) Nr. 6

Strom- und Wärmeerzeugung Special Bild 2 Gasturbinen- Packages. der Lage, eine Laständerungsgeschwindigkeit von rund 10 t/h je Minute nachzufahren. Weiterhin wurde eine sehr flexibel einsetzbare Dampfumformstation zur Versorgung der Niederdruck-Dampfschiene integriert. Diese zeichnet sich durch ein hohes Regelverhältnis von etwa 2,5 bis 55 t/h aus. Der Besicherungskessel ist ein wesentlicher Bestandteil der Verfügbarkeitskette. Mittels einer im Kesseldruckkörper angeordneten Warmhalteschleife wird dieser nahezu auf Betriebsdruck gehalten, um die Anfahrtotzeit so gering wie möglich zu halten. Die Warmhaltung des Besicherungskessels erfolgt durch Frischdampfzufuhr zur Warmhalteschleife. Der abgekühlte Dampf wird nachfolgend in die ND-Dampfschiene eingespeist. Die Anfahrtotzeit wird weiter durch ein zyklisches Starten und Betreiben des Besicherungskessels reduziert. Zur Steigerung der Prozesseffizienz wurde ein Speisewasserkühler installiert, der im Gegenstrom das nachgespeiste kalte VE-Wasser nutzt, um das entgaste Speisewasser auf für den Gesamtprozess optimale Temperaturen von 55 bis 65 °C abzukühlen. Dadurch werden eine besonders niedrige Abgastemperatur der Kessel von 100 bis 110 °C ermöglicht und Abgas- Energieverluste weitestgehend minimiert. Der Speisewasserbehälter erhält durch eine dreistufige Beheizung eine sehr hohe Systemstabilität für Nachspeisungen bis zu 80 t/h bei VE-Wassertemperaturen von 15 °C bis knapp unter Siedetemperatur. Dampfeindüsungen aus der ND-Dampfschiene erfolgen dabei in den Behälter und in den Entgaserdom. Brüden aus der thermischen Entgasung werden mittels Kondensator zur weiteren VE-Wasser-Vorwärmung verwendet und entsprechend in den Speisewasserbehälter zurückgeführt. Somit werden die Brüdenverluste minimiert. Neben der Anlagentechnik tragen auch die installierten elektrotechnischen Anlagen zur Sicherung der Gesamtverfügbarkeit bei. Notwendige Redundanzen wurden sowohl durch die Ausstattung der Mittelspannungsschaltanlage mit einer Doppelsammelschiene als auch bei der Eigenbedarfsversorgung durch die Installation von zwei parallel arbeitenden Eigenbedarfstransformatoren und redundanten Anbindungen in der Niederspannungsschaltanlage geschaffen. Sicherheitsrelevante Ausrüstungen werden zudem über eine USV-Anlage versorgt. Der Weiterbetrieb der werkseitigen Produktionsanlagen im Kurzschlussfall wird durch die Einbindung eines I S -Begrenzers inklusive Drosselspule gesichert. Realisierung Die Bauphase erstreckte sich inklusive Errichtung der Maschinenhalle von Dezember 2012 bis Januar 2014. In Summe waren rund 30 Unternehmen mit über 500 Beschäftigten an der Realisierung des Projektes beteiligt. In Hochzeiten waren zeitgleich bis zu 85 Mitarbeiter auf der Baustelle zu koordinieren. Höhepunkte der Arbeiten waren die Einbringung der jeweils etwa 90 t schweren Kesseldruckkörper und die Einbindung der Gasversorgung und Dampfverteilung während eines eintägigen Betriebsstillstandes des Werkes. Sampling solutions with proven components & analysing instruments for modern applications in power plants Temperature protection valve Autosafe PE 74.60.00 Pressure regulator VS 61 15 – 19 June 2015 Frankfurt/Main, Germany Please visit us in hall 11.1, booth E63 High-pressure sample cooler PE 02 75 Years of High Quality & Performance High Quality & Sampling & Analysing Systems Dr. Thiedig – Engineering Solutions info@thiedig.com · www.thiedig.com Digox 602 dac degassed acid conductivity

Ausgabenübersicht