© Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe GmbH / 12.2015 / Gedruckt auf chlorfrei gebleichtem Papier

MITSUBISHI HITACHI POWER SYSTEMS EUROPE GMBH Schifferstraße 80, 47059 Duisburg Tel. +49 203 8038-0, Fax +49 203 8038-1809 [email protected], www.eu.mhps.com

Powerful

Performance

POWERFUL PERFORMANCE

Erfahren im Energieanlagenbau

Von der Kohle zum Strom

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Schematische Darstellung der Stromerzeugung in einem typischen Steinkohlekraftwerk  Vor dem Einblasen in den Feuerraum wird die Rohkohle in Kohlemühlen staubfein zerkleinert. Herausgeber Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe GmbH Unternehmenskommunikation Schifferstraße 80 47059 Duisburg [email protected]

 Durch die Verbrennung des Kohlenstaubs im Feuer­raum des Dampferzeugers entstehen ­­­Rauchgase mit Temperaturen bis zu 1.450 °C. Die freigesetzte Wärme wird genutzt, um Wasserdampf mit hohem Druck und hoher Temperatur zu erzeugen.  Der Wasserdampf wird in eine Turbine geleitet, strömt auf die Schaufelräder und versetzt die Turbinenwelle in Bewegung. Ein angeschlossener Generator erzeugt daraus elektrischen Strom.  Die Stickstoffoxide im Rauchgas reagieren in der DeNOX-Anlage mithilfe von Katalysatoren, es entsteht Stickstoff und Wasserdampf.  Aschepartikel bleiben im Elektrofilter an elektrisch geladenen Flächen haften, werden abgeklopft und aus dem Rauchgas entfernt.

Copyright Fotos / Grafiken Dirk Bannert Frank Elschner Rüdiger Fessel Stephanie Fortmann Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe GmbH MH Power Systems Europe Service GmbH Peter Morey Frank Preuß Andreas Wenzel

 In der Rauchgasentschwefelungsanlage (REA) binden Kalkmilch oder Kalksteinmehlsuspension das Schwefeldioxid aus dem Rauchgas. Als Endprodukt entsteht Gips.

Layout / Gesamtherstellung Team Stiefelhagen Werbeagentur GmbH www.stiefelhagen.de

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Unser Know-how  47

Inhalt Jetzt den Trailer ansehen:

Unter Energie

ERFAHREN IM ENERGIEANLAGENBAU

Als erfahrener Energieanlagenbauer profitiert Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe vom Boom im Kraftwerksbau.

ab Seite

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Unsere Mitarbeiter Vom Ingenieur bis zum Techniker: Teamarbeit wird bei uns groß­ geschrieben. ab Seite 10



Unsere Projekte Ob im In- oder Ausland: Wir bauen Kraftwerke und liefern Komponenten in viele Regionen. ab Seite 16



Unsere Produkte Druckteile, Feuerungstechnik, Stahlkonstruktion: Wir verfügen über eigene Fertigungsbetriebe. ab Seite 26



Unser Know-how Neue Werkstoffe und Technologien zur Energiespeicherung sind die Grundlagen für das Kraftwerk der Zukunft.

ab Seite 36

Erfahren im Energieanlagenbau 3

Unter Energie Mehr als 100 Jahre Erfahrung: Als Energieanlagen­­bauer profitiert die Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe GmbH vom steigenden Strombedarf und dem weltweiten Boom im Kraftwerksbau.

Unter

 Energie Mitsubishi Hitachi Power Office, Duisburg

Über Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe Rund 900 Menschen arbeiten in den Büros am Duisburger Innenhafen

Tochter- und Beteiligungs­ gesellschaften von Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe

Über 100 Jahre Erfahrung im Kraftwerksbereich, leistungsfähige Produkte, eine hoch motivierte Belegschaft und eine starke Muttergesellschaft im Rücken: Das ist die Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe GmbH (MHPSE). Der Energie­anlagen­bauer plant und baut thermische Kraftwerke und gehört mit seinen Referenzen zu den Markt-

MHPSE

und Technologie­führern. Das Unternehmen liefert auch Kernkomponenten wie etwa Großdampferzeuger, Umwelttechnik, Turbinen und Mahlanlagen.

Meeraner Dampf­kesselbau GmbH Donges Steel Tec GmbH

Die Geschichte von Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe lässt sich zurückführen ins Jahr 1898, bis zur Gründung der „Deutschen Babcock & Wilcox Dampfkesselwerke AG“ in Berlin. 2003 erwarb die Babcock-Hitachi K.K., eine Tochtergesellschaft von

Babcock Fertigungszentrum GmbH

Hitachi, Ltd., den Bereich Energietechnik und das gesamte Know-how der ehemaligen Unternehmensgruppe Babcock Borsig, Oberhausen, im Bereich Dampferzeuger und Kombikraftwerke. Nach der vollständigen Übernahme durch den Hitachi-Konzern wurde das Unternehmen 2006 umbenannt in Hitachi Power Europe GmbH. 2014 startete das Unternehmen als Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe GmbH unter dem Dach des Joint Ventures von Mitsubishi Heavy Industries, Ltd., und Hitachi, Ltd. Seit 2007 hat der Energieanlagenbauer seinen Sitz am Innenhafen in Duisburg / NordrheinWestfalen. Das Unternehmen beschäftigt inklusive der Tochtergesellschaften rund 1.700 Mitarbeiter (Stand: Dezember 2015). Neben dem Kraftwerksbau und der Lieferung von Kernkomponenten kümmert sich der Anlagenbauer auch um vorausschauenden Service. Grüne Technologien, etwa zur Energiespeicherung oder im Bereich Biomasse, sind weitere Beispiele für Innovation und Zuverlässigkeit von Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe.

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Weltweit unterwegs Die Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. (MHPS), mit Hauptsitz in Yokokama / Japan, ist ein global aufgestellter Energieanlagenbauer mit insgesamt 58 Tochtergesellschaften (9 in Japan, 49 außerhalb Japans). Das Unternehmen wurde im Februar 2014 als Joint Venture gegründet, vereinigt die Geschäftsbereiche für thermische Kraftwerke von Mitsubishi Heavy Industries, Ltd., und Hitachi, Ltd. MHPS beschäftigt rund 23.000 Mitarbeiter (konsolidiert) und hat sich das Ziel gesetzt, weltweit die Nummer Eins beim Bau thermischer Kraftwerke zu werden.

GESCHÄFTSBEREICHE / PRODUKTE VON MITSUBISHI HITACHI POWER SYSTEMS, LTD.

