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1Abschlussbericht Projekt Kessel 12
Auf dem Weg zum CO2 -neutralen Heizkraftwerk
Abschlussbericht 2015
2011 – 2016
ZukunftssicherungStandort Flensburg
Projekt Kessel 12
Abschlussbericht Projekt Kessel 122
Grundkonzept
Um das zentrale Heizkraftwerk weiter zu optimieren und den Standort Flensburg zu sichern, bauten die Stadtwerke Flensburg von 2011 – 2015 diese zukunfts weisende Investition in Höhe von 128 Mio. €. Innerhalb der
Flensburg. Neben dem Bau der GuDAnlage umfasste das Kraftwerksprojekt „Kessel 12“ weitere Teilprojekte. Dazu gehörten unter anderem die Anbindung des Kraftwerkneubaus an das über regio nale Erdgasnetz sowie die Umrüstung eines schwerölbetriebenen Spitzenlast Kessels auf Leichtöl und Gasbetrieb. Die Umrüstung und Automatisierung eines Reserveheizwerks zur Wärmelieferung in winterlichen Spitzlastzeiten sowie Prozessoptimierungen in der Betriebsweise des Heizkraftwerks zugunsten von Ertragskraft und Zukunftsfähigkeit der Flensburger Energieerzeugung waren weitere Projekt bausteine.
Die Stadtwerke Flensburg und das Projekt Kessel 12
Die Idee dahinter.
Was wurde gemacht?
Unternehmensstrategie „Energie im Wandel – Kraft aus Kontinuität“ stand das umfangreiche Kraftwerksprojekt „Kessel 12“ im Zentrum der technischen Neuerungen.
Kernstück des Projektes war die Errichtung einer in KraftWärmeKopplung betriebenen Gas und Dampf turbinenanlage (GuDAnlage) mit einer Leistung von rund 75 Megawatt (MW) thermisch und rund 75 MW elektrisch. Durch die Kombination von Gas und Dampfturbine erreicht die Anlage einen Gesamtwirkungsgrad von 92 Prozent und liegt rund zehn Prozent über dem alten Gesamtwirkungsgrad des Heizkraftwerks. Die neue Anlage ersetzt die beiden 1979 bzw. 1982 in Betrieb genommenen kohlenstaubbefeuerten Kesselanlagen 7 und 8. Sie ist eine wichtige Komponente auf dem Weg zu dem bis zum Jahr 2050 angestrebten CO2neutralen Kraftwerksbetrieb in
Das Grundkonzept der GuDFahrweise beruht auf der kurzen Anfahrzeit der Gasturbine. Zu Tageszeiten mit wenig Wind und Sonnenenergieproduktion wird die GuDAnlage betrieben. Die gekoppelt anfallende Wärme wird als Fernwärme genutzt oder im Wärmespeicher eingelagert. In Zeiten mit viel Wind und Sonnenenergieproduktion
steht die Fernwärmeversorgung im Vordergrund. Dazu werden die Kessel 9 bis 11, der Wärmespeicher oder der Elektrodenheizkessel eingesetzt. Somit unterstützen die Stadtwerke Flensburg die Energiewende mit ihren Anlagen und schützen das Klima durch einen hohen Anteil an KraftWärmeKopplung.
3Abschlussbericht Projekt Kessel 12
Die Vorteile der Kraftwerksoptimierung.
Die Umstellung von Kohle auf Erdgasbetrieb erlaubt einen schnellen, flexiblen Anlageneinsatz und damit ein Einspringen zum Ausgleich kurzfristiger Stromproduktionslücken auf dem durch stark schwankende Wind und SolarstromErzeugungsanteile geprägten Strommarkt.
Durch das Erweitern des Brennstoffmixes, der zuvor aus Steinkohle, Ersatzbrennstoffen und Holzhackschnitzeln bestand, um den Energieträger Erdgas, ergeben sich aus den verschiedenen
Energieträgern neue, unterschiedliche Kombinationsmöglichkeiten und Fahrweisen in der Produktion von Strom. Diese können den jeweiligen Marktgegebenheiten bei der Brennstoffbeschaffung und dem Verkauf von Strom an der Börse flexibler als bisher angepasst werden.
