Über 60 Prozent bahnbrechender Wirkungsgrad der Siemens H-Klasse gepaart mit Flexibilität auf Weltklasseniveau

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1 SCC5-8000H / Irsching 4 Über 60 Prozent bahnbrechender Wirkungsgrad der Siemens H-Klasse gepaart mit Flexibilität auf Weltklasseniveau Irsching 19. Mai 2011 Lothar Balling General Manager GT Power Plant Solutions Europe, Africa, Asia and Australia Siemens AG All Siemens rights reserved. AG 2011

2 GuD-Anlage SCC5-8000H: Entwicklung auf Basis umfangreicher Komponententests und Feldvalidierung Anlagenwirkungsgrad über 60% Höchste Betriebsflexibilität Beste Lösung für Wirtschaftlichkeit und Umweltfreundlichkeit Serienfreigabe Programmstart Design Gate Produktfreigabe Programm- Abschluss L. Balling Gate W.D. Krüger Gate K. Riedle Gate / R. Hauenschild Gate 4a Gate 4b 2011 Gate 5 Strategische Produktplanung Design Kommerzialisierung Designimplementierung Validierung M00 M20 M30 M40 M50 M60 M70 M80 M90 M100 R0 R1 R2 R3 R4 R7 R8-1 R8-2 R5 R9 R10 Nach zehn Jahren konsequenter Umsetzung des Entwicklungsprogramms bietet Siemens eine technische Lösung für heutige und zukünftige Anforderungen des Energiemarktes Seite 2

3 Agenda Einleitung Siemens GuD-Kraftwerkslösungen der H-Klasse Irsching 4 Projekt - Weltklasseleistungen Zusammenfassung Seite 3

4 Siemens GuD-Kraftwerke - Die Antwort auf ökologische und ökonomische Herausforderungen Windenergie Sonnenenergie Niedrige Investitionskosten Anlagenwirkungsgrad Betriebsflexibilität + + CO 2 -Reduktion Gaspreise Seite 4

5 Zukünftig brauchen wir flexible Kraftwerke: Stromerzeugungsszenario 2020 (Deutschland) Starkwind Tag Typische Sommerwoche (Juni 2020) Residualasten [MW] Lastrampen: Durchschnitt: 52 MW/min Max.: 181 MW/min Min.: 0,467 MW/min Überlast Peaks 9h 6h 10h 8h 11h time [h] Peak 4 GW 2 GW 11h 6h 8h 2 GW 1 GW 2 GW 9h 6 GW 10h 100% tägliches Anund Abfahren Deutschland 2020: Bis zu 100% der Kraftwerksflotte aus nichterneuerbaren Energien werden täglich an- und abgefahren. Lastrampen von rund 200 MW/min müssen abgedeckt werden Seite 5

6 Agenda Einleitung Siemens GuD-Kraftwerkslösungen der H-Klasse Irsching 4 Projekt - Weltklasseleistungen Zusammenfassung Seite 6

7 GuD SCC5-8000H 1S ausgelegt für η > 60% und höchste Betriebsflexibilität Veröffentlichte Auslegungsziele: Leistungsdaten (netto, ISO) Leistung: > 570 MW Wirkungsgrad: > 60% Emissionen (Grundlast) NOx < 25 ppm CO < 10 ppm Dampfturbine: SST Kombinierte HD/MD Zweiflutige ND-Turbine HD: 170 bar / 600 C MD: 35 bar / 600 C ND: 5 bar / 300 C Benson TM -AHDE 3 Dr/Zü 600 C/170 bar Generator: SGen5-3000W Wassergekühlte Statorwicklung Wasserstoffgekühlte Rotorwicklung MICALASTIC Statorisolierung Weltklasse-Wirkungsgrad Gasturbine: SGT5-8000H Seite 7

8 GuD SCC5-8000H 1S Bewährtes Konzept optimiert für höchste Betriebsflexibilität Kaminklappe Benson TM - Technologie Dampftemperaturregler DT Stress- Controller FACY Fast Cycling Hochtemperatur -kreislauf 600 C Optimierte GT- Anfahrsequenz Geringe Komplexität (Luftkühlung) AHDE- Stillstandsheizung Kondensatreinigungsanlage Bewährtes Betriebskonzept (3Dr/Zü-Kreislauf) Maßnahmen für höchsten Anlagenwirkungsgrad und flexiblen Betrieb Seite 8

