Gasturbinen in unterschiedlichen Einsatzgebieten

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1 Gasturbinen in unterschiedlichen Einsatzgebieten -ASUE- Fachtagung -Hocheffiziente Kraft-Wärme-Kopplung mit Gasturbinen September 2009 Dipl. Ing. Alfons Jäschke Hitachi Power Europe GmbH Tel:

2 Inhaltsverzeichnis Information Hitachi Gruppe Hitachi Power Europe GmbH KWK Anlagen mit Gasturbinen Hitachi Heavy Duty Gasturbine H-25 - Geschichte - Technische Informationen - Emissionen - Service Intervalle / Service Stationen Fragen und Antworten Hitachi Power Europe GmbH 2

3 Kennzahlen des Hitachi-Konzerns zum 31. März 2009 Netto-Gesamtumsatz [ Mio. US $ ] Gewinn* Umsatz Energie- und Industrieanlagen Informations- und Telekommunikationssystem Elektronische Bauteile Logistik, Dienstleistungen und andere Hochfunktions-Materialien und Komponenten Digitale Medien und Konsumgüter Finanzdienstleistungen Beschäftigte: (1.077) ** *** *Betriebsergebnis, Eliminierung Innenumsätze: (577)**, (14.042) *** Hitachi Power Europe GmbH 3

4 Gesellschafterkreis HPE Anteilseigner 60 % Hitachi Ltd. Hitachi Power Europe GmbH 26 % Hitachi Europe Ltd. 14 % Babcock-Hitachi K.K. Verantwortlich für EMEA Region als Teil einer weltweiten Strategie für Energieerzeugung Stammkapital 182 Mio Euro Hitachi Power Europe GmbH 4

5 Hitachi Amerika Europa Middle East Afrika (EMEA) Asien HPSA HPE HPS Hitachi Power Europe GmbH 5

6 HPE Kerngeschäftsfelder Konventionelle Kraftwerke Großdampferzeuger Feuerungssysteme Aschebehandlungssysteme Rehabilitationen Mühlen GuD - Kraftwerke Rauchgasreinigung Dampf- und Gasturbinen Kohlegefeuerte Gesamt-Kraftwerke Hitachi Power Europe GmbH 6

7 Anwendungsfälle Gasturbine H-25 Anwendungsmöglichkeiten für Einwellen-Gasturbinen Kraft Wärme Kopplung GuD Anlagen Multi Energie Systeme Kompressor Antrieb Austauch alter Installationen Hitachi Power Europe GmbH 7

8 KWK Anlage mit Gasturbine ohne Zusatzfeuerung Typisches KWK System (1xH xDampferzeuger) System Ausführung Brennstoff Luft Dampf Generator H-25 Gasturbine Dampferzeuger Speisewasser Leistungsdaten (typisch) Elektrische Leistung kw Wärmeleistung (6 MPa/ 146 c) 60 Ton/Hr Wirkungsgrad el ca. 33% Nutzungsgrad =>80 % Hitachi Power Europe GmbH 8

9 GuD Anlage ohne Zusatzfeuerung Typische Leistungsdaten (1xH xDampferzeuger + 1 Dampfturbine) Brennstoff Dampf System Ausführung Luft Generator H-25 Gasturbine HRSG Wasser Generator Kondensator Leistung der GuD Anlage 43,940 kw Leistungsdaten (typisch) Leistung der Gasturbine Leistung der Dampfturbine 29,910 kw 14,030 kw El Wirkungsgrad 50.1 % Hitachi Power Europe GmbH 9

10 GuD Anlage ohne Nachfeuerung Typische Leistungsdaten (2xH xDampferzeuger + 1 Dampfturbine) Brennstoffl Luft Dampfturbine System Ausführung l Kondensator Generator H-25 Gasturbine & Generator Dampferzeuger Leistung der GuD Anlage 87, 800 kw Leistungsdaten Leistung der Gasturbine 29,730 kw x 2 (typisch) Leistung der Dampfturbine 28,340 kw Wirkungsgrad el 50.3 % Hitachi Power Europe GmbH 10

11 Multi Energie Anlage mit Gasturbine H-15 Installiert in Japan 1998 Brennstoff Zuluft Kühlsystem Dampfeindüsung Luft Dampferzeuger Abgas Generator H-15 Gasturbine Dampfturbine Generator Multi Energie Anlage Gasturbine (15.7MW) Dampfturb. (4.7MW) Energie für die Fabrik ND Dampf HD Dampf Kompressor Luft Hitachi Power Europe GmbH 11

12 Elektrischer Antrieb von Gaskompressoren durch eine Gasturbine H-25 Schnelle Lastanpassung, einfache Regelung von % Flexible Auswahl der Kompressor Größe Geringe Wartungskosten Brennstoff Luft C.B. H-25 Gasturbine C.B. Tr. Leistungsschalter Inverter Motor C.B. Tr. Inverter Trafo Kompressor C.B. Tr. Inverter C.B. Tr. C.B. Indonesien Hitachi Power Europe GmbH 12