Integrated Coal Gasification Combined Cycle (IGCC) Power Plants

Gas Turbine Combined Cycle (GTCC) Power Plants

Gas Turbines

Boilers

Boiler & Turbine Generation Plants

Environmental Plants SCR (DeNOX) Systems / Flue Gas desulfurization

Steam Turbines

Generators

Geothermal Power Plants

Power Generating Plant Peripheral Equipment

Unter Energie 7

Entwicklung kostet Energie Steigende Bevölkerungszahlen, eine wachsende Wirtschaft, neue Produkte: Ohne Energie ist keine Entwicklung möglich. Vor allem elektrische Energie – also Strom – ist nötig, damit Waren, Güter und Dienstleistungen produziert und transportiert werden können. Wettbewerbsfähige Wirtschaftssysteme setzen auf einen gesunden Mix aus verschie­ denen Energieträgern und auf höhere Energieeffizienz. Die Hauptlast der Stromerzeugung tragen weltweit Kraftwerke, die mit fossilen Brennstoffen befeuert werden: Sie sind bewährt, zuverlässig im Dauereinsatz und wirtschaftlich zu betreiben. Besonders die neueste Generation von Steinkohle-, Braunkohle- und Gaskraftwerken sorgt für geringe Umweltbelastungen. Ein weiteres Plus: Fossile Brennstoffe wie Stein- und Braunkohle sind in vielen politisch und gesellschaftlich stabilen Ländern lieferbar, die Reserven und Ressourcen reichen noch für mehrere Hundert Jahre.

ENTWICKLUNG DES KOHLEVERBRAUCHS (in Millionen Tonnen) 3.646

Welt 1.317

China Indien

279

2.543

504 1.451 1.735

OECD* 1995

5.522

2007

* 30 überwiegend westliche Industrienationen

Quelle: IEA, Zahlen für 2007 geschätzt

Rund 6,8 Milliarden Menschen leben derzeit auf der Welt. Innerhalb von 50 Jahren hat sich die Weltbevölkerung verdoppelt und wird weiterhin wachsen. Ein Viertel der Menschen hat immer noch keinen Zugang zu Elektrizität. Aus diesen Gründen wird der Strom­verbrauch rascher anwachsen als alle anderen Arten des Energieverbrauchs. Experten gehen davon aus, dass sich der Strombedarf bis 2030 noch einmal verdoppeln wird. Die Herausforderung an Unternehmen, Politik und Gesellschaft ist klar: Man muss für eine nachhaltige, zuverlässige und wirtschaftliche Energieerzeugung sorgen.

ANTEILE DER KOHLE AN DER ELEKTRIZITÄTS­ERZEUGUNG (in Prozent) Polen

93

Australien

80

China

78*

Indien

69

Tschechien

59

USA Deutschland

50 47

Quelle: IEA, alle Zahlen 2006, nur *2005

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Spitze im Kraftwerksbau Mit seiner langen Tradition, seinen hochmodernen Produkten und einem immensen Know-how steht Deutschland mit an der Spitze beim Bau von Energieanlagen. Dafür sorgen schon die weltweit höchsten Wirkungsgrade bei thermischen Kraftwerken, die strengen Umweltschutzauflagen sowie die Vorreiterrolle bei Erforschung und Ent­ wicklung von neuen, leistungsfähigeren Werkstoffen und CO2-Abscheide­tech­no­logien. Da der Stromverbrauch weltweit steigt und außerdem in den nächsten Jahren viele Kraftwerke das Ende ihrer technischen Lebensdauer erreichen werden, gibt es einen großen Bedarf an Neu- und Ersatzanlagen. Der deutsche Großanlagenbau (Kraftwerke, Hütten- und Walzwerke, Chemieanlagen, elektrotechnische Ausrüstungen, Zementanlagen) ist auch ein wesentlicher Exportfaktor: Rund 80 % der Aufträge stammen aus dem Ausland. Alle diese Faktoren führen dazu, dass die Nachfrage nach Produkten und Know-how aus dem Energieanlagenbau / Kraftwerksbereich weiterhin steigen wird.

Aufträge aus dem Ausland bilden die Grundlage für den Großanlagenbau

GESAMTAUFTRAGSEINGANG NACH REGIONEN (2012)

Industrieländer

16,2%

Asiatisch pazifischer Raum

Deutschland 

19,0%

Osteuropa und GUS

Übrige Welt

20,5%

Naher und Mittlerer Osten

23,8%

11,6% 8,8%

Quelle: Arbeitsgemeinschaft Großanlagenbau im VDMA

GESAMTAUFTRAGSEINGANG IM GROSSANLAGENBAU 1970 BIS 2012 (in Milliarden Euro) Insgesamt

35 30 25 20

Ausland

15 10

Deutschland

5

2012

2010

2008

2006

2004

2002

2000

1998

1996

1994

1992

1990

1988

1986

1984

1982

1980

1978

1976

1974

1972

1970

0

Quelle: Arbeitsgemeinschaft Großanlagenbau im VDMA

Unter Energie 9

Unsere Mit

arbeiter Unsere Mitarbeiter Vom Ingenieur bis zur Kauffrau, vom Techniker bis zur Projekt­assistenz: Teamarbeit wird bei Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe großgeschrieben.

Planung mit modernster Software Spezielle IT-Tools bilden Kraftwerke und Komponenten virtuell und dreidimensional ab

Als Energieanlagenbauer hat sich Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe auf die Stromerzeugung in hoch effizienten Steinkohle- und Braunkohleanlagen spezialisiert. Darüber hinaus gehören auf die Kundenwünsche zugeschnittene schlüsselfertige Gasund Dampf­kraft­werke zu unserem Leistungsumfang. Ob Großdampferzeuger oder Turbine, ob Kohlemühle oder Umwelttechnik: Jedes Kraftwerk besteht aus einer Vielzahl von Komponenten, die leistungsfähig, zuverlässig, wirt­schaft­lich und umweltschonend betrieben werden müssen. MHPSE nutzt beim Design modernste IT-Tools, um die Anlagen optimal zu planen. Diese Werkzeuge – etwa drei­dimensionale CAD-Software und Virtual-Reality-Lösungen – sind ent­schei­dend, um etwa die Anordnung der Anlage zu optimieren oder Strömungen im Feuerraum eines Großdampf­erzeugers zu berechnen. So lässt sich unter anderem vorab die Lebensdauer von Anlagenteilen erhöhen und damit lassen sich Kosten sparen. Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe nutzt Planungssoftware nicht nur für Bau und Inbetriebnahme von Kraftwerken und Komponenten, sondern entwickelt die Software auch weiter. Künftig soll es auch möglich sein, ein komplettes Kraftwerk virtuell am Computer abzubilden – inklusive aller aktuellen Daten und Messwerte. Diese „dynamische Simulation“ einer Gesamtanlage hätte mehrere Vorteile. Zum einen kann man Mitarbeiter am Rechner für ihre Aufgaben trainieren. Zum anderen lassen sich wichtige Prozesse – etwa das Anfahren eines Kraftwerks nach einer Revision – bereits am Rechner simulieren. 12

Mit eigenen Montage-Teams vor Ort Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe verfügt über langjährige und umfangreiche Erfahrungen im Energieanlagenbau – nicht nur in Deutschland, sondern im gesamten europäischen Raum und im übrigen Ausland. Die eigenen Teams kümmern sich nicht nur um Planung und Engineering. Sie überwachen auch die Arbeiten auf der Baustelle, regeln Logistik und Personalbedarf, führen ein permanentes Controlling durch und sorgen für eine reibungslose Inbetriebsetzung der Komponenten. Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe liefert nicht nur eigene Komponenten und Ersatzteile, zum Beispiel für Kohlemühlen und Brennertechnik, sondern wartet die Anlagen auch. In einem eigenen Service-Unternehmen sind die Kompetenzen und das Know-how für Wartung und Instand­haltung von Kraftwerkskomponenten gebündelt.

