Verbesserung der Kaltstart-Fähigkeit von GuD-Kraftwerken VGB Gasturbinen und Gasturbinenbetrieb 2017 Tjark Eisfeld, Karsten Jordan, Florian Röhr

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1 Verbesserung der Kaltstart-Fähigkeit von GuD-Kraftwerken VGB Gasturbinen und Gasturbinenbetrieb 2017 Tjark Eisfeld, Karsten Jordan, Florian Röhr siemens.com/power-gas US and EU Export Controls Technology Classification: ECCN: EAR99 AL:N US-Content: No In case of doubt, Export Compliance Department must be contacted. Dieses Dokument unterliegt nationalen Exportkontrollbestimmungen. Falls US-Content mit "Yes" gekennzeichnet ist, sind die US Reexport Bestimmungen anzuwenden. Eine Weitergabe entgegen dieser Bestimmungen ist verboten. Im Zweifelsfall kontaktieren Sie Ihre ECC Abteilung.

2 Übersicht Kraftwerks-Kaltstart 3 Gasturbinen-Unterstützung 5 Anlagentest 6 Gasturbinen-Testergebnisse 8 Zusammenfassung 11 Seite 2

3 Problematik Längere GuD Stillstände durch besondere Marktbedingungen Mehr GuD-Kaltstarts Beispiel: GuD-Kaltstart, Einwellen-Konfiguration GT-Wartezeit 3h Grundlast Kalter Start = Langer Start Gründe: ATK Aufwärmen von Kessel & Dampfturbine Dampfreinheit Ziele GT-Start Leistung LSV DT-Start Verkürzung der GuD-Startzeit Unterstützung durch geänderte Gasturbinen-Fahrweise Lange Gasturbinen-Wartezeiten beim Kraftwerks-Kaltstart Seite 3

4 Vorteile / Herausforderungen Schneller GuD-Start: Verringerter Brennstoff-Verbrauch bei kürzerem Kaltstart Kürzere Reaktionszeit auf Marktanforderungen Höhere Blockleistung schon vor Dampfturbinen-Start Herausforderungen: Erhöhter Lebensdauerverbrauch von Anlagenkomponenten (Kessel, Dampfturbine) Erhöhte CO-Emissionen bei Teillast Lösung abhängig von Anlagen-Auslegung Kraftwerksspezifische Lösungen erforderlich Standard-Betrieb muss erhalten bleiben neue Konzepte für Fahrweisen erforderlich Gesamtanlage muss betrachtet werden Seite 4

5 Gasturbine - Maßnahmen und Ziele Tiefe Abgastemperatur bei höherem Massenstrom senkt Kessel-Belastung bei gleicher Leistung GT-Maßnahme Ziel Wartezeit ATK bei Teillast absenken verkürzt ATK ATK absenken Kesselbelastung verringern Leitschaufel öffnen Haltepunkt-Leistung anheben Abgasmassenstrom vergrößern (Leistung) Teillast-Wirkungsgrad anheben Leistung anheben LSV öffnen Leistung LSV Verkürzung des GuD-Starts möglich Die GT-Fahrweise kann für den GuD-Kaltstart optimiert werden Seite 5

6 Anlagentest Oktober 2016 Test-Ziel Anlagen-Konfiguration Gasturbine GT Start vor Test Testaufgaben Schnelle Besicherung der Fernwärme-Auskopplung GuD, Mehrwelle SGT5-4000F, Standard-Verbrennungssystem > 6 Stunden von Gasturbinen-Zündung bis max. Fernwärmeauskopplung umfassten Gasturbine, Kessel, BoP, Dampfturbine max. Fernwärmeauskopplung Startzeit-Reduzierung >80% Testprogramm Testergebnis 7 Tage inklusive Stillstände zum Abkühlen nach ca. 70 min 175 MWth ausgekoppelt (Handbetrieb) >6h Standard ca. 70min Test Reduzierung der GuD-Kaltstartzeit > 80% Seite 6

7 Getestete Gasturbinen-Fahrweisen Getestete Lastprofile Leicht geöffnete LSV Diese Fahrweise ist bereits in Gasturbinen eingebaut und erprobt Variable LSV bis Grundlast Gleichzeitiges Öffnen der LSV und Anheben der TT2 / ATK ab Synchronisation 100% LSV nach Synchronisation Öffnen der LSV bei niedrigster TT2 Drei Fahrweisen getestet, um den Erfahrungsbereich zu erweitern Seite 7

