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T. Endres et al. Maßnahmen zur Reisezeitverlängerung von braunkohlegefeuerten Kesseln

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Maßnahmen zur Reisezeitverlängerung von braunkohlege-

feuerten Kesseln

Autoren:

Thomas Endres

B. Eng.

RWE Power AG

Referent Apparate-, Kessel- und Fördertechnik

Kraftwerk Neurath, Grevenbroich

Horst Hoffmann

Dipl.-Ing.

RWE Power AG

Referent Apparate-, Kessel- und Fördertechnik

Kraftwerk Neurath, Grevenbroich


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Kurzfassung

Auflagengemäß findet alle drei Jahre ein planmäßiger Stilltstand pro Blockanlage im Kraftwerk

Neurath statt. In diesen Stillständen werden neben den wiederkehrenden genehmigungsrelevanten

Prüfungen an den Dampferzeugern zusätzlich Instandhaltungs- und Umbaumaßnahmen durchge-

führt. Diese sollen dazu führen, dass keine zusätzlichen Stillstände der Anlagen notwendig sind.

Neben Instandhaltungs-/Umbaumaßnahmen sind die Anlagenfahrweise, -überwachung und -

optimierung von großer Bedeutung. In dem Bereich der Anlagenüberwachung wurden deswegen

diverse Überwachungs- und Diagnosetools wie z.B. eine Leckageüberwachung, optische- und

Infrarot-Kameras sowie eine statistische Prozesskontrolle installiert. Zur Identifikation von Optimie-

rungsmaßnahmen wurden außerdem an allen Blöcken eine modellgestützte Prozessgüteoptimie-

rung eingeführt. Als Verbrennungsverbesserung sind u.a. die Brenner umgebaut, deren Fahrweise

verändert und Systeme zur Emissionsregelung in die Leittechnik integriert worden. Um eine gute

Reinigung der Nachschaltheizflächen zu gewährleisten, wurde die zeitgesteuerte durch eine effek-

tivitätsgesteuerte Reinigung ersetzt. In den alle drei Jahren stattfindenden Planstillständen wird ein

klar definiertes Befundungsprogramm durchgeführt, wodurch erhöhter Verschleiß erkannt und Ge-

genmaßnahmen ergriffen werden.

Durch diese Maßnahmen konnte die außerplanmäßige Nichtverfügbarkeit (APNV) über die letzten

Jahre trotz erhöhter Anforderungen gehalten werden.

Einleitung

Die wiederkehrenden genehmigungsrelevanten Prüfungen an den Dampferzeugern finden verab-

redungsgemäß alle drei Jahre statt. Im Zuge dieser Stillstände werden gleichzeitig andere

Instandhaltungs-/Umbaumaßnahmen durchgeführt. Um die Stillstände der Anlagen zwischen den

sogenannten Revisionen und Hauptuntersuchungen möglichst gering zu halten, sind verschiedene

Maßnahmen hinsichtlich Verschleiß, Verschmutzung, Prozessgüte und Verbrennung zu treffen,

welche im Folgenden näher erläutert werden. Durch den Einsatz von Lebensdauerüberwachungs-

systemen werden längere Prüffristen angestrebt.

1 Kurze Vorstellung der Anlagen und Ziele

1.1 Anlagen im Kraftwerk Neurath

Das Kraftwerk Neurath besteht aus sieben Blockanlagen mit einer installierten Leistung von 4.168

MWnetto und ist somit das größte Kraftwerk Deutschlands. Durch den Zubau der Blöcke F und G

(Braunkohlenkraftwerk mit optimierter Anlagentechnik - BoA 2 & 3) wurde die Kraftwerksleistung

etwa verdoppelt.


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Die Dampferzeuger sind im Einzelnen:

� Block A + B: 300 MW EVT-Sulzer-Turmkessel mit Zwischenüberhitzung und Rauchgas-

rückführung, Baujahr: 1972 - 1973

� Block C: 300 MW Babcock-Benson-Turmkessel mit Zwischenüberhitzung, Baujahr: 1974

� Block D + E: 600 MW EVT-Benson-Turmkessel mit Zwischenüberhitzung, Baujahr: 1975 -

1976

� Block F + G: 1100 MW HPA-Benson-Turmkessel mit Zwischenüberhitzung und optimierter