Erfahrene Mitarbeiter von Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe überwachen den Kraftwerksbau

Unsere Mitarbeiter 13

Auf Spurensuche

Mit einem Rasterelektronen­ mikroskop und im Chemielabor werden Proben analysiert

Das Rasterelektronenmikroskop bringt es ans Licht: Selbst winzigste Spuren werden in der weit über 100.000-fachen Vergrößerung deutlich sichtbar – ein wesentlicher Faktor, wenn man zum Beispiel Bruchflächen an Werkstoffen untersucht. Für die Mitarbeiter im Labor von Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe ist das aber nur eine von vielen Aufgaben, mit denen sie sich täglich befassen. Die Experten in der Werkstofftechnik und in der Analytik setzen dabei modernste Geräte ein. Sie untersuchen und beurteilen fossile Brennstoffe, bestimmen unter anderem den Brennwert und die Mahlbarkeit verschiedener Kohlearten oder suchen nach Spuren­ elementen in Verbrennungsrückständen (etwa in Schlacken und Aschen). Ihr Ziel: den Verbrennungsprozess zu verbessern und gleichzeitig die Umweltbelastung zu verringen. Dies lässt sich zum Beispiel erreichen, indem man die Auslegung von Kohle­ mühlen und -brennern für die unterschiedlichen Brennstoffe optimiert. Die Sachverständigen führen Restlebensdaueruntersuchungen und Schadensanalysen durch. Dabei werden jährlich mehrere Hundert Werkstoffproben untersucht. Sie prüfen die Verarbeitbarkeit und stellen sicher, dass neu entwickelte Werkstoffe für zukünftige Kraftwerksgenerationen geeignet sind. Für die Mitarbeiter des Labors ist daher ein enges Zusammenspiel mit den Projekteuren / Konstrukteuren und mit den Inbetrieb­ nahme-Ingenieuren selbstverständlich. Das Labor von Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe ist gemäß DIN EN ISO / IEC 17025 akkreditiert. 14

Motivierte Mitarbeiter Neue Auszubildende lernen – in Begleitung von Vertretern des Unternehmens – verschiedene Abteilungen kennen, unter anderem das MHPSE-Labor

Sehr gut ausgebildete Mitarbeiter, die mit hohem Wissensstand selbstverantwortlich arbeiten: Davon hängt der Erfolg jedes Unternehmens ab. Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe bietet dazu die besten Voraussetzungen, dies gilt sowohl für Berufseinsteiger (Auszubildende, Werkstudenten, Hochschulabsolventen) als auch für erfahrene Kollegen. Das Unternehmen ist als potentieller Arbeitgeber beliebt, besonders bei jungen Menschen. So bewerben sich zum Beispiel auf jede Ausbildungsstelle im Schnitt rund 50 junge Männer und Frauen. Ein Beleg für die gute Qualität der Ausbildung: Fast alle Auszubildenden erhalten aufgrund ihrer sehr guten Noten eine vorzeitige Zulassung zur Abschlussprüfung. Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe investiert auch nachhaltig in die bedarfs­ gerechte Aus- und Weiterbildung von Mitarbeitern. Spezielle konzernweite Trainings­ maßnahmen bieten ein vielfältiges Angebot an Möglichkeiten zur Fortbildung, sowohl für Mitarbeiter als auch für Führungskräfte. Das internationale Umfeld des Energieanlagenbauers – mit Projekten von Europa über Südafrika bis Indien – erweitert den persönlichen und beruflichen Horizont der Mitarbeiter. Sie können durch Auslandsaufenthalte andere Arbeitsweisen und Arbeitskulturen kennenlernen und damit ihr volles Potenzial ausschöpfen. Denn nur mit motivierten und qualifizierten Kollegen lässt sich eine Basis für ständige Innovationen schaffen. Zur Ausbildung gehört auch der Besuch einer Kraftwerksbaustelle

Unsere Mitarbeiter 15

Unsere Projekte Ob in Deutschland, in Europa oder im übrigen Ausland: Wir bauen Kraftwerke und liefern Komponenten in viele Regionen.

Unsere

 Projekte Steinkohlekraftwerk Maasvlakte, Niederlande

Spezialist für EPC und Power Train

Der sogenannte Power Train fasst die wichtigsten Komponenten eines Kraftwerks zusammen

Großdampferzeuger, Rauchgasreinigung und Turbine / Generator: Diese drei Kompo­ nenten (inklusive der zugehörigen Nebenanlagen) bilden den sogenannten „Power Train“ eines Kraftwerks. Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe hat sich als Energie­ anlagenbauer spezialisiert auf Planung, Bau und Inbetriebnahme von Power Trains. Bei thermischen Kraftwerken (kohle- / gas- / ölgefeuerte Kessel mit Dampfturbinen) verfügt MHPSE über umfangreiche Erfahrungen für Blockgrößen bis über 1.000 MWel. Zu den jüngsten Referenzen im Bereich schlüsselfertiger Gesamtanlagen (EPC) zählen das Kohlekraftwerk Walsum 10 (Deutschland), das Ende 2013 in Betrieb gegangen ist, sowie die Kraftwerksprojekte Kozienice 11 (Polen) und Ptolemais V (Griechenland), die derzeit im Konsortium errichtet werden. Das Know-how unserer Spezialisten erstreckt sich über alle erforderlichen Schritte bei Planung und Bau. Dazu gehören unter anderem:  Genehmigungsplanung (Erstellen von Genehmigungsanträgen, Abstimmung mit Behörden)  Konzeptfindung (inkl. Wirtschaftlichkeitsberechnung, Benchmarking, Kreisprozess-Simulation)  Basic und Detail Engineering (von Verfahrenstechnik über Elektro- / Leittechnik bis Anlagenplanung)  Projektmanagement (Terminplanung, Expediting, Kostenverfolgung, Qualitätssicherung)  Einkaufsunterstützung 18