13 Referenz: Gasturbinen Installationen weltweit Hitachi Gasturbinen Installationen Total 541 Einheiten MODEL Output / Unit Sales Unit H-25 31,000 kw 119 H-15 16,900 kw 5 MS1002 5,050 HP 2 MS ,140 HP 28 MS ,300 kw 286 MS ,000 HP 12 MS6001B 39,160 kw 28 MS6001FA 70,140 kw 3 MS7001B/E/EA 85,400 kw 31 MS7001F/FA 167,800 kw 20 MS ,400 HP 1 MS9001B/E 123,400 kw 6 H-25 With manufacturing agreement Hitachi Power Europe GmbH 13

14 Referenzen EPC Aufträge Projekt Kunde Einheiten Leistung Jahr GT HRSG DT Tortosa Tortosa Energia S.A MW x GE LM 2500 HPE Blohm& Voss Vera Hamburger Stadtentwässerung 1 Klärschlamm / Biogas Verbrennungsanlage x Solar Taurus 70 HPE Blohm& Voss EVO Energieversorgung Oberhausen 1 25 MW x P&W FT8 HPE - Schwarze Pumpe SVZ Schwarze Pumpe 1 70 MW x GE 6B HPE MAN Turbo Usti nad Labem Teplarna 1 70 MW x GE 6B HPE - Esenyurt Dogal Enerji MW x GE 6B NEM MAN Turbo Russelsheim Consortium Energieversorgung Opel MW x GE 6FA HPE MAN Turbo Hitachi Power Europe GmbH 14

15 Referenzen EPC Aufträge Projekt Kunde Einheiten Leistung Jahr GT HRSG DT Nowa Sarzyna Enron MW x GE 6B NEM MAN Turbo Bitterfeld MEAG/Enron MW x GE 6FA NEM MAN Turbo Debrecen Debreceni Kombinalt Ciklusu Erömü MW x GE 6FA HPE MAN Turbo Duisburg Hamborn RWE / Thyssen MW Benson Dampferzeuger mit Koksofengasfeuerung 1999 n/a HPE Siemens Al Taweelah A1 Total Tractebel Emirates EPC Company MW x GE 9E 3 x GE 9E NEM Alstom Tarragona Tarragona Power S.L MW x GE 9FA NEM Alstom Hitachi Power Europe GmbH 15

16 Referenzen EPC Aufträge Projekt Kunde Einheiten Leistung Jahr GT HRSG DT Baranco de Tirajana Unelco Endesa MW x GE 6FA NEM Alstom Son Reus II GESA S.A.U. (Endesa) MW x GE 6FA NEM Siemens Matra Repowering RWE / Matra AG 2 50 MW / Leistungserhöhung durch 2 Gasturbinen x Hitachi H25 NEM Cas Tresorer GESA S.A.U. (Endesa) MW x GE 6FA NEM Siemens Baranco de Tirajana II Unelco Endesa MW x GE 6FA NEM Alstom Nyíregyháza E.ON Hungary 1 50 MW x Hitachi H25 Aalborg Siemens Walsum 10 STEAG / EVN MW 2006 HPE P.C. Boiler Hitachi Hitachi Power Europe GmbH 16

17 KWK Taweelah A MW - Vereinigte Arabische Emirate Hitachi Power Europe GmbH 17

18 Entwicklung der Hitachi Gasturbine H-15/25 Year :Hitachi Produktionsbeginn (Lizenz GE) 1988: erste H-25 Gasturbine kommerzieller Betrieb 1998: H-25 erste GuD Anlage 2000:H-25 erste Anlage außerhalb Japans 2002: H-25 erstes trockenes Verbrennungssystem in Betrieb (LNC) 2008: H-25/H-15 ca. 124 Maschinen in Betrieb Hitachi Power Europe GmbH 18

19 H-25 / H-15 Gasturbinen Installationen Europa Ost Asien Nord Amerika 9 Afrika West Asien 4 Süd-Ost Asien Zentral & Süd Amerika 7 8 Süd Asien Total 124 units H-25 H-15 As of published date indicated below. Hitachi Power Europe GmbH 19

20 Heavy Duty Gasturbine H-25 Robuste Heavy Duty Ausführung Horizonal u. vertikal gesplitt. Gehäuse Einwellen-Ausführung Kompressor 17 Stufen Axial Kompressor Brennkammer 10 Brennkammer Töpfe Turbine 3 Stufen Drehzahl rpm Arbeitsmaschine am kalten Ende angeflanscht Hitachi Power Europe GmbH 20