Anlagentechnik (BOA), Baujahr 2006 - 2011

1.2 Ziele

Der wirkungsgradoptimierte Anlagenbetrieb und eine große Lastflexibilität sind zwei der Ziele, die

durch den raschen Zubau an erneuerbaren Energieen und dem CO2-Zertifikathandel zunehmend

an Bedeutung gewinnen. Aufgrund wechselnder Kohlequalitäten im Tagebau ist es wichtig, dass in

den Kesseln ein breites Braunkohlespektrum eingesetzt werden kann. Die Heizwerte in den

Tagebauen Garzweiler und Hambach liegen zwischen 6.800 und 12.000 kJ/kg. Ebenso variieren

auch verschmutzungsrelevante Kohlebestandteile wie z.B. der Silizium-, Eisen- und Alkaliengehalt.

Des Weiteren sollen die Anlagen einen hohen Sicherheitsstandard haben, wofür die

Früherkennung von vorhersehbaren Verlusten und Schäden notwendig ist. Außerdem ist eine

hohe Planungssicherheit der Stillstände erwünscht, um die Reparatur- und Stillstandszeiten in

wirtschaftlich günstige Zeiträume zu legen.

Kurze Reparatur- und Stillstandszeiten sollen schließlich zusammen mit den vorgenannten Zielen

zu einer geringen ungeplanten Nichtverfügbarkeit der Anlage führen.

2 Wiederkehrende Prüfungen und Randbedingungen der Anlagen

2.1 Wiederkehrende Prüfungen

Alle drei Jahre hat jeder Kessel einen Planstillstand, bei dem neben den gesetzlich vorgeschriebe-

nen Prüfungen auch standardmäßig Befahrungen und befundabhängige Instandhaltungsmaßnah-

men durchgeführt werden. Umbaumaßnahmen und aufwendige Instandhaltungsmaßnahmen in

Schadensschwerpunkten werden bei Bedarf ebenfalls durchgeführt.

Die Planstillstände sind im Wechsel Revisionen und Hauptuntersuchungen, die sich im Reparatur-

und Instandhaltungsvolumen unterscheiden, wobei Revisionen 57 - 67 Tage und Hauptuntersu-

chungen 42 - 46 Tage dauern. Zwischen den Revisionen bzw. Hauptuntersuchungen kann bei

Bedarf zusätzlich ein sog. Pit-Stop, mit einer Dauer von 5 - 8 Tagen, durchgeführt werden.

2.2 Randbedingungen


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Die Blöcke A - C werden aufgrund ihrer guten Verbrennungseigenschaften mit sehr verschmut-

zungskritischen Kohlen versorgt, wodurch kürzere Reinigungsstillstände zwischendurch notwendig

werden können. In den unteren Heizflächen entstehen die Verschmutzungen durch die hohen

Temperaturen und den Ascheeigenschaften. Ein verschmutztes Tragrohrschott ist in Abbildung 1

dargestellt, welches mittels Tankwaschkopf-Reinigung (TWK-Reinigung) gereinigt wurde. Das Re-

sultat zeigt Abbildung 2.

In den oberen Heizflächen der Blöcke A und B kommt es zusätlich zu Verlegungen durch herabfal-

lende Ascherocken, die sich aufgrund der starren Haltekonstruktion der oberen Heizflächen dort

festsetzen. Mit zunehmender Strömungsgeschwindigkeit in den dann noch freien Querschnitten

erhöht sich dort die Erosion. Hierdurch ist nach ca. 1,5 Jahren ein Reinigungsstillstand erforderlich,

der im Rahmen eines Pit Stops abgearbeitet wird.

3 Überwachung der Anlagenqualität und Diagnose von Veränderungen

bzw. Schäden

Die im Folgenden näher beschriebenen Überwachungs- und Diagnosetools dienen dazu, Schädi-

gungen frühzeitig zu erkennen und ungeplante Stillstände zu vermeiden bzw. zusammenzufassen.

3.1 Statistische Prozesskontrolle

Durch die statistische Prozesskontrolle werden mit Hilfe von drei statistischen Methoden (Shewart

X-Bar; Cumulative Sum; Exponentially Weighted Moving Average) diverse Anlagenkomponenten

auf schleichende Veränderungen untersucht. Wird bei zwei von drei statistischen Methoden der

Grenzwert einer standardiserten Anlagenkenngröße überschritten, wird ein Alarm generiert und

ggf. per E-Mail versendet.