›› Wirkungsgrad über 45 Prozent Ob schlüsselfertiges Kraftwerk, Power Train oder Großdampferzeuger: Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe verfügt über die notwendige Erfahrung und das Knowhow, um kundenspezifische Anforderungen im Kraftwerksbau zu erfüllen. Als vollwertiger Energieanlagenbauer ist das Unternehmen sowohl in der Lage, einzelne Komponenten zu liefern als auch komplette Anlagen zu planen, zu errichten und in Betrieb zu nehmen. Seit 2007 sind bei Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe Kraftwerkskapazitäten über mehr als 20.000 MW installierter Leistung in Bau oder wurden in Betrieb genommen. Zum Beispiel das Steinkohlekraftwerk Moorburg: MHPSE errichtet im Hamburger Hafen für den Kunden Vattenfall die beiden Großdampferzeuger für die Doppelblock-Anlage. Das Kraftwerk wird nach Fertigstellung einen Wirkungsgrad von über 45 % aufweisen und damit eines der weltweit modernsten seiner Art sein. Der hohe Nettowirkungsgrad liefert nicht nur wesentlich mehr Leistung. Er schont im Vergleich zu bisherigen Kraft­ werken auch Ressourcen (weniger Brennstoffeinsatz) und reduziert die spezifischen CO2-Emissionen.

SPEZIFIKATIONEN MOORBURG BLOCK A / B  Elektrische Leistung 2 x 820 MW

 Nettowirkungsgrad

über 45  %

 Brennstoff

 Kesselhaushöhe

100 Meter

Steinkohle

 Gesamtgewicht

 Frischdampfparameter

600 °C / 276 bar

Druckteil je Block

3.900 to

Projekt Moorburg

Unsere Projekte 19

Erfahren in Braunkohle … Eine sichere Stromversorgung rund um die Uhr garantieren nicht nur Steinkohle­ kraftwerke, sondern auch Anlagen mit Braunkohlefeuerung. In den vergangenen Jahren haben verschiedene Energieversorger mit der Modernisierung bzw. dem Neubau von Braun­kohlekraftwerken begonnen. Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe konnte sich – auf­grund seiner langjährigen Erfahrung mit dem Brennstoff – als Lieferant von hochwirksamen Groß­dampferzeugern der neuesten Generation für diese Projekte etablieren. Zum Beispiel: die beiden neuen Kraftwerksblöcke (Gesamtleistung: 2.240 Megawatt) von RWE Power AG am Standort Neurath. Dort hat Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe als Federführer eines Konsortiums zwei Großdampferzeuger mit einem Wirkungsgrad von bis zu 43 % errichtet und in Betrieb gesetzt – ein weltweiter Spitzenwert. Die beiden Blöcke repräsentieren dabei den neuesten Stand der Dampferzeugertechnologie weltweit, mit überkritischem Dampfdruck und den höchsten Dampftemperaturen, die je für Braunkohle realisiert wurden. Auch im sächsischen Boxberg hat Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe einen hochmodernen Großdampferzeuger für einen neuen Braunkohle-Kraftwerksblock errichtet und in Betrieb gesetzt. Der Energieversorger Vattenfall setzt – ebenso wie andere Kunden – auf die großen Braun­kohle­reserven, die den Bau und Betrieb von Braunkohlekraftwerken wirtschaftlich machen. Durch die sehr viel höheren Wirkungsgrade setzen die Neu­anlagen – im Vergleich zu bisherigen Braunkohlekraftwerken – sehr viel weniger CO2 frei. Außerdem schonen die Anlagen wertvolle Ressourcen, weil für die gleiche Strommenge weniger Brennstoff benötigt wird. Ein weiteres Plus von Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe: Das Unternehmen verfügt über eigene Komponenten aus dem Bereich Feuerungstechnik, die optimal auf die besonderen Anforderungen von verschiedenen Braunkohlearten abgestimmt sind (zum Beispiel Rundstrahl-Brenner).

Beispiel Boxberg: leistungsfähiger Großdampferzeuger im Braunkohlekraftwerk

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… und in gasgefeuerten Anlagen Kurze Reaktionszeiten, besonders hohe Wirkungsgrade: In einem Gas- und Dampf­ kraftwerk (GuD) werden die Prinzipien eines Gasturbinen- und eines Dampfkraftwerks kombiniert. Solche äußerst effizienten Kraftwerke verfügen sowohl über eine Gasturbine als auch über eine (nachgeschaltete) Dampfturbine, sodass elektrische Wirkungsgrade von bis zu 61 % erreicht werden können.

Gas- und Dampfkraftwerke erreichen Spitzenwerte im Wirkungsgrad

Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe verfügt auch bei gasgefeuerten Anlagen über ein umfangreiches Know-how und langjährige Erfahrungen in der gesamten Bandbreite: von Planung über Beschaffung und Konstruktion bis zur Inbetriebnahme. MHPSE kann auf rund 20 Referenzen für schlüsselfertige Gaskraftwerke /  GuD-Anlagen in Europa und im Nahen Osten mit einer installierten Leistung von rund 4.500 MW zurückblicken. Innerhalb der MHPS-Gruppe ist die gesamte Anlagentechnik in modularer Bauweise sowohl für industrielle Anwendungen wie auch für Groß­ kraftwerkstechnik – inklusive der zugehörigen Long Term Service Agreements (LTSA) – lieferbar. Die Mitarbeiter von Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe kümmern sich um Gesamtanlagenplanung, Bauplanung und -ausführung, Montage und Inbetrieb­nahme­ leitung. Während der Bauphase können die Ingenieure auch besondere Heraus­ forderungen (etwa die Integration der neuen Anlage in ein bestehendes Kraftwerk) bewältigen. Unsere Projekte 21

Hoch effiziente Kessel

Zwei Beispiele für hoch effiziente Großdampferzeuger von Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe: Neurath (oben) und Datteln (unten)

Tausende von Schweißnähten, Hunderte Kilometer an Rohren, mehrere Zehntausend Tonnen Stahlkonstruktion: Der Großdampferzeuger (Kessel) ist das Herz jedes thermischen Kraftwerks. Hier wird der Kohlenstaub bei rund 1.450 °C verbrannt; hier entstehen das sehr heiße Rauchgas sowie der heiße und unter sehr hohem Druck stehende Wasserdampf, der später die Schaufeln der Turbine antreibt. Mit mehr als 100 Jahren Erfahrung bei Großdampferzeugern gehört Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe zu den Markt- und Technologieführern auf diesem Gebiet. Zu den Referenzen zählen mehr als 370.000 Megawatt installierter Kraftwerksleistung (davon 180.00 MW mit Stein­kohle, 43.000 MW mit Braunkohle, 140.000 MW mit Öl- und Gas), die seit 1970 errichtet wurden. Das Unternehmen entwickelt, baut und liefert Dampferzeuger für Block­leistungen bis über 1.100 MWel, mit Drücken bis über 300 bar und Frisch­­dampf­temperaturen von 600 °C sowie Zwischenüberhitzertemperaturen bis zu 620 °C, für alle verfügbaren fossilen Brennstoffe: von Stein- / Braunkohle bis zu Sonder­brenn­stoffen (z. B. Gase aus Kokereien / Stahlwerken, Raffinerierückstände). Großdampferzeuger werden ständig weiterentwickelt. Sie sollen – unter anderem mit neuen, hochbeständigen Werkstoffen – noch höhere Dampftemperaturen und Dampf­ drücke er­mög­lichen. So lässt sich etwa der Wirkungsgrad künftiger Steinkohle­kraft­ werke auf über 50 % steigern. 22

