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Infrarot-Wärme erhöht die Verfügbarkeit von Gaskraftwerken

27.07.2010
Flächendeckende und schnelle Enteisung von Ansaugfiltern
Gaskraftwerke, die Strom für den Spitzenverbrauch liefern, müssen besonders in der kalten Jahreszeit zuverlässig arbeiten und sehr schnell reagieren.

Infrarot-Strahler von Heraeus Noblelight erwärmen Vlies-Filter, hier bei Tests, damit sie eisfrei arbeiten können. Copyright Heraeus Noblelight 2010


Montage der Infrarot-Enteisung im Gaskraftwerk von Trianel in Hamm. Copyright Heraeus Noblelight 2010

Gas-Turbinen brauchen Luft für die Verbrennung, die frei von Staub und anderen Partikeln sein muss und deshalb immer vorgefiltert wird.

Feuchtkalte Ansaugluft in den Wintermonaten kann leicht zur Vereisung der Filter führen. Diese lassen dann nur noch wenig Luft durch und die Gas-Turbine muss gedrosselt oder abgeschaltet werden – ausgerechnet dann, wenn sie am meisten gebraucht wird.

Infrarot-Systeme von Heraeus Noblelight ergänzen bei Trianel in Hamm den Vereisungsschutz im modernen Gas-und-Dampfturbinenkraftwerk (GuD). Im Mai wurden innerhalb von nur zwei Wochen 24 Infrarot-Module samt Steuerung montiert und in Betrieb genommen.

Moderne GuD-Kraftwerke erzeugen Strom mit einem relativ hohen Wirkungsgrad von etwa 60%, erheblich effizienter als herkömmliche Kraftwerke, die bei etwa 40% liegen. Zusätzlich können sie sehr schnell reagieren und daher werden sie für Mittel- und Spitzenlast beim Stromverbrauch eingesetzt.

Strom wird nicht immer gleichmäßig verbraucht, es kommt immer wieder zu Bedarfsspitzen. Dann wird die Leistung so stark nachgefragt, dass für die Stromversorgung schnell regelbare Kraftwerke eingesetzt werden müssen. Diese können innerhalb von Minuten hohe Leistungen zur Verfügung stellen. Dazu zählen Gaskraftwerke, die zur Leistungserzeugung gereinigte Luft von außen ansaugen.

Wenn die vorgeschalteten Filter vereisen, kann das jedoch zum Stillstand des Kraftwerkes führen. Ein leistungsfähiges und vor allem schnell und zuverlässig arbeitendes Enteisungssystem muss die Verfügbarkeit der Anlage auch in der kalten Jahreszeit garantieren.

Die Trianel GmbH ist ein Zusammenschluss von 47 Stadtwerken und betreibt ein GuD Kraftwerk mit zwei Kraftwerksblöcken in Hamm. Ein Steinkohle-Kraftwerk ist in Lünen im Bau, ein weiteres in Krefeld in Planung; vor der Insel Borkum ist zusätzlich eine Offshore –Windkraftanlage in Vorbereitung. Das GuD Kraftwerk in Hamm ist erst wenige Jahre alt. Die Erfahrung der letzten beiden relativ harten Winter bewog Trianel, über eine Ergänzung ihrer Anti-Eis-Einrichtungen nachzudenken. Diese sollte möglichst einfach nachzurüsten sein und sehr schnell reagieren können.

Thomas Kleinwächter, Leiter des Technischen Controllings und der Instandhaltung in Hamm, klärte gemeinsam mit Heraeus Noblelight ab, ob elektrische Infrarot-Systeme für die Aufgabe geeignet sind.

Bisher wurde in Hamm, wie in den meisten anderen Gaskraftwerken auch, zur Filter-Enteisung die „Abwärme“ aus der Stromproduktion genutzt. Die heiße Luft wird auf die Taschenfilter aus Vliesmaterial geblasen, dabei können lokal kalte oder besonders heiße Zonen entstehen, insbesondere wenn die Heißluft nur unzureichend verteilt wird.

Dem gegenüber hat Infrarot-Strahlung entscheidende Vorteile: Energie wird kontaktfrei übertragen und erzeugt Wärme im Material. Dadurch ist Infrarot-Wärme schnell verfügbar und die Erwärmung erfolgt energieeffizienter als mit vielen konventionellen Methoden.

„Mich hat überzeugt, dass Infrarot-Systeme die Filter flächendeckend gleichmäßig erwärmen können, ohne den Querschnitt der Luftansaugung signifikant zu beeinträchtigen.“ sagt Thomas Kleinwächter. Die Kraftwerksbetreiber legten zudem Wert darauf, das Ergänzungssystem für die Enteisung komplett und schlüsselfertig geliefert zu bekommen.