Z. B. wird der Verschmutzungsgrad der Luvos mit SR::SPC (SR-Produkte der Fa. Steag Energy

Services) überwacht, in dem der Verlauf des volumenstromkorrigierten Druckverlustes über Luvo

statistisch ausgewertet wird.

Abbildung 1: Bl. A: verschmutztes Tragrohrschott Abbildung 2: Bl. A: gereinigtes Tragrohrschott


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3.2 Modellgestützte Prozessgüteoptimierung

Im Expertensystem SR::Epos wird die Prozessgüte jeder Blockanlage und deren Komponenten

ermittelt. Als Rechenkern ist hier ein Ebsilon-Modell der Blockanlage hinterlegt, welches mit Hilfe

der vorhandenen Betriebsmessungen im fünf Minuten-Takt den aktuellen Anlagenzustand im Ver-

gleich zu einem Referenzzeitpunkt bewertet, verschiedene what-if-Szenarien berechnet und Opti-

mierungspotentiale in Form von Wirkungsgrad und Kostenersparnis ausweist.

Des Weiteren wird durch die Prozessgüteoptimierung eine Grenzwertüberwachung und Messwert-

validierung durchgeführt, damit fehlerhafte Betriebsmessungen zuverlässig erkannt werden. Um

die Funktion des Rechenmodells auch bei fehlerhaften Messwerten sicherzustellen, wird eine SOM

(self organisation Map) gestützte Überwachung verwendet, die für fehlerhafte Betriebsmessungen

einen Ersatzwert generiert, der aufgrund vorangegangener Betriebsweisen vom System selbst-

ständig angelernt wurde.

3.3 Überwachung mit optischen- und Infrarot-Kameras

Mit Hilfe von einfahrbaren oder starren optischen Kameras (Fa. Eutech) kann der Verschmut-

zungszustand in den ersten Überhitzerheizflächen des Kessels, die Aschefracht des Rauchgases

und die Reinigungswirkung von Dampfbläsern beobachtet und beurteilt werden. Die Bilder werden

dabei im Zyklus von fünf Minuten gespeichert und können auch zur nachträglichen Analyse ver-

wendet werden.

Weiterhin werden je nach Größe des Feuerraums der Kessel zwei bis vier IR-Kameras (Fa. CMV)

eingesetzt, die einmal pro Stunde vollautomatisch in den Kessel fahren, IR-Bilder aufnehmen und

von einem Auswerteserver als Kesselabwicklung dargestellt werden. Diese Bilder dienen zur Beur-

teilung der Feuerraumverschmutzung, da Verschlackungen isolierend wirken, wodurch die Ober-

flächentemperaturen bei verschmutzten Flächen deutlich höher sind als bei sauberen. In Kapitel

5.3 wird die Feuerraumreinigung näher beschrieben.

3.4 Überwachung der Rohrleitungen im Zeitstandsbereich

Der Lebensdauerverbrauch der FD- und HZÜ-Leitungen wird durch das Steam Pipe Monotoring

(SR::SPM) untersucht und angezeigt. Hierfür wurden an signifikanten Stellen Weg- und Kraftmes-

sungen installiert. Diese Messwerte werden in einem Rohr2-Modell alle fünf Minuten verarbeitet

und das Rohrleitungssystem statisch durchgerechnet.

3.5 Überwachung dickwandiger Bauteile

Mit Hilfe von SR1 werden die dickwandigen Bauteile im Zeitstandsbereich auf thermische Wech-

selbeanspruchungen untersucht und ein Lebensdauerverbrauch ausgewiesen. Dazu werden an

signifikanten Stellen Temperaturmessungen installiert und mit den Vorgaben nach TRD bzw. DIN

EN 12952-4 die Bauteilbelastungen berechnet.


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3.6 Differenzdrucküberwachung der Rauchgaswege und LUVOs

Ein Indiz für den rauchgasseitigen Verschmutzungsgrad der Heizflächen und Luvos ist der Druck-

verlust des Rauchgasweges. Deshalb sind zwischen allen Heizflächen und vor/hinter den Luvos

Druckmessungen angebracht, die den Rauchgasdruckverlauf vom Ende des Feuerraums aus

messen, welches in der Prozessgüteoptimierung grafisch dargestellt und in der statistische Pro-

zesskontrolle überwacht wird.