Große Bandbreite an Brennstoffen Ob Mahlanlagen, Brenner oder Entaschungsanlagen: Rund um den Großdampferzeuger sind eine Vielzahl von Einzelkomponenten im Einsatz. Die Feuerungssysteme und Komponenten von Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe decken eine große Bandbreite fester, flüssiger und gasförmiger Brennstoffe ab. Die entsprechenden Anlagenteile sind sowohl für Steinkohle- als auch für Braunkohlestaubfeuerungen optimiert. Als Planer und Hersteller von Originalteilen ist das Unternehmen auch der ideale Partner bei Modernisierungen und Ersatzteilbedarf. Je nach Auswahlkriterium (z. B. Brennstoffeigenschaft, Emissionsgrenzwerte, Asche­ verwertung) bietet MHPSE die optimalen Feuerungssysteme für Steinkohle und Braun­ kohle. So zeichnet sich die von MHPSE entwickelte und mit zahlreichen Patenten versehene Brenner-Generation durch niedrigste Emissionen und höchste Flexibilität aus. Die von Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe gelieferten Mühlenzuteiler – in Form von Förderanlagen (Trogketten- / Gurtförderer) und Plattenbandzuteilern – sind ebenfalls für hohe und betriebssichere Leistungen ausgelegt. Mahlanlagen (zur Vermahlung und Trocknung von Steinkohlen, Braunkohlen und Ligniten) gehören bereits seit vielen Jahrzehnten zum Produktions- und Lieferumfang von MHPSE. Auch unsere Referenzen bei Brennern für Gas- / Öl-befeuerte Anlagen bzw. für Sonder­ brennstoffe (z. B. Hüttengase und Raffinerierückstände) beruhen auf langjährigen Erfahrungen im großtechnischen Maßstab.

von links: DS®-Brenner, RS®-Brenner und DST-Brenner®

MPS®-Mühlen

Unsere Projekte 23

›› Strom für Südafrika und Indien Je sechs Großdampferzeuger werden für die beiden Standorte Medupi und Kusile geliefert (rechts: Medupi, April 2014)

1 M  edupi 2 K  usile 3 J ohannesburg

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Ende 2007 / Anfang 2008 bestellte ESKOM, der staatliche Energieversorger Südafrikas, zwölf kohlegefeuerte Großdampferzeuger mit einer Leistung von jeweils rund 800 MW. Gemeinsam mit der südafrikanischen Schwestergesellschaft Mitsubishi Hitachi Power Systems Africa (Pty) Ltd. errichtet Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe die standorten Medupi und Kusile. Der Kernkomponenten an den beiden Kraftwerks­ Großauftrag hat ein Volumen von rund vier Milliarden Euro, der Lieferumfang umfasst Engineering, Beschaffung, Montage und Inbetriebnahme. Die Großdampferzeuger gehen ab 2014 in Betrieb. Nach Inbetrieb­setzung gehören die Großdampferzeuger zu den modernsten in Südafrika und haben im Vergleich zu bestehenden Anlagen einen stark verbesserten Wirkungsgrad. Das Engage­ment von Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe in Südafrika ist auf einen sehr langen Zeitraum ausgelegt. Viele 1 Meja 2 Raghunathpur 3 Solapur

Komponenten werden vor Ort konstruiert und gefertigt, rund 60 % des Auftragsvolumens verbleiben als lokale Wertschöpfung im Land. Indien ist einer der weltweit am schnellsten wachsenden Märkte für Energieanlagenbauer: Von 2010 bis 2017 soll sich die auf dem Subkontinent installierte Gesamtleistung auf rund 330.000 Megawatt (MW) mehr als verdoppeln; rund zwei Drittel des Stroms wird derzeit in fossil-befeuerten Kraftwerken erzeugt. Hitachi Power Europe (HPE), die Vorläufergesellschaft von Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe, hatte 2012 den ersten erfolgreichen Schritt in den schnell wachsenden

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indischen Markt geschafft: Gemeinsam mit einem Joint Venture-Partner gewann HPE einen Auftrag zur Lieferung von sechs Steinkohle-Großdampferzeugern der 660 MW-Klasse. Das Joint Venture („BGR Boilers Private Limited“, mit Sitz in Chennai) wurde 2010 von HPE und dem indischen Anlagenbauer BGR Energy Systems Ltd. gegründet, um vor Ort überkritische Großdampferzeuger zu fertigen und zu vertreiben. Die Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe GmbH wird für HPE die Großdampferzeuger errichten und in Betrieb setzen. 24