Mit dem Ersatz der Kohle durch Erdgas wird bei gleicher Energieproduktionsmenge der CO2Ausstoß um 40 Prozent reduziert.
Die Gasturbine während der Montagephase
„Ich freue mich über den guten Verlauf und den
erfolgreichen Abschluss des Projektes Kessel 12.
Trotz einiger Widrigkeiten und technischer
Schwierig keiten konnte das Projektteam auch
diese Aufgaben lösen und das Projekt im geplanten
Zeit- und Budget rahmen fertigstellen.“
Karsten MüllerJanßen (Projektleiter)
Abschlussbericht Projekt Kessel 124
Die Aufstellung der Hauptkomponenten der GuDAnlage erfolgte in der angrenzenden Turbinenhalle: die Siemens Gasturbine wurde aus Schweden angeliefert und auf dem Fundament mit dem Getriebe und dem Generator verbunden. Die Nebenaggregate und Komponenten wie Schmieröl station, Gasstation, Filterhaus, Schallhaube mit Belüftung und Gaslöschanlage, Generatorkühlung und anderes sind installiert worden. Die Schaltanlagen und die Prozessleittechnik wurden aufgestellt, angeschlossen und geprüft – zudem Rohrleitungen und Kabel verlegt, angeschlossen und kontrolliert.
Für den Abhitzekessel konnte nach der Insolvenz des ursprünglichen Auftragnehmers mit der Firma Standardkessel recht schnell Ersatz gefunden werden. Im September 2014 begann die Montage des Stahlbaus für das Kesselgebäude.
Anfang Oktober 2014 wurden die ersten Kesselwände angeliefert, per Auto kran aufgestellt und verschweißt. Nach Einbringen der Kesseldecke und der Montage schienen konnten die 23 Rohrmodule mit dem Schwerlastkran eingehängt werden. Anschließend wurde der Abgaskanal von der Gasturbine zum Abhitzekessel hergestellt. Dabei erfolgte sowohl die Montage der Bypass klappe als auch die ErdgasZusatzfeuerung des Kessels.
KWK-Anlage (als Gas- und Dampf-Turbinenanlage; GuD)
Stahlbau für das Gasturbinengebäude
die neue Gasturbine – links im Bild der BrennerRing
Der Rohbau des Schaltanlagengebäudes und der Bau der Fundamen-te für die GuD-Anlage waren bereits Ende 2013 weit fortge schritten. In 2014 wurden die Bautätigkeiten weitergeführt und mit dem Aus-bau der Zentralwarte sowie der technischen Gebäudeausrüstung weit gehend abgeschlossen. Die zentrale Leitwarte ist nach Fertig-stellung im November 2014, an den Geschäftsbereich Erzeugung übergeben worden. Im Oktober 2014 konnte der Kessel 11 bereits aus der neuen Warte mit neuen Steuerpulten angefahren werden.
Info
KWK-Anlage (als Gas- und Dampfturbinenanlage)
Ziel Neubau einer KWKAnlage durch eine GuDAnlage mit je 75 MW Strom und Fernwärmeleistung
5Abschlussbericht Projekt Kessel 12
Alte Turbinenhalle – Vorbereitung des Standortes für die neue Dampfturbine
Abschlussbericht Projekt Kessel 126
Einheben der Rohrmodule in den Kesselstahlbau
Montage der Rohrmodule des Abhitzekessels
Der Gasturbinenkamin wurde aufgestellt, danach folgte der Hauptkamin. Damit konnte die Inbetriebnahme der Gasturbine in Angriff genommen werden. Am 19.06.2015 war es soweit: das erste Zünden der Gasturbine fand statt. In der daran anschließenden warmen Inbetriebsetzungsphase erfolgten weitere Optimierungen.