3.7 Leckageüberwachung mit akustischen Systemen

Diese Diagnoseprogramme untersuchen die Geräuschfrequenzen von 21 Mikrofonen aus dem

Kessel. Im Feuerraum sind vier Mikrofone notwendig, wohingegen die anderen 17 Schallsensoren

zwischen den Konvektivheizflächen installiert sind. Wichtig für die Leckageüberwachung ist der

Schallpegel ausgesuchter Frequenzen, wobei ein Alarmgrenzwert definiert ist, dessen Überschrei-

tung in der Leittechnik signalisiert wird.

In Abbildung 3 stellt der blaue Graph die Schallpegelentwicklung eines Mikrofons während der

Schadensentstehung dar. Die relativ hohen Schwankungen des Schallpegels resultieren aus

Dampfbläserfahrten, welche die Sensoren zunächst als Kesselschaden wahrnehmen, die aber

durch das Leckagesystem ausgeblendet werden. Anhand der Ausgleichsgeraden (Abbildung 3)

wird deutlich, dass der Schaden am 13.02.2011 entstanden ist und sich stetig vergrößert hat, bis

der Alarmgrenzwert am 19.02.2011 dauerhaft überschritten wurde. Der Schaden wurde erst am

26.02.2011 durch einen Rundengänger erstmalig wahrgenommen, da die Strömungsgeräusche

dann durch das menschliche Gehör wahrgenommen werden konnten. D. h. in diesem Fall hätte

die Leckageüberwachung einen Planungsvorsprung von einer Woche bewirkt. In diesem konkreten

Beispiel konnte dieser Vorteil nicht genutzt werden, da das System noch nicht „scharf“ geschaltet

war.


Abbildung 3: Schallpegel eines Mikrofons während der Schadensentstehung

4 Überwachung und Verbesserung der Verbrennung als zentrale Au

gabe zur Steigerung der Verfügbarkeit

Um die Verbrennung eines Kessels zu verbessern, können Primärmaßnahmen (Umbaumaßna

men und Veränderungen der Betriebsweise) und Sekundärmaßnahmen (Optimierung der Fe

rungsregelung mit Hilfe von Expertensystemen) durchgeführt werden.

4.1 Primärmaßnahmen

4.1.1 Staubdiffusoren zur Strömungsvergleichmäßigung

Abbildung 4: Aufbau und Strömungssimulation vom StaubdiffusorFa. Greenbank / Th. Scholten)

Maßnahmen zur Reisezeitverlängerung von braunkohlegefeuerten Kesseln

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: Schallpegel eines Mikrofons während der Schadensentstehung (Quelle: Inspecta von

ung und Verbesserung der Verbrennung als zentrale Au

gabe zur Steigerung der Verfügbarkeit

Um die Verbrennung eines Kessels zu verbessern, können Primärmaßnahmen (Umbaumaßna

men und Veränderungen der Betriebsweise) und Sekundärmaßnahmen (Optimierung der Fe

rungsregelung mit Hilfe von Expertensystemen) durchgeführt werden.

Staubdiffusoren zur Strömungsvergleichmäßigung

Für eine emissionsarme

Verbrennung ist es wichtig,

dass das Luft

Verhältnis stimmt.

dingung dafür ist die gleic

mäßige Verteilung der Kohle

auf die Staubfinger des

Brenners.

In den Neurathern Kesseln

A - C ist diese Aufteilung

: Aufbau und Strömungssimulation vom Staubdiffusor (Quelle:

Maßnahmen zur Reisezeitverlängerung von braunkohlegefeuerten Kesseln

e: Inspecta von Fa. A. Lang)

ung und Verbesserung der Verbrennung als zentrale Auf-

Um die Verbrennung eines Kessels zu verbessern, können Primärmaßnahmen (Umbaumaßnah-

men und Veränderungen der Betriebsweise) und Sekundärmaßnahmen (Optimierung der Feue-

Für eine emissionsarme

Verbrennung ist es wichtig,

dass das Luft-Kohle-

Verhältnis stimmt. Eine Be-

dingung dafür ist die gleich-

mäßige Verteilung der Kohle

auf die Staubfinger des

Brenners.

In den Neurathern Kesseln

C ist diese Aufteilung


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von großer Bedeutung, da die Verbrennung von verschmutzungskritischer Kohle nur mit überstö-

chiometrischen Betrieb der Kohlebrenner möglich ist (ABL geschlossen).