21 Leistungsdaten Hitachi Gasturbine H-25 / H-15 Leistungsdaten 130 Korrektur Kurve H-25 H-15 Bezeichnung Einheit Erdgas Heizöl EL Erdgas Klemmenleistung kw 31,000 30,000 16,900 Leistungsfaktor (%) Wirkungsgrad el. % Brennstoffeinsatz Nutzungsgrad Abkühl. bis 120C kj/kwh 10,340 10,710 10,500 % 84,3-84, Luftansaugtemperatur (C) 50 Abgasmassenstrom kg/s Abgastemperatur Deg C ISO Bedingungen (Temperatur: 15C, o m Aufstellhöhe) Druckverluste Einlass : 10 mbar, Druckverluste Abgas : 6 mbar Konventionelles Verbrennungssystem Hitachi Power Europe GmbH 21

22 Hitachi Power Europe GmbH 22

23 Gasturbinen Aggregat H-25 Hitachi Power Europe GmbH 23

24 Modularer Aufbau Gasturbinen-Aggregat H-25 Flexible örtliche Anpassung 8.5 m No. Komponenten Gewicht 1 2 Gasturbine mit Rahmen Schmierölbehälter, Getriebe und Hilfseinrichtungen 47 t 82 t 13.5m 3 4 Generator Luftansaugsystem 85 t 51 t 4.6 m 5 Abgassystem 7 t 6.6m 12.4m Hitachi Power Europe GmbH 24

25 NOx Emissionen Verbrennungssystem Brennstoff Erdgas NOx Reduzierung - Dampf Einspritzrate (%*1) NOx ppm (15% O 2 ) NOx =<50 mg/m³ mit LNC Konventionelle Wasser Verbrennung Heizöl EL Dampf Wasser LNC (Gasbetrieb Erdgas trocken 0 25 LNC Erdgas trocken 0 25 Dual Brennstoff Heizöl EL Wasser Note: *1 : Mass flow ratio to inlet air Ambient Temperature : 15C Relative Humidity : 60% Operation Condition : Base Load LNC: Low NOx Combustor Hitachi Power Europe GmbH 25

26 Inspektions-Intervalle Inspektions-Intervalle und Liegezeiten Inspektion Typen Typische Intervalle (Häq) Referenz Zeitraum Note1) Liegezeit 1 Brennkammer Inspektion 16,000 12,000 (Erdgas) (Heizöl EL) 2 Jahren 4-7 Tage 2 Heisswege Inspektion 32,000 (Erdgas ) 24,000 (Heizöl EL) 4 Jahren Tage 3 Haupt Inspektion 64,000 (Erdgas ) 48,000 (Heizöl EL) 8 Jahren Tage Lange Laufzeiten = heavy duty * Die angegebenen Intervalle und Liegezeiten sind abhängig von den Einsatzbedingunen und den örtlichen Gegebenheiten * Auskühlzeit (ca.1 Tag) und Inbetriebnahme (1~2 Tage) sind nicht enthalten. 1) 8,000 Betriebsstunden/Jahr mit Dauerlast Hitachi Power Europe GmbH 26

27 GuD Kraftwerk 50 MWel; Betreiber E.ON Nyíregyháza (NYKCE Ungarn) Hitachi Power Europe GmbH 27

28 GuD Kraftwerk 50 MWel; Betreiber E.ON NYKCE (Ungarn) - 2 Druck Kessel - Temparatur nach Zusatzfeuerung: 880 C Abgas: GT- Temp.: 560 C Kamin-Temp.: 72 C Dampf: Masse: t/h Druck: 94 / 10 bar ND Trommel HD Trommel Zusatzfeuerung Diffusor Lufteintritt H-25 Aalborg Dampferzeuger 6 Hitachi Turbinen-Aggregat H-25 Hitachi Power Europe GmbH 28

29 GuD Kraftwerk 50 MWel; Betreiber E.ON Nyíregyháza (NYKCE Ungarn) Dampferzeuger Dampfturbine Gasturbine Generator Dampfturbine Generator Gasturbine Hitachi Power Europe GmbH 29

30 GuD Kraftwerk 50 MWel; Betreiber E.ON Nyíregyháza (NYKCE Ungarn) System Hitachi Power Europe GmbH 30

31 Leistungserhöhung von konventionellen Kraftwerken Anlage Matra (Ungarn) RWE Gasturbine: 2 x Hitachi H-25 (2 x 30 MWel) Speisewasser-Vorwärmung: Eintrittstemp. 130 C Ausgangstemp. 240 C Erhöhung der el. Leistung: 80 MWel Nutzungsgrad: 90.3 % Brennstoff: Erdgas Kommerzieller Betrieb: 2006 Hitachi Power Europe GmbH 31

32 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit.. Hitachi Power Europe GmbH 32