Inzwischen war der Abhitzekessel fertiggestellt und hatte die Druckprüfung absolviert. Somit konnte im August 2015 das Auskochen und Ausblasen des Kessels durchgeführt werden, um Schmutzteilchen wie zum Beispiel Schweißrückstände aus dem WasserDampfSystem zu entfernen.
Parallel erfolgten in der alten Turbinenhalle die Bauarbeiten für die Aufstellung und Einbindung des neuen Heizvorwärmers und der neuen Dampfturbine. Nach einer im HerstellerWerk festgestellten Leckage am Heizvorwärmer musste dieser nachgebessert werden, wodurch der ursprüngliche Liefer termin nicht eingehalten wurde.
Mit der Anlieferung der Dampf tur bine des Herstellers TMS begann deren Montage phase. Das Turbinengehäuse wurde geschlossen, die Dampf und
Steuerleitungen montiert. Anschließend folgte die Montage und Ausrichtung der Turbine zum Getriebe und zum Generator. Mit der Dampfproduktion des Abhitzekessels konnte die warme Inbetriebsetzung der Dampfturbine am 19.11.2015 begonnen werden. Schlussendlich wurde die Schalldämmhaube montiert.
Die Inbetriebsetzung und Optimierung der Anlage dauerte bis Ende 2015, so dass der Probebetrieb der Gesamtanlage für den Januar 2016 terminiert wurde. Er endete am 14.02.2016. Danach wurden durch die Unterlieferanten die Restpunkte, die während des Probebetriebs entdeckt wurden, abgebarbeitet, um zu einer vorläufigen Übernahme der Anlage durch die Stadtwerke Flensburg zu kommen.
Am 21.04.2016 wird die GuDAnlage offiziell eingeweiht. Zu diesem Festakt werden neben dem Wirtschaftsminister des Landes SchleswigHolstein Reinhard Meyer zahlreiche Kunden, Partner und Interessierte nicht nur aus der Energiebranche erwartet.
7Abschlussbericht Projekt Kessel 12
Betrieb in der neuen Zentral warte
Die Erzeugungsanlagen des Kraftwerks und die Netze wurden bisher von zwei Leitwarten und einer Schalt warte aus bedient. Diese sind nun organisatorisch und personell in einer Zentralwarte zusammen-geführt.
Am 21.11.2014 fand die offizielle Einweihung der zentralen Leitwarte im zweiten Stockwerk des neuen Schaltanlagen gebäudes statt. Im Sommer 2015 wurden nach dem Bedienpult von Kessel 11 auch die neuen Pulte der Kessel 9 und 10 angeschlossen und geprüft. Auch die vorhandenen Dampfturbinen wurden in die Bedientechnik integriert.
Die GuDAnlage war bereits von der neuen Warte aus zu bedienen. Im September 2015 wurde auch die Bedienung von Kessel 5 in die Zentralwarte verlegt. Somit konnte der Umzug des Kessel und Turbinen personals erfolgen.
Im Januar 2016 fand die Inbetriebnahme der Netzleittechnik statt. Seitdem werden die komplette Überwachung und Bedienung des Strom, Fernwärme und Wassernetzes sowie der Kessel und Turbinenanlagen mit der neuen, flexiblen Bildschirmtechnik der Zentralwarte durchgeführt.
InfoLeittechnik / Warte
Ziel Errichtung einer neuen zentralen Leitwarte im Neubau
Zentralwarte Leittechnik
Abschlussbericht Projekt Kessel 128
Bau der Erdgastrasse
9Abschlussbericht Projekt Kessel 12
Erdgasanbindung Ellund – Flensburg
Ende April 2014 begannen die Tiefbauarbeiten an der Stadttrasse und parallel am anderen Ende in Ellund, neun Kilometer westlich von Flensburg. Dabei wurde die Landtrasse in offener Grabenbauweise, die Stadttrasse als Baugrube mit Verbau ausgeführt. Als besondere Herausforderungen sind die Unterquerungen der Autobahn A 7 und der Bahntrasse im Bohrverfahren zu nennen. Verbaut wurden im Vorwege bestellte Spezialrohre mit 30 Zentimeter Durchmesser und mit einer Länge von insgesamt zwölf Kilometern.