Aus diesem Grund sind bereits in drei von sechs Mühlen des Blockes A, die in Abbildung 4 darge-

stellten Diffusoren eingebaut. Sowohl die Auslegung und Gestaltung des Diffusors wurde mit mo-

dernen Strömungssimulationsprogrammen durchgeführt. Durch eine Verengung des Querschnitts

werden Kohlesträhnen in die Mitte umgelenkt und anschließend der Gasvolumenstrom beschleu-

nigt, wodurch die Kohlesträhnen „aufgerissen“ werden und somit eine gleichmäßigere Verteilung

des Kohlenstaubs auf die drei Brennerfinger erfolgt. Feineinstellungen können mit den beiden obe-

ren Klappen (Abbildung 4) vorgenommen werden.

4.1.2 Mühlenumbau und Optimierung

Neben der gleichmäßigen Verteilung des Kohlenstaubes auf die Brenner (vgl. Kapitel 4.1.1) ist

eine Verringerung der ungeregelten Brennerluft (Falschluft) notwendig, da diese unabhängig von

der Last nahezu konstant bleibt und bei immer häufiger werdenden Lastabsenkungen zu Emissi-

onsproblemen führen.

Dazu werden sukzessive die Zuteiler abgedichtet und die Rücksaugeschachtschieber (oberhalb

Mühleneintritt) umgebaut. Durch die geringer werdende Falschluft, die gleichzeitig als Kühlluft

dient, werden die Mühlen heißer. Somit muss das Ansaugverhalten der Mühle auf die geänderten

Luftverhältnisse angepasst werden.

Für das Ansaugverhalten ist die Form und Größe der Schlagplatten ein ausschlaggebender Punkt,

da diese u.a. als Gebläseflügel fungieren. Durch den Verschleiß verringert sich die Größe der

Schlagplatten und das Ansaugverhalten der Mühle wird schlechter, wodurch die Qualtität der Mahl-

trocknung und somit auch der Verbrennung abnimmt. Deshalb wird momentan ein Instandhal-

tungskonzept erarbeitet, welches einen guten Kompromiss zwischen guter Verbrennung und ge-

ringen Instandhaltungskosten darstellt.

4.1.3 λ-Fahrweise

Bei der Lambda-Fahrweise wird möglichst viel Luft über die Brenner zugegeben, um den Ausbrand

früh abzuschließen und die Verschmutzung der Konvektivheizflächen gering zu halten. Im optima-

len Fall wird mit geschlossenen ABL gefahren. Dies ist notwendig, da durch den Tagebaufortschritt

die Kohle verschmutzungskritischer hinsichtlich der Kesselrohre wird.

Um die Lambda-Fahrweise umszusetzen wurden die Geometrien der Brennern mittels Simulati-

onsrechnungen überprüft und bei Bedarf umgebaut. Dabei wurde vor allem auf die Geschwindig-

keitsdifferenz Luft zu Kohle und die Ausbildung des Tangentialwirbels geachtet.


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4.2 Sekundärmaßnahmen

4.2.1 Emissionsregelung mit Zolo-Boss/Verbrennungsoptimierung (VBO) Siemens

Die Hauptaufgabe der Emissionsregelung besteht darin, eine gleichmäßige Verbrennung herzu-

stellen und somit die NOx- und CO-Emissionen abzusenken.

Dafür ist eine Lasermessung mit 15 Laser-Pfaden zwischen ABL1 und ABL2 installiert, die mit Hilfe

von Absorptionsspektroskopie das Rauchgas auf die Gehalte H2O, O2, CO und CO2 untersucht

und eine Tomographie erstellt. Für die Regelung ist vor allem die Tomographie des CO-Gehaltes

von Bedeutung, mit deren Hilfe lokale CO-Strähnen erkannt und die Lüfte an den Brennern bzw.

ABL unter Berücksichtigung der Rotation der Tangentialfeuerung so vertrimmt werden, dass sich

eine gleichmäßige Verbrennung einstellt. Diese Auswertung und Vertrimmung wird von dem Modul

VBO durchgeführt.

Durch die gleichmäßigere Verbrennung kann der Luftüberschuss reduziert werden, ohne dass die

Emissionen ansteigen. Als Folge sinkt der Eigenbedarf und der Wirkungsgrad steigt.

4.2.2 3cons Flammenüberwachung und Tomografie

Bei der Flammenüberwachung von Fa. 3cons werden analog zur Lasermessung die Rauchgase

auf den Umsatz von CO und NOx untersucht und eine Tomographie erstellt. Die Messung der In-

haltsstoffe erfolgt über Emissionsspektroskopie mit vier Kameras.