9 Abhitzedampferzeuger (AHDE) mit Siemens Benson TM - Technologie ausgelegt für 600 C Dampftemperatur Der Irsching 4 Benson TM* -AHDE wird von Siemens ausgelegt und gebaut Bewährtes Benson- Auslegungs- Konzept Siemens- Auslegungs- Prinzipien Siemens Benson-AHDE mit 19 Referenzen, z. B. Malzenice, Gönyü, Severn Power, Sloe Centrale, Irsching 4 und 5 Basis F-Klasse- Technologie wie bereits z. B. in Karstoe, Simmering und Timelkam ausgeführt AHDE + Kraftwerksentwicklung in einer Hand HD Druck/Temp.: 170 bar/600 C Zü Druck/Temp: 35 bar/600 C Massenstrom: 100 kg/s Gewicht: ~ 7000 Tonnen Heizflächen: > m² (*) Siemens Benson TM -Patent Seite 9 Benson- Verdampfer- Auslegung 600 C- Technologie Siemens Benson TM - Technologie * (ohne HD-Trommel) Verwendung hochtemperaturbeständiger Werkstoffe, entwickelt für 600 C Dampfkraftwerke = Innovation auf Basis von bewährter Technologie und Werkstoffen

10 Der Irsching 4 Siemens Benson TM -AHDE Ein weiterer Technologiesprung auf Basis der F-Klasse F-Klasse AHDE H-Klasse AHDE Relative Änderung Dampfdruck 130 bar 180 bar + 35% Dampftemperatur 565 C 600 C + 35 C Dampfmassenstrom 77 kg/s 100 kg/s + 30% Heizfläche 100% 145% + 45% Breite 11,5 m 15,1 m + 30% Der Siemens-AHDE in Irsching 4 setzt einen neuen Standard hinsichtlich Baugröße und Leistung Seite 10

11 Agenda Einleitung Siemens GuD-Kraftwerkslösungen der H-Klasse Irsching 4 Projekt - Weltklasseleistungen Zusammenfassung Seite 11

12 Irsching 4 - Erweiterung zum GuD Meilensteine einer Erfolgsgeschichte Phase 2: Ausbau zum GuD GuD-Test & -Validierung Q3 Q4 Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 Q2 Q3 Erste Dampfbeaufschlagung Kundenabnahme der GT GuD-Umbau GT Erstes Zünden Grundlast erreicht innerhalb von zwei Tagen nach der ersten Dampfbeaufschlagung Validierungsprogramm abgeschlossen (inkl. GuD-Leistungsnachweis, DT, FACY TM Anfahrzeiten, Parklast und Teillastbetrieb, Tests für dynamische Netzanforderung, Benson TM -AHDE) Alle für den Probebetrieb vertraglich notwendigen Tests abgeschlossen Start komm. Betrieb Betriebserfahrungen: > (> 4000) Betriebsstunden > 215 Starts (~ 250) >> 90% Startzuverlässigkeit Seite 12 Das Projekt Irsching 4 Phase 2 im Zeitplan Validierungs- und Testprogramm abgeschlossen

13 Dynamischer Anlagentest Heißstart (FACY TM, Fliegender Heißstart) Anfahrzeit der Anlage < 30 min. GuD Volllast Anlagenleistung GT Drehzahl DT Drehzahl Anlagenleistung Ø Lastgradient > 25 MW/min GT Last Bis 35 MW/min Turbinendrehzahl GT Zündung Time Zeit[min] Grundlast Mehr als ein halbes GW in weniger als einer halben Stunde Seite 13

14 Anlagentest: Schnelles Abfahren (FACY TM ) und stabile Anlagenmindestlast 600 Abfahrtzeit der Anlage < 30 min GT Drehzahl DT Drehzahl 50 Anlagenleistung DT Drehzahl GT Load ~ 60 MW Grundlast Anlagenleistung 35 MW/min GT Last 28 MW/min Zeit GT Drehzahl Geno. Schalter offen GT Last ~ 60 MW Zeit Anlagenmindestlast ~100 MW Turbinendrehzahl Seite 14 Abfahren auf 100 MW Mindestlast (~ 20%) oder Abschaltung in weniger als 30 Minuten

