05·2007 - Themen: … im Wasser, am Wasser, Kraftwerke - Umrisse

[Umrisse]
Die Leistung eines Kraftwerksblocks wird
im Konstruktionsstadium festgelegt: Um
einen hohen Wirkungsgrad zu erzielen,
sollten die Speisewassertemperatur und
das Vakuum im Kondensator hoch, die
Rauchgastemperatur bei Austritt hingegen
gering und Dampftemperatur und -druck
am Eintritt der Turbine wiederum hoch
sein. Im Prinzip gilt die Faustregel, daß
sich die Leistung eines Kraftwerksblocks je
Bar Dampfdruckerhöhung um 0,005% und
je Grad Celsius Dampftemperaturerhöhung
um 0,011% steigert. Dampfparameter werden
als überkritisch bezeichnet, wenn
Dampfdruck und -temperatur über dem kritischen
Punkt K (375 °C bzw. 221,20 Bar)
liegen. Die ersten Kraftwerksblöcke mit
überkritischen Parametern wurden in den
1950er Jahren errichtet. In der Praxis
zeigte sich jedoch bald, daß die damals
verfügbaren hochlegierten austenitischen
Stähle mit solchen Betriebsbedingungen
überfordert waren. Insbesondere an dickwandigen
Bauteilen kam es immer wieder
zu Ermüdungsschäden, zu deren Reparatur
der Block jeweils heruntergefahren werden
mußte. Erhebliche Fortschritte in der
Werkstoffentwicklung der letzten 20 Jahre
und der Einsatz der neuen Stahlsorten
ermöglichten indessen die Auslegung von
Kraftwerksblöcken mit überkritischen
Dampfparametern. Wurden früher ausschließlich
Dampferzeuger mit Kohlestaubfeuerung
unter überkritischen Parametern
betrieben, so gilt heute die ZWS-
Feuerungstechnik als echte Alternative zur
Wirbelbettfeuerung.
ZWS-Kessel mit Naturumlauf und folglich
unterkritischen Dampfparametern sind in
der Energiewirtschaft bereits seit mehr als
zwei Jahrzehnten bekannt. – Der natürliche
nächste Schritt in der ZWS-Technologie
ist der Bau von Kesseln mit höherer
Kapazität, Zwangsdurchlauf (ohne Trommel)
und überkritischen Dampfparametern.
Die in den 1970er Jahren eingeführte Wirbelschichttechnik
verdankt ihren schnellen,
durchschlagenden Erfolg in ganz
erheblichem Maße der Tatsache, daß ihre
Anlagen selbst ohne zusätzliche Rauchund
Abgasreinigungsverfahren strengste
Emissionsnormen erfüllen. Darüber hinaus
läßt diese Technologie neben Kohle eine
ganze Reihe anderer Brennstoffe zu, wie
etwa Biomasse, Kohleschlamm und sonstige
Abfallprodukte.
Kessel
© Foster Wheeler
Der überkritische Kessel
Der Verbrennungsprozeß in ZWS-Kesseln
macht sie unempfindlich gegenüber Qualitätsschwankungen
des eingesetzten
Brennstoffs. Sowohl Steinkohle als auch
Braunkohle weisen oft sehr unterschiedliche
Eigenschaften auf, selbst wenn sie
aus ein und derselben Lagerstätte stammen.
Zirkulieren nun große Mengen von
Material minderwertiger Qualität mit unterschiedlichem
Heizwert, Asche- oder
Feuchtigkeitsgehalt, hat das keinerlei Einfluß
auf die Verbrennungstemperatur. Eine
konstante Verbrennungstemperatur sichert
aber einen konstanten Wärmestrom und
damit eine konstante Temperatur in den
Verdampferrohren. Und daher sind die eingesetzten
Benson-Durchlaufverdampfer
optimal für den Einsatz in ZWS-Kesseln.
Die Möglichkeit, gleichzeitig unterschiedlichste
Brennstoffe zu feuern, ist ein weiterer
wichtiger Vorteil der ZWS-Technologie.
Das große Gesamtvolumen der zirkulierenden
Wirbelschicht sichert einen stabilen
Verbrennungsprozeß ohne Schwankungen
im Wärmestrom. Anlagenbetreibern bietet
dieses Merkmal eine enorme Flexibilität
bei der Wahl der jeweils kostengünstigsten
Brennstoffe.
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