Tiefbau, Hochbau und Anlagenbau waren für die ErdgasÜbergabestation in Ellund – in der auch die Messtechnik installiert ist, für die Erdgasdruckregelstation am Heizkraftwerk Flensburg sowie für den Erdgaspufferspeicher erforderlich.
Am 15.10.2014 erfolgte die Inbetriebnahme der Erdgastrasse. Beginnend in Ellund wurden die Erdgasleitungen, die Filter und Armaturen in den Stationen mit Gas gespült, dann gefüllt und unter Betriebsdruck gesetzt. Damit war die Gasleitung in Betrieb.
Die Behörde hat für den Betrieb der Erdgashochdruckleitung eine Reihe von Anforderungen an Technik, Organisation und Überwachung gestellt. Hierauf wurden die Mitarbeiter aus dem Geschäftsbereich Service geschult, so dass viele Aufgaben durch die Stadtwerke erfüllt werden können.
Der Planfeststellungsbeschluss für den Bau der Erdgasleitung wurde am 17.01.2014 erteilt. Somit konnte mit der Ausführung der zwölf Kilometer langen Rohrleitung begonnen werden.
Info
Erdgasanbindung
Ziel Bau einer Erdgasleitung zwischen dem Heizkraftwerk Flensburg und der Erdgasleitung in Ellund sowie einer Übergabe und einer Gasdruckregelstation
Anschlussarbeiten an der Gasstation Ellund Verlegen der Erdgasleitung
Abschlussbericht Projekt Kessel 1210
Umrüstung Kessel 5Der Reserve und Spitzenkessel 5 wurde von Schweröl auf Leichtöl und Erdgas als Brennstoff umgebaut. Durch mehrere teils komplexe Herausforderungen verzögerte sich die Abnahme. Am 1. Juli war es soweit: Die Abnahme bei Volllast mit 125 to Dampf/Stunde wurde erfolgreich durchgeführt. Damit steht der Kessel dem Betrieb für den Winter zur Verfügung. Nachdem die TÜV Prüfung an Kessel 5 durch die Leistungs fahrt erfolgreich abge
Reserveheizwerk EngelsbyDas Reserveheizwerk Engelsby wurde in den Jahren 2012/2013 auf moder ne Technik umgerüstet. Damit die Emissions werte eingehalten werden können, war der Austausch aller zwölf HeizölBrenner erforderlich. Im
schlossen werden konnte, arbeitet das Team jetzt an der Erfüllung der Emissionsvorgaben aus der Genehmigung. Hier muss noch nachgearbeitet werden. Als Nächstes werden die Gasfeuerung in Betrieb genommen und die Gasbrenner optimiert. Dann ist auch ein flexibler Betrieb zwischen Öl und Gasfeuerung möglich.
Rahmen des Umbaus wurde der Automatisierungsgrad der Anlage deutlich erhöht. Die Anlage kann nun als dezentrales Spitzenlastheizwerk an besonders kalten Wintertagen eingesetzt werden.
Holzaufgabestation für Kessel 9 – 11
Die Holzaufgabestation musste dem Neubau der GuDAnlage weichen. Mit dem räumlichen Umzug wurde auch eine Neuverlegung der Förderlei
tungen zu den Kesseln 9 – 11 erforderlich. Das Teilprojekt wurde 2012 abgeschlossen.
Weitere Teilprojekte
Brennerstation Kessel 5 mit Leichtöl
Holzaufgabestation
11Abschlussbericht Projekt Kessel 12
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Abschlussbericht Projekt Kessel 1212
Stand: 31.03.2016
www.stadtwerke-flensburg.de
Herausgeber Stadtwerke Flensburg GmbH
Batteriestraße 48 24939 Flensburg
Konzeptidee & Redaktion Eyleen John
Tel.: 0461 487 1202 eyleen.john@stadtwerkeflensburg.de
Thomas Voss Tel.: 0461 487 3151
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Andreas Birresborn
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