15 Dynamischer Anlagentest Lastrampen von 15 MW/min bis 35 MW/min HD Dampftemp. 600 C 27 MW/min 22 MW/min ± 35 MW/min Anlagengrundlast Anlagenleistung MW/min 16 MW/min Anlagenleistung GT Last Dampftemperatur Time Zeit 0 Dynamischer Betrieb mit über 200 MW Laständerung in weniger als 7 Minuten Unterschiedliche Lastgradienten erfolgreich getestet bei stabilem Anlagenbetrieb Seite 15

16 Dynamisches Verhalten zur Netzstützung Irsching 4 Testergebnisse Dynamisches Anforderungsprofil entsprechend GB-Netzregelwerk: Primäre Regelreserve: 10% GuD-Last innerhalb 10 s für weitere 20 s Sekundäre Regelreserve: 10% GuD-Last innerhalb 30 s für weitere 30 min Lastrampe 64 MW (12%) in 10 s GuD Last Ergebnisse: Auf Frequenzabfall wird mit Lastsprung von 12% innerhalb von 10 s geantwortet Leistung wird gehalten Simulierte Frequenz -500mHz Seite 16 Ziel bei Frequenzstützung wurde übererfüllt Potential für noch strengere zukünftige Anforderungen vorhanden

17 Dynamisches Verhalten bei Inselnetzbildung Irsching 4 Testergebnisse GB-Netzregelwerk: Anforderungen im Fall Inselnetzbildung: Frequenzregelung und Ablasten bis zu 45% Lastanpassung innerhalb von wenigen Sek. Lastabsenkung 250 MW (45%) in 6 s Ergebnisse: Erkennung der Inselnetzbildung durch GT- Regler basierend auf Frequenzabweichung Vermeidung von Zwangsabschaltung Ablasten um 45% innerhalb von 6 Sek. Antwort von GT und DT Stabiles Verhalten der Systeme und Komponenten Simulierte Frequenzabweichung [Hz] Aktivleistung [MW] Ziel für Betrieb in Inselnetzbildung erreicht Wir sind bereits vorbereitet für das zukünftige ENTSO-E-Netzregelwerk Seite 17

18 Irsching 4 GuD-Kraftwerk Weltrekord Testfahrt *1 *1 Irsching 4 Vertragsbasis Unsere Test- und Betriebsergebnisse sind geprüft und zertifiziert von einem unabhängigen Gutachter Seite 18

19 Siemens höchsteffiziente H-Klasse-GuD-Lösung ermöglicht eine signifikante CO 2 -Emissionsreduzierung 100% Durchschnitt der in der EU mit Kohle gefeuerten Kraftwerke CO 2 Reduktion durch Brennstoffwechsel von Kohle zu Gas GuD Wirkungsgradverbesserung CO 2 Reduktion durch Siemens H-Klasse GuD CO 2 Einsparung: 4,2 Mio. Tonnen /Jahr/ 1000 MW* ~ 40% Siemens H-Klasse GuD (*) pro 1000 MW Blockleistung bei einem Durchschnittswirkungsgrad von 36% und 8000 Betriebsstunden Seite 19 ~ 60% CO 2 Reduktion durch geringeren Kohlenstoffgehalt in Erdgas und höchsten Wirkungsgrad unseres SCC5-8000H

20 Agenda Einleitung Siemens GuD-Kraftwerkslösungen der H-Klasse Irsching 4 Projekt - Weltklasseleistungen Zusammenfassung Seite 20

21 Siemens H-Klasse-GuD setzt einen neuen Standard in Bezug auf Wirkungsgrad, Leistung und Betriebsflexibilität Die neue Technologie wurde durch ein anspruchsvolles Test- und Validierungsprogramm geprüft und übertrifft alle Erwartungen Phase 1 Gasturbinenvalidierung im Solobetrieb Phase 2 Erweiterung zum GuD inkl. Leistungsdaten- und Betriebsflexibilitätsnachweis Der erste Betrieb der neuen 50Hz GuD-Anlage wurde erreicht bei: Einem Weltrekord Wirkungsgrad von über 60,75% Einer Nettoleistung deutlich über 578 MW Höchster Betriebsflexibilität mit Schnellstartzeiten unter 30 min Höchster Start- und Betriebsverfügbarkeit bereits während der Inbetriebnahme Einhaltung des Projektzeitplans Seite 21