Eine weitergehende Auswertung und Rückkopplung zur Regelung in Form von Luftvertrimmungen

besteht derzeit noch nicht. Zur Zeit wird dieses System ausschließlich vom Verfahrenstechniker für

die Beurteilung der Feuerungsqualität genutzt.

4.2.3 Prognose mit Neuronalen Netzen

Die statistische Methode der Neuronalen Netze (Fa. Atlan-Tec) wird benutzt, um einen Totzeitreg-

ler bezüglich Stickoxide zu erhalten. Dabei werden die tatsächlichen Emissionsmessungen durch

einen Prognose-Wert der Neuronalen Netze ersetzt und die Totzeit bedingt durch die Wege zwi-

schen Feuerraumende und Emissionsmessungen hinter E-Filter aufgehoben. Der große Vorteil

besteht darin, dass das Über-/Unterschwingen des vorgegebenen λ-Wertes reduziert wird.

5 „Intelligente Reinigung“ im Spannungsfeld zwischen Verschmutzung

und Verschleiß

5.1 Überwachung und Steuerung der Kohlebestandteile

Damit ein kohleoptimierter Betrieb der Anlagen möglich ist, müssen die Bestandteile der Kohle

bekannt sein. Dazu wird die Kohle hinter der Kohlebrecherei mit Hilfe der Kohleonlineanalyse (Ko-

la, Fa. APC) untersucht.


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Kritische Kohlebestandteile wie Eisen und Ton werden zeitnah erkannt und verschärfte Rußblä-

serprogramme können dann eingestellt werden. Außerdem können durch Veränderungen der Koh-

lesortenmischung im Rahmen der Tagesbunkerbewirtschaftung verträglichere Kesselkohlen ge-

mischt werden. Die Kohlemischung erfolgt durch unterschiedliches Kippen und Entnehmen der

„Kohlezüge“ aus dem Grabenbunker (vertikales Kippen und horizontale Entnahme). Die Umstel-

lung der Mischung dauert etwa einen Tag.

Deshalb ist eine direkte Mischung auf dem Band über Flügelräder geplant. Für die Umsetzung wird

momentan eine Machbarkeitsstudie angefertigt.

5.2 Effektivitätsgesteuerte Reinigung der Nachschaltheizflächen mit SR::RBM

Aufgrund des unterschiedlichen Verschmutzungsverhaltens der Kohlen ist eine rein zeitgesteuerte

Dampfbläserreinigung der Überhitzerheizflächen nicht so effizient wie eine effektivitätsgesteuerte

Reinigung. Bei der wird mit Hilfe von Rauchgas- und Dampftemperaturen die Effekivität jeder Heiz-

fläche berechnet. Es gibt pro Heizfläche Zeit- und Effektivitätsgrenzen, die mit Hilfe von Fuzzy-

Algorithmen verarbeitet werden und eine optimierte Dampfbläserreihenfolge festlegen. Dabei wird

eine Gruppierung der Bläserebenen von unten nach oben bevorzugt, da die an unteren Heizflä-

chen abgereinigten Aschen das Strahlgut für die oberen Rußbläser bilden (wichtig für sandarme

Kohlen).

Trotz der Effektivitätsberechnung ist eine maximale Zeitbeschränkung notwendig, da sich die Heiz-

flächenbeläge mit der Zeit sowohl thermisch als auch chemisch verfestigen und dann schwer

abzureinigen sind.

Abbildung 5 (links): Bl. D: Tragrohrschott wird gerade durch einen Dampfbläser gereinigt


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Abbildung 6 (links): Bl. D: Tragrohrschott vor sechs Stunden gereinigt

Abbildung 7 (rechts): Bl. D: Tragrohrschott wird gerade von einem Dampfbläser gereinigt

In der Abbildung 5 bis Abbildung 7 ist der Verlauf einer Verschmutzung im Bereich des Tragrohr-

schotts dargestellt. Trotz der schnell wachsenden Anbackungen wird nach der Reinigung (siehe

Abbildung 7) wieder der Ausgangszustand der vorigen Reinigung erreicht (siehe Abbildung 5).

5.3 Infrarot-Kamera-gestützte Feuerraumreinigung

Eine effektivitätsgesteuerte Verdampferreinigung ist nicht zielführend, da der Feuerraum nicht

gleichmäßigt verschmutzt, sondern Verschlackungsschwerpunkte aufweist. Diese verlagern sich je

nach Feuerlage.