›› Markteintritt in Polen und Griechenland Im September 2012 haben Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe und der Konsortialpartner Polimex-Mostostal (PXM) mit dem polnischen Energieversorger Enea Wytwarzanie den Vertrag zum Bau des Steinkohlekraftwerks „Kozienice 11“ unterschrieben. Der Auftragswert für die 1.075 MW-Anlage (Nettowirkungsgrad: 45,5 %) beläuft sich auf rund 1,54 Mrd. Euro. Der Lieferumfang für MHPSE umfasst den Großdampferzeuger inkl. Kohlebunker, Mühlen, Feuerung, Rauchgasreinigung, übergeordnete Leittechnik sowie einige Nebenanlagen. Der Gesellschafter Hitachi, Ltd., liefert die Dampfturbine und zugehörige Kom­po­nenten. Die Babcock-Hitachi K.K. (BHK) kümmert sich als Unter­lieferant um die Rauchgasentschwefelung. PXM ist für den Bauteil und die Montage sowie große Teile der Kraftwerksnebenanlagen verantwortlich. Während der Bauzeit werden bis zu 2.500 Menschen auf der Baustelle beschäftigt sein, ein großer Teil der Wertschöpfung verbleibt in Polen. In 2017 nimmt der neue Block seinen kommerziellen Betrieb auf. Gemeinsam mit zwei Konsortialpartnern errichtet MHPSE im polnischen Turów, einem Tagebau und Kraftwerkspark, ein hocheffizientes Braunkohlekraftwerk. Auftraggeber ist PGE, Polens größter Energieversorger mit einem Marktanteil von 40 % bei der heimischen Stromerzeugung und 30 % beim Endkundenmarkt. Der Braunkohleblock in Turów wird über eine Bruttoleistung von knapp 500 MW und einen Wirkungsgrad von über 43 % verfügen. Damit gehört die Anlage nach der Fertigstellung zu den modernsten in Europa. Der Auftragswert beträgt rund 800 Mio. Euro. MHPSE liefert den Großdampferzeuger, die komplette Rauchgasreinigung, Rohrleitungen, Turbine / Generator, übergeordnete Leittechnik und übernimmt die Inbetriebsetzung des Kraftwerks. Die Konsortialpartner Budimex SA (Polen) und Técnicas Reunidas, S.A. (Spanien) sind für Bau / Montage, Kühlturm, allgemeine E-Technik, Stahlbau, Kanäle und einige Nebenanlagen zuständig. Der 500 MW-Block wird an einem bereits existierenden Kraftwerksstandort gebaut, die Inbetriebnahme erfolgt Mitte 2019. Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe und der Kunde TERNA S.A. werden in Nordgriechenland ein hochmodernes Braunkohlekraftwerk mit einer installierten Leistung von 660 MW errichten. Der griechische Energieversorger „Public Power Corporation“ (PPC) hat den entsprechenden Vertrag mit dem Anlagenbauer TERNA im März 2013 unterschrieben. MHPSE ist als Unterlieferant von TERNA zuständig für Engineering, Lieferung des Groß­ dampferzeugers samt Nebenanlagen, sowie – gemeinsam mit dem Gesellschafter Hitachi, Ltd. – der Dampfturbine und der kompletten Rauchgas­reinigung. TERNA wird die Kraft­ werksnebenanlagen liefern sowie das Kraftwerk errichten und in Betrieb setzen. Baubeginn für „Ptolemais V“ ist 2015, die Anlage wird 2019 ihren kommerziellen Betrieb aufnehmen. Braunkohlekraftwerk Turów

Unsere Projekte 25

Unsere Produkte Von Druckteilen über Feuerungstechnik bis zu Stahl­ konstruktionen: Mit unseren eigenen Fertigungsbetrieben sind wir in wesentlichen Teilen unabhängig beim Kraftwerksbau.

Unsere Pr

odukte Donges SteelTec GmbH

Unabhängiger durch … Kohlemühlen und -brenner werden im Babcock Fertigungszentrum in Oberhausen gebaut (oben, rechts unten)

Im Gegensatz zu den meisten anderen Unternehmen im Kraftwerksbereich verfügt die Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe GmbH über eigene Fertigungsstätten für wichtige Komponenten: Dazu ge­hören etwa Druckteile für Großdampferzeuger, Sammler, Kohlemühlen und -brenner, Förder­anlagen und Stahlkonstruktionen. Damit macht sich MHPSE in einem wesent­lichen Maß unabhängig von Unterlieferanten und schafft ein echtes „Netzwerk für Qualität“. Die drei Fertigungsbetriebe im Überblick:  Donges SteelTec GmbH (Darmstadt): Eines der führenden deutschen Stahl- und Brückenbauunternehmen; Fertigung von Stahlkonstruktionen im Kraftwerksbereich  Meeraner Dampfkesselbau GmbH (Meerane): Herstellung von anspruchsvollen Komponenten für Großdampferzeuger (etwa Druckteilen) für Kraftwerke  Babcock Fertigungszentrum GmbH (Oberhausen): Produktion von hochwertigen Bauteilen (z. B. Kohlemühlen, Kohlebrenner, Förderanlagen), hauptsächlich für die Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe GmbH

Die Meeraner Dampfkesselbau GmbH liefert u. a. Druckteile und Sammler (links)

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… eigene Produktion

Die Donges SteelTec GmbH stellt Stahlkonstruktionen für Kraftwerke her

Gerade im Kraftwerksbau ist höchste Qualität gefragt. Schließlich werden die einzelnen Komponenten hohen Belastungen ausgesetzt und müssen über viele Jahrzehnte im Dauer­betrieb zuverlässig ihre Arbeit verrichten. Daher setzen unsere Tochter­gesell­ schaften bei der Fertigung besondere Prioritäten in der Qualitätskontrolle. Durch die ständige Weiterentwicklung von Hightech-Materialien, zum Beispiel mit Spezial­legierungen für Druckteile, können die Komponenten noch wirtschaftlicher und umwelt­schonender eingesetzt werden. Auch dabei arbeiten die Fachleute von Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe eng mit den Kollegen in den einzelnen Produktions­stätten zusammen. Kraftwerksprojekte im Ausland – wie zum Beispiel in Südafrika oder in Indien – erfordern oft, dass ein großer Anteil der Komponenten vor Ort konstruiert und gefertigt wird. Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe geht dazu lokale Kooperationen ein, baut entsprechende Fertigungs­betriebe auf und qualifiziert die einheimischen Arbeitskräfte.

Das Unternehmen ist auch im allgemeinen Brücken- und Stahlbau führend Unsere Produkte 29

Eine saubere Sache Ob Staubabscheidung, Entschwefelung oder Entstickung: Ein großer Teil der Investi­ tionen beim Bau moderner Kraftwerke fließt in die Umwelttechnik. Denn bei der Kohle­ verbrennung bilden sich Rauchgase, die unter anderem Aschepartikel, Stickoxide und Schwefeldioxid enthalten. Mit hochwirksamen Verfahren lassen sich diese Emissionen weitestgehend reduzieren. Moderne Technik scheidet zum Beispiel 99,9 % der Stäube aus dem Rauchgas ab, andere Verfahren sorgen dafür, dass auch bei den übrigen Inhaltsstoffen geringe Emissionen anfallen:  Aschepartikel bleiben an elektrisch geladenen Platten im Elektrofilter haften, werden abgeklopft und aus dem Rauchgas entfernt.  Stickoxide (NOX ) reagieren mit Ammoniak und werden in der DeNOX-Anlage mithilfe von Katalysatoren zu Stickstoff und Wasserdampf umgewandelt, die als natürliche Bestandteile in der Luft enthalten sind.  Schwefeldioxid lässt sich in der Rauchgasentschwefelungsanlage (REA) herausfiltern. Dabei bindet Kalkmilch das Schwefeldioxid im Rauchgas, als Endprodukt entsteht reiner Gips. Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe verfügt über umfangreiches Know-how und langjährige Erfahrung im Bereich der Rauchgasreinigung. Das Unternehmen liefert die entsprechenden Komponenten bei Bedarf schlüsselfertig. MHPSE und die Mutter­ gesellschaften forschen außerdem ständig an neuen Verfahren, mit denen die Effizienz und der Wirkungs­grad der Rauchgasreinigungsanlagen erhöht werden können.