„Eine echte Herausforderung“, sagt Michael Lyhs, Leiter der Projektierung und des Projektmanagements bei Heraeus Noblelight, „schließlich gab es ein Zeitfenster von nur drei Wochen für den elektrischen und mechanischen Einbau und die Arbeiten mussten in 11 bis 25 Meter Höhe verrichtet werden.“

Insgesamt wurde eine Fläche von je 8,80 x 4m mit je 24 mittelwelligen Infrarot-Strahlern versehen, die gesamte Nennleistung beträgt 236 kW. Immer drei der 2,20 m langen Strahler sind in einen Rahmen montiert und diese Module können über einen Schaltschrank sowie von der Hauptwarte aus bequem zu- oder abgeschaltet und gesteuert werden. „Die Zusammenarbeit zwischen Kraftwerksbetreiber und Heraeus funktionierte so gut, dass die Inbetriebnahme sogar schon nach zwei Wochen stattfand!“ freut sich Michael Lyhs, „Ich bin überzeugt, dass die Enteisungsanlage ihre Bewährungsprobe im nächsten Winter einwandfrei bestehen wird!“

Heraeus Noblelight

Heraeus Noblelight GmbH mit Sitz in Hanau, mit Tochtergesellschaften in den USA, Großbritannien, Frankreich, China, Australien und Puerto Rico, gehört weltweit zu den Markt- und Technologieführern bei der Herstellung von Speziallichtquellen. Heraeus Noblelight wies 2009 einen Jahresumsatz von 71,6 Millionen € auf und beschäftigte weltweit 707 Mitarbeiter. Das Unternehmen entwickelt, fertigt und vertreibt Infrarot- und Ultraviolett-Strahler für Anwendungen in industrieller Produktion, Umweltschutz, Medizin und Kosmetik, Forschung und analytischen Messverfahren.

Trianel

Der liberalisierte Energiemarkt bietet Stadtwerken vielfältige Chancen. Als größte europäische Stadtwerke-Kooperation mit 47 Gesellschaftern in Deutschland und Europa erschließt Trianel dieses Potenzial durch innovative Konzepte entlang der gesamten Wertschöpfungskette.
Gemeinsam macht das Stadtwerke-Netzwerk möglich, was für den einzelnen undenkbar ist – von der Energieerzeugung in hocheffizienten Kraftwerken über den Energiehandel mit eigenem Trading Floor bis zur Entwicklung einer breiten Palette von Beschaffungs- und Vertriebslösungen.

Auch in der Re-Kommunalisierung und Elektromobilität sieht Trianel weitere Zukunftsfelder für Stadtwerke und entwickelt gemeinsam mit ihren kommunalen Partnern darauf ausgerichtete energiewirtschaftliche Lösungen. Gemeinsam mit ihren Gesellschaftern repräsentiert Trianel über 5 Millionen versorgte Kunden.]

Der Edelmetall- und Technologiekonzern Heraeus mit Sitz in Hanau ist ein weltweit tätiges Familienunternehmen mit einer über 155-jährigen Tradition. Unsere Geschäftsfelder umfassen die Bereiche Edelmetalle, Sensoren, Biomaterialien und Medizinprodukte, Dentalprodukte sowie Quarzglas und Speziallichtquellen. Mit einem Produktumsatz von 2,6 Mrd. € und einem Edelmetallhandelsumsatz von 13,6 Mrd. € sowie weltweit über 12 300 Mitarbeitern in mehr als 110 Gesellschaften hat Heraeus eine führende Position auf seinen globalen Absatzmärkten.

Heraeus Noblelight GmbH mit Sitz in Hanau, mit Tochtergesellschaften in den USA, Großbritannien, Frankreich, China, Australien und Puerto Rico, gehört weltweit zu den Markt- und Technologieführern bei der Herstellung von Speziallichtquellen. Heraeus Noblelight wies 2009 einen Jahresumsatz von 71,6 Millionen € auf und beschäftigte weltweit 707 Mitarbeiter. Das Unternehmen entwickelt, fertigt und vertreibt Infrarot- und Ultraviolett-Strahler für Anwendungen in industrieller Produktion, Umweltschutz, Medizin und Kosmetik, Forschung und analytischen Messverfahren.

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Heraeus Noblelight GmbH
Reinhard-Heraeus-Ring 7
D-63801 Kleinostheim
Tel +49 6181/35-8545, Fax +49 6181/35-16 8545
E-Mail hng-infrared@heraeus.com
Trianel Gaskraftwerk Hamm GmbH & Co. KG
Thomas Kleinwächter
Trianelstraße 1
D-59071 Hamm
www.trianel.com
Redaktion:
Dr. Marie-Luise Bopp
Heraeus Noblelight GmbH,
Abteilung Marketing/Werbung
Tel +49 6181/35-8547, Fax +49 6181/35-16 8547
E-Mail marie-luise.bopp@heraeus.com

Dr. Marie-Luise Bopp | Heraeus Noblelight GmbH
Weitere Informationen:
http://www.heraeus-noblelight.com/infrared
http://www.heraeus-noblelight.com

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