Ein Kraps Economizer, 25 Jahre Betrieb – und dann kommt die Energiewende und macht alles kaputt
Ein Kraft-Wärme-Kopplungsstandort im Ruhrgebiet. Ein Kohlekraftwerksblock, daneben ein neues Gas-und-Dampf-Kraftwerk (GuD), das gleichzeitig Strom erzeugt und ein Fernwärmenetz versorgt. Beide Anlagen teilen sich einen gemeinsamen Anfahrkessel – bestehend aus Wasserrohrkessel und Economizer.
Der Betreiber kam zu uns, weil der Eco Schäden zeigte. Was auf den ersten Blick nach normalem Verschleiß aussah, war bei näherer Betrachtung etwas anderes – und hatte einen Grund, den viele Betreiber so nicht auf dem Schirm haben.
Der Apparat war für eine andere Zeit gebaut
Als der Anfahrkessel im Jahr 2000 ursprünglich ausgelegt wurde, kam er auf etwa 200 Betriebsstunden pro Jahr. Der Kraftwerksblock fuhr stationär – der Anfahrkessel war das, was sein Name sagt: selten genutzt, thermisch wenig beansprucht.
Heute sieht die Realität völlig anders aus. Die Energiewende erzwingt eine extrem dynamische Fahrweise konventioneller Kraftwerke. Dieser Anfahrkessel kommt mittlerweile auf mehrere tausend Betriebsstunden im Jahr – teilweise wird er stündlich gestartet und wieder abgestellt.
Der Apparat erfährt heute das Zehn- bis Fünfzehnfache an Beanspruchung – unter verschärften Bedingungen. Das hält kein Apparat ohne Anpassung durch.
Das technische Problem: Teilverdampfung zerstört den Eco von innen
Beim schnellen Anfahren entsteht ein Phänomen, das die meisten nicht auf dem Schirm haben: Teilverdampfung im Economizer (englisch: „Steaming“).
Wenn der Kessel schnell hochgefahren wird, reicht der Systemdruck zunächst nicht aus. Das Wasser im Eco erhält mehr Wärme als es aufnehmen kann, ohne zu verdampfen – Dampfblasen bilden sich in den Rohren. Das erzeugt hydraulische Instabilitäten, Druckschläge und thermische Wechselbeanspruchungen, die das Material von innen ermüden. Zusätzlich ist das Gesamtsystem noch nicht auf Betriebstemperatur.
Der ursprüngliche Eco war dafür nicht konstruiert. Es gab keine Möglichkeit, den Dampf kontrolliert zu entweichen.
Unser Ansatz: Bei der Neukonstruktion berücksichtigen wir dieses Risiko von Anfang an – konstruktiv, durch gezielte Entlüftungsmöglichkeiten. Der Dampf kann entweichen, bevor er Schaden anrichtet.
Zusätzlich wird bei der neuen Konstruktion die schnelle Reparatur – d.h. Austausch – von einzelnen Rohrreihen berücksichtigt.
Die zusätzliche Anforderung: Fernwärme on top
Der neue Eco soll nicht nur Kohlekessel und GuD vorwärmen. Er soll zusätzlich Warmwasser für das Fernwärmenetz produzieren. Eine Anlage, drei Aufgaben – das verändert die thermische Auslegung und die Regelbarkeit grundlegend.
Und der Eco ist dabei DER kritische Apparat des gesamten Kraftwerks. Fällt er aus, steht das Kraftwerk. Das ist kein theoretisches Risiko.
Was den Betreiber wirklich überrascht hat
Als wir ihm sagten, dass die Fertigung eines neuen Economizers rund vier Monate dauert, war er überrascht.
Aber jeder Apparat ist ein Einzelstück: Handarbeit, Materiallieferungen, Standsicherheitsnachweise, Entwurfsprüfungen durch zugelassene Stellen, Schweißnähte nach Druckgeräterichtlinie. Das ist keine Produktionslinie – das ist Apparatebau.
Wer glaubt, einen Ersatz-Eco in zwei Wochen zu bekommen, unterschätzt das Risiko erheblich. Unser favorisierter Weg: frühzeitig anfragen, Zustand des bestehenden Ecos bewerten lassen, rechtzeitig handeln.
Wir konnten dem Betreiber mit einem kurzfristigen Reparturkonzept helfen, sodass der Weiterbetrieb erstmal gewährleistet ist.
Im Zweifel: Kraps.
Sind Sie Kraftwerksbetreiber?
Haben Sie einen Anfahrkessel? Nutzen Sie einen Economizer – und hat sich Ihre Betriebsweise in den letzten Jahren durch die Energiewende verändert?
Setzen Sie bereits einen Luftvorwärmer (LUVO) ein, um teure Erdgas-Stützfeuerung zu reduzieren?
Wir schauen uns Ihre Situation an – kostenlos, auf Basis Ihrer realen Betriebsdaten.
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