Die REA filtert Schwefeldioxid aus dem Rauchgas heraus

30

Zuverlässig bei hohen Belastungen Schneller als der Schall: Die Schaufelspitzen einer Turbine drehen sich rund 3.000-mal pro Minute. Wenn der sehr heiße (bis 620 °C) und unter sehr hohem Druck (bis 250 bar) stehende Dampf auf die Schaufeln trifft, wird das Material extremen Belastungen ausgesetzt – und muss dennoch zuverlässig rund um die Uhr funktionieren.

Hoch effiziente Dampfturbinen liefern unsere Muttergesellschaften

Eine Neuentwicklung von Hitachi: die Gasturbine H-80

Seit über 75 Jahren liefern unsere Muttergesellschaften hoch effiziente Dampfturbinen in der Leistungs­ klasse von 250 bis 1.380 Megawatt (MW). Gefertigt werden die Komponenten (Turbine und Generator) in Japan. Durch grundlegende Forschung und Weiterentwicklung, durch verbesserte Ausführung und Fertigungstechnik gehören sie zu den weltweit besten Produkten ihrer Art. Die Engineering-Teams führen strenge Qualitätskontrollen durch, um höchste Leistung und Qualität zu gewährleisten. Sie bieten auch eine laufende und umfassende Betreuung für den Kunden, warten Anlagen oder rüsten diese um. Eine weitere Erfolgsgeschichte ist die von Hitachi, Ltd., entwickelte Gasturbine H‑25 / H‑15. Ausgelegt als sogenannte „Heavy duty“-Maschinen (30-MW-Leistungs­klasse), sind mehr als 150 Gasturbinen des Typs H-25 / H-15 in Kraftwerken rund um die Welt im Einsatz. Die von Hitachi neu entwickelte Gasturbine H-80 wird seit Anfang 2010 ebenfalls zur Stromerzeugung eingesetzt. Die Gasturbinen sind solide und zuverlässig im Dauerbetrieb sowie günstig in der Wartung und bestens geeignet für Anlagen mit Kraft-Wärme-Kopplung / Fernwärme­ auskopplung. Gasturbinen von Hitachi werden auch als Antriebsturbinen in der Industrie (z.  B. Mineral­öl­wirtschaft) verwendet. Unsere Produkte 31

Unser Service …

Ersatzteile liefern, Komponenten modernisieren, Effizienz steigern oder die Lebensdauer verlängern: Die Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe GmbH bietet um­fassende Lösungen für thermische Kraftwerke und für deren Herzstück – den Dampferzeuger. Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe ist ein international tätiges Unternehmen auf dem Gebiet der Energieerzeugung und des Anlagenservice. Mit den Fachbereichen Kessel- und Feuerungstechnik, Rauchgasreinigung, Mühlen- und Turbinenservice sowie Montage, Inbetriebnahme und Ersatzteilmanagement stehen ausgereifte Service­ leistungen für Modernisierungen von Kraftwerks- und Feuerungsanlagen unterschied­ licher Bauart und Größe für alle konventionellen Brennstoffe zur Verfügung.

Montage eines Verdampfermoduls für eine Müllverbrennungsanlage

32

… für die Energie von morgen

Komponentenfertigung für Erstbestückung, Modifikation und Ersatzteile

Strengere Auflagen zum Immissionsschutz schützen die Umwelt. Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe liefert ausgereifte und bewährte Reinigungssysteme – etwa Elektrofilter, Gewebefilter, Wäscher und Sprüh­absorber – mit denen solche Auflagen umfassend erfüllt werden. Patentierte Schutzbeschichtungen von Heizflächen und Druckteil­kompo­nenten gewähr­leisten hohe Standzeiten unter korrosiven und erosiven Bedingungen. Ob Braun- oder Steinkohle, Eigen- oder Fremdfabrikate: Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe verfügt über ein umfangreiches Know-how zur Optimierung von Mahl­ anlagen. Ersatzteile, Reparaturen und ein umfassender Vor-Ort-Service vervollständigen das Portfolio. Unter der Prämisse „Leistung und Verfügbarkeit erhalten“ steht der Service für Turbinen. Die Experten von Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe können auf eine jahrzehnte­ lange Erfahrung bei Bau, Inbetriebnahme und Service von Dampf- und Gasturbinen innerhalb der Unternehmensgruppe zurückgreifen. Unsere Produkte 33

›› Extrem belastbar Die „Sicherheitsabschottung“ beim Einsatz in Block Q des Kraftwerks Boxberg

Das Material ist dünn, aber extrem reißfest: Mehrere Tonnen Belastung hält ein Gewebe aus, das von Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe für die Revision von Großdampferzeugern entwickelt wurde. Die so genannte „Sicherheitsabschottung“ (SABS®) schützt Arbeiter, die zum Beispiel während einer Revision oder einer Störung im Inneren eines Kessels tätig sind, vor herabfallenden Schlackeresten. Das patentierte und vom TÜV zertifizierte SABS®-System besteht aus einem mit Kevlar beschichteten Gewebe und erstreckt sich über den gesamten Querschnitt des Groß­ dampferzeugers. Es wird an einer ebenfalls von Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe entwickelten Tragkonstruktion montiert und bewegt. Im Gegensatz zu herkömmlichen Lösungen (Gerüste, die entlang der Kesselwände aufgebaut werden; aufgespannte Fangnetze) bietet SABS® nicht nur einen zuverlässigeren Schutz. Das System ist auch schneller auf- / abzubauen und spart damit erheblich Zeit und Kosten. SABS® wurde nach umfangreichen Tests erstmals erfolgreich Mitte 2012 bei der Revision des Blocks Q im Kraftwerk Boxberg eingesetzt. Das Einspannen des Gewebes in den Kessel dauerte nur sechseinhalb Stunden, es fing während der Feinreinigung des Blockes mehrmals bis zu drei Tonnen Material auf. MHPSE hat sowohl das SABS®-Gewebe als auch die Tragkonstruktion entwickelt

34

Mehr Flexibilität

Filter



Laständerungsgeschwindigkeit

Minimallast 40 %

12 %



30

Staubsilo

 



