Dampfturbinen - Axpo-Holz

Die verschiedenen Betriebsarten und die Regelung von DampfturbinenLeistungsregelungIn der Betriebsart Leistungsregelung wird die vom Generator an das elektrische Verbundnetzabgegebene Leistung geregelt. Kraftwerke müssen mit dem Netzbetreiber diebereitzustellende Leistung abstimmen, die dann als Sollwert für die Leistungsregelung dient.Über eine Änderung des Stellhubs des Frischdampfventils kann die Wellenabtriebsleistungund somit auch die Generatorleistung geregelt werden.FrequenzregelungWenn keine Verbindung zum öffentlichen Verbundnetz besteht, muss der Dampfturbosatzden Eigenverbrauch des Kraftwerks und evtl. den elektrischen Verbrauch einesIndustriebetriebes sicherstellen (Inselbetrieb). Die Regelgrösse ist in diesem Fall dieFrequenz des Inselnetzes bzw. indirekt die Drehzahl der Dampfturbine. Mit der Regelung derFrequenz des Inselnetzes lässt sich sicherstellen, dass die elektrische Leistungserzeugungmit dem momentanen Verbrauch der Insel übereinstimmt.Aber auch Kraftwerke, die an der Primärregelung des Übertragungsnetzbetreibersteilnehmen (meist alle Kraftwerke über 100 MW Nennleistung), sind einer Frequenzregelungunterworfen. In der Betriebsart Leistungsregelung läuft die Antriebswelle der Turbineentsprechend der Netzfrequenz von 50 Hz mit einer Drehzahl von 3000 U/min. AufBelastungsschwankungen, die permanent im gesamten Netzbereich stattfinden, reagierendie Schwungmassen der Rotoren in den Kraftwerken mit einer Drehzahländerung, diezugleich die momentane Frequenz des erzeugten Stroms verändert. Bei aktiverPrimärregelung wird nun die Netzfrequenz mit der Sollfrequenz von 50 Hz verglichen. Beiabnehmender Netzfrequenz wird das Drehmoment und damit auch die Leistung desTurbosatzes erhöht und bei Frequenzsteigerung entsprechend vermindert.DrehzahlregelungWenn die Turbine im Leerlauf ist, beispielsweise beim Hochfahren in der Phase derSynchronisation ans Netz, wird die Drehzahl geregelt. Die Betriebsart Drehzahlregelungähnelt der Betriebsart Frequenzregelung bis auf den Fakt, dass der Generator keineLeistung produziert, also die Turbine nicht belastet ist.VordruckregelungIn der Betriebsart Vordruckregelung ist der Frischdampfdruck die Regelgrösse. Die inHolzkraftwerken arbeitenden Dampfturbinen werden vorherrschend mit einerVordruckregelung betrieben, um den Kesseldruck auf dem gewünschten Wert zu halten. DieRegelung des Kesseldrucks über die Feuerleistungsregelung ist bei einem holzgefeuertenDampferzeuger aufgrund der Trägheit der Feuerung nur schwer realisierbar. Die relativschnelle Turbine bietet hingegen einen schnellen Regeleingriff auf den trägenDampferzeuger, so dass auch bei schnellen Änderungen des Frischdampfverbrauchs derKesseldruck konstant bleibt. Die Dampfturbine dient quasi als Stellglied für denBetriebsdruck des Dampferzeugers. Die in das Verbundnetz eingespeiste elektrischeLeistung ist gewissermaßen ein Nebenprodukt. Ihr Wert schwankt mit der Stellbewegung desFrischdampfventils.Dr.-Ing. Markus Franz | Dampfturbinen 18