Deshalb werden die zu reinigenden Wasserlanzenbläser-Figuren (WLB) anhand des IR-

Wärmebilds vom Auswerteserver festgelegt (vgl. Kapitel 3.3) und an das Rußblasmanagement

übergeben. Dieses koppelt ebenfalls mit Fuzzy-Algorithmen die Informationen vom Auswerteserver

mit den minimalen/maximalen Zeitgrenzen der WLB-Ebenen und legt die Reihenfolge der WLB-

Figuren fest.

6 Gezielte Erkennung von erhöhtem Verschleiß im Kessel und Maß-

nahmen in den Revisionen und HU´s

Damit Verschleißschwerpunkte und beschädigte Rohre sicher erkannt werden, hat sich in den letz-

ten Jahren ein festes Vorgehen bei Revisionen und HU´s bewährt: Nach dem Abfahren des Kes-

sels wird dieser gereinigt und anschließend findet eine visuelle Befundung der unteren Heizflächen

statt. Es werden die Heizflächen befundet, die eine ausreichend große Teilung haben, damit eine

Person die einzelnen Rohre der Heizflächenscheibe begutachten kann. Die Ergebnisse der visuel-

len Befundung werden in einem Scheibenprotokoll dokumentiert.

Nach bzw. parallel zur visuellen Befundung findet die Ultraschall-Wanddickenprüfung statt, bei der

an festgelegten Messpositionen die Wanddicken der Rohre gemessen und dokumentiert werden.


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Bei einem 600 MW-Block gibt es rund 60.000 festgelegte Messpunkte. Die Ergebnisse der Mes-

sungen werden in einer Datenbank eingetragen und wie in Abbildung 8 visualisiert.

In dem linken Diagramm (Abbildung 8) sind die Wanddicken der Position P017 dargestellt, die eine

höhendefinierte Messposition auf dem Tragrohr darstellt. Somit können ungleichmäßige Ver-

schleißzonen erkannt werden.

Das rechte Diagramm (Abbildung 8) zeigt die Häufigkeitenverteilung der Rohrwanddicken in den

Tragrohrreihen eins bis acht. Ein Rohrwechsel erfolgt, wenn die Summe aus Grenzwandstärke und

der dreifachen jährlichen Abzehrrate unterschritten wird, da an diesem Rohr ein Kesselschaden

während der nächsten Reisezeit sehr wahrscheinlich ist.

Werden über diese Auswertungen Erosions- bzw. Verschleißschwerkpunkte erkannt, wird an die-

sen Stellen gezielt Verschleißschutz installiert. Diese Maßnahmen, genauso wie Rohrwechsel

werden in das Scheibenprotokoll eingetragen, welches somit als Arbeits- und Abrechnungsgrund-

lage dient.

Abbildung 8: Auswertung der Wanddickenmessungen am Beispiel einer Heizflächenscheibe

Bei den Heizflächen mit engeren Teilungen werden die visuellen Befundungen im Heizflächenpa-

ket schrittweise beim Heizflächenspreizen getätigt und die dann festgestellten Schäden unmittelbar

behoben. In den Revisionen werden alle Gassen (außer ECO) geöffnet und bei Hauptuntersu-

chungen werden je nach Schäden in der letzten Reisezeit alle oder nur ein Teil der Gassen geöff-

net.


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7 Zusammenfassung

Ohne die vorgenannten Maßnahmen wäre kein dauerhaft wirtschaftlicher Betrieb der Anlagen

denkbar. Über die letzten Jahre konnte die außerplanmäßige Nichtverfügbarkeit (APNV) trotz er-

höhter Anforderungen bezüglich Emissionen, anbackungskritischer und erosiver Kohle gehalten

werden. Entscheidend bei allen Diagnoseprogrammen ist, dass sie zum Einen genutzt und zum

Anderen beständig weiterentwickelt und auf veränderte Bedürfnisse angepasst werden. Des Wei-

teren sind Primärmaßnahmen, die Probleme an der Ursache beheben, den Sekundärmaßnahmen

vorzuziehen, denn ein Kesselschaden, der nicht entsteht, braucht auch nicht detektiert zu werden.

maßnahmen zur reisezeitverlängerung von braunkohlege ... · mw netto und ist somit das größte...

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