8 Ergebnisse der Gasturbinen-Tests Alle drei getesteten Fahrweisen im gesamten Betriebsbereich stabil Lastgradient unverändert reine Gasturbinen-Startzeit unverändert Änderungen der Fahrweise im Teillastbereich keine Auswirkungen auf NO X -Emissionen CO-Grenze beschränkt Teillast-Bereich Alle Fahrweisen erfolgreich getestet Seite 8

9 Auswirkungen auf den Kessel weiteres Potential Die Gasturbine kann zur Kesselschonung beitragen Seite 9

10 Ausblick Die Test-Anlage wird in 2017 modifiziert Weitere Gasturbinen-Tests geplant Entwicklung eines Upgrade-Produktes anlagenspezifische Lösungen notwendig Wichtig Kenntnis und Beachtung der Randbedingungen für den Anlagenbetrieb (Marktanforderungen, Starthäufigkeit etc.) Die variable LSV Fahrweise ist eine anlagenspezifische Lösung für den GuD-Kaltstart Seite 10

11 Zusammenfassung Zusammenfassung Aufgrund der geänderten Marktbedingungen müssen GuD-Anlagen häufiger aus dem kalten Zustand gestartet werden Bei einem Kraftwerks-Schnellstart werden die Anlagen-Komponenten, insbesondere der Kessel, starken Belastungen ausgesetzt Eine geänderte Gasturbinen-Fahrweise kann zur Schonung der Anlagen-Komponenten beitragen Verschiedene Fahrweisen wurden erfolgreich getestet Die Schonung des Kessels beim Kaltstart konnte nachgewiesen werden Die neue Gasturbinen-Fahrweise ist eine anlagenspezifische Lösung Seite 11

12 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Dr. Tjark Eisfeld Project Manager Large Gas Turbines Engineering - Advanced Frames Service Product Development Phone: +49 (208) tjark.eisfeld@siemens.com Karsten Jordan Project Manager Large Gas Turbines Engineering - Advanced Frames Service Product Development Phone: +49 (208) karsten.jordan@siemens.com Florian Röhr Product Manager Advisory Engineer Power Generation Services - Technology and Innovation Phone: +49 (208) florian.roehr@siemens.com siemens.com Seite 12

13 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit We power the world with our Gas Turbine and Generator Packages Seite 13

14 Haftungsausschluss Dieses Dokument enthält Aussagen, die sich auf unseren künftigen Geschäftsverlauf und künftige finanzielle Leistungen sowie auf künftige Siemens betreffende Vorgänge oder Entwicklungen beziehen und zukunftsgerichtete Aussagen darstellen können. Diese Aussagen sind erkennbar an Formulierungen wie erwarten, wollen, antizipieren, beabsichtigen, planen, glauben, anstreben, einschätzen, werden und vorhersagen oder an ähnlichen Begriffen. Wir werden gegebenenfalls auch in anderen Berichten, in Präsentationen, in Unterlagen, die an Aktionäre verschickt werden, und in Pressemitteilungen zukunftsgerichtete Aussagen tätigen. Des Weiteren können von Zeit zu Zeit unsere Vertreter zukunftsgerichtete Aussagen mündlich machen. Solche Aussagen beruhen auf den gegenwärtigen Erwartungen und bestimmten Annahmen des Siemens-Managements, von denen zahlreiche außerhalb des Einflussbereichs von Siemens liegen. Sie unterliegen daher einer Vielzahl von Risiken, Ungewissheiten und Faktoren, die in Veröffentlichungen insbesondere im Abschnitt Risiken des Geschäftsberichts beschrieben werden, sich aber nicht auf solche beschränken. Sollten sich eines oder mehrere dieser Risiken oder Ungewissheiten realisieren oder sollte es sich erweisen, dass die zugrunde liegenden Erwartungen nicht eintreten beziehungsweise Annahmen nicht korrekt waren, können die tatsächlichen Ergebnisse, Leistungen und Erfolge von Siemens (sowohl negativ als auch positiv) wesentlich von denjenigen Ergebnissen abweichen, die ausdrücklich oder implizit in der zukunftsgerichteten Aussage genannt worden sind. Siemens übernimmt keine Verpflichtung und beabsichtigt auch nicht, diese zukunftsgerichteten Aussagen zu aktualisieren oder bei einer anderen als der erwarteten Entwicklung zu korrigieren. Die in diesem Dokument genannten Handelsmarken und Warenzeichen sind Eigentum der Siemens AG bzw. ihrer Beteiligungsgesellschaften oder der jeweiligen Inhaber. TRENT und RB211 sind registrierte Handelsmarken und Warenzeichen von und werden unter der Lizenz von Rolls-Royce plc. verwendet. Trent, RB211, 501 und Avon sind Handelsmarken und Warenzeichen von und werden unter der Lizenz von Rolls-Royce plc. verwendet. Seite 14