Rohkohlebunker

10



3 DST-Brenner ®: Anfahr- und Teillast-

8 6



Aufgabe

Feuerung auch in heutigen Steinkohleund Rohbraunkohle-Kesseln



4 100 % Biomasse möglich

4

Anlagenleistung + 30 Δ%

Anlagenwirkungsgrad + 3 Δ%

+ 20

+2

Lüfter

CO 2Emissionen 0 Δ% –10

+ 10

+1

–20

0

0

–30





Zuteiler Sichter



2 Verringerte Wandstärke und Erhöhung der Anzahl an Trennvorrichtungen und Sammlern

Luft

G





20

0

DST-Brenner ®

100 % Biomasse möglich

10



1 Indirekte Feuerung

Mühle



Die geeignete Konfiguration von Technologien erhöht nicht nur die Flexibilität eines – optional auch mit Biomasse befeuerten – Kohlekraftwerks, sondern führt durch Kosteneinsparung auch zu einem Gewinn an Wettbewerbsfähigkeit. Das angeführte Schema zeigt die Nachrüstung eines konventionellen, thermischen Kraftwerks zu einem hybrid-gefeuerten, hoch flexiblen und sowohl volllast- als auch schwachlast­ fähigen Kraftwerk, das ein Höchstmaß an Biomasse verfeuert und zusätzlich Wärme und Strom produziert. Die Minimallast kann durch eine Erweiterung des Feuerungssystems um eine indirekte Feuerung um etwa 15 % abgesenkt werden 1, sofern der Regelbereich des Brenners dies zulässt. Die Nachrüstung eines DST-Brenners® 3 erlaubt aufgrund des hohen Regelbereichs eine weitere Reduzierung des Minimalfeuers auf etwa 10 %. Unterhalb 10 % kann die Leistung durch ein Gasturbinen-Repowering bereitgestellt werden 5. Die Laständerungsgeschwindigkeit neuerer und bestehender Anlagen lässt sich durch die indirekte Feuerung auf den Auslegungswert der Dampferzeuger bringen, eine Reduzierung von Wandstärken dickwandiger Bauteile 2 ermöglicht die Erreichung einer Laständerungsgeschwindigkeit von 10 % / min. Eine weitere Steigerung bringt auch hier das Gasturbinen-Repowering 5. Es ermöglicht auch eine Leistungssteigerung, eine Erhöhung des Anlagenwirkungsgrades sowie verminderte CO2-Emissionen. Letztere lassen sich auch bei Verwendung von DST-Brennern® 3 in Verbindung mit einer in­direkten Feuerung 1 reduzieren, wenn Biomasse verfeuert wird 4. Besonderheiten  Reduzierung von Zusatzbrennstoffkosten beim Anfahren von bis zu 90 % durch frühzeitiges Umschalten auf stabiles Kohle- / Biomassefeuer.  Mühlenbetrieb für die indirekte Feuerung – vorzugsweise während Schwachlast­ zeiten – steigert den Wirkungsgrad durch konstante Mahlgeschwindigkeit im energetisch optimierten Bereich.  Einsparung des Eigenbedarfs durch den Einsatz von Frequenzumrichtern zur Drehzahl­regelung der Frischlüfter und des Saugzuges im Teillastbetrieb. Unsere Produkte 35

5 Gasturbinen-Repowering

Unser Know-how Ob neue Werkstoffe oder Technologien zur Energiespeicherung: Unsere Experten forschen und entwickeln bereits jetzt die nächste Kraftwerksgeneration.

Unser K

now-how

Neue Werkstoffe, höhere Wirkungsgrade Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe erforscht und entwickelt intensiv neue Technologien für künftige Kraftwerksgenerationen. Als Anlagenbauer und Spezialist für thermische Kraftwerke kann das Unternehmen dabei auf ein umfangreiches Know-how und viele Referenzen zurückblicken. Diese Erfahrung hilft unseren Experten bei der Entwicklung und Qualifizierung von neuen Eisen- und Nickelbasiswerkstoffen, welche thermische Kraftwerke effizienter und flexibler gestalten sollen. Hohe Präzision für beste Qualität: Die Fertigung in Meerane ist bereits auf die Werkstoffe der „700 °C-Kraftwerke“ vorbereitet

Moderne thermische Kraftwerke, wie etwa mit Steinkohle befeuerte Anlagen, laufen bei einer Frischdampftemperatur von über 600 °C und erreichen dabei Wirkungsgrade über 46 %. Für den Wirkungsgrad, also die Effizienz des Kraftwerks, sind hauptsächlich die erreichbaren Dampftemperaturen und Drücke entscheidend. Beispielsweise könnte durch die Anhebung der Temperatur auf 700 °C und bei einem Druck von 350 bar ein Wirkungsgrad von 50 % (gegenüber 38 % im deutschen Durchschnitt) erreicht werden. Dieses Entwicklungsziel wird in der Fachwelt als „700 °C-Kraftwerk“ bezeichnet. Es setzt jedoch neue Werkstoffe voraus, denn herkömmliche warmfeste Stähle können nur bis Temperaturen von ca. 600 °C eingesetzt werden. Aus diesem Grund forscht Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe gemeinsam mit Werkstoff- und Rohr­ produzenten sowie Kraftwerksbetreibern an der Entwicklung und Qualifizierung von Eisen- und Nickelbasiswerkstoffen. Diese neuen Werkstoffe müssen gleichzeitig alle bei höheren Temperaturen stattfindenden mechanischen und chemischen Belastungen zuverlässig standhalten. Neben einem möglichst hohen Wirkungsgrad müssen künftige thermische Kraftwerke – aufgrund der zunehmenden Stromeinspeisung aus erneuerbaren Energiequellen wie z. B. aus Windkraft- oder Photovoltaikanlagen – auch wesentlich kürzere Reaktions­ zeiten aufbringen. Diese Reaktionszeiten bedeuten ein schnelleres An- und Abfahren der Anlagen, welches wiederum durch Weiterentwicklung von vorhandenen Aus­ legungsmethoden sowie den Einsatz von neuen Eisen- und Nickelbasiswerkstoffen realisierbar ist. Insbesondere dickwandige Komponenten würden bei der heute üblichen Auslegung ansonsten frühzeitig versagen. Diese ehrgeizigen Entwicklungsziele werden in einem weltweiten Forschungsverbund innerhalb des Konzerns und in enger Zusammenarbeit mit Industrie- und Univer­ sitätspartnern verfolgt. Für diesen Zweck wurden zum Beispiel Komponenten (wie Überhitzer, Rohrleitungen und andere Anlagenteile) aus neuentwickelten Werkstoffen angefertigt und in verschiedenen Testkreisläufen installiert. Die anschließende Bewertung des Bauteil- und Materialverhaltens findet über hochmoderne Untersuchungsmethoden im eigenen Labor sowie in Laboratorien unserer Partner statt. 38

Energiespeicher: Liquid Air Energy Storage (LAES) Beim LAES-Prozess wird zur Energiespeicherung im Gigawattstunden-Bereich zunächst Luft komprimiert und dann soweit abgekühlt bis die zunächst gasförmige Luft in den flüssigen Aggregatzustand übergeht. Anschließend wird die verflüssigte Luft gespeichert. Nimmt der Elektrizitätsbedarf im Stromnetz zu, wird die flüssige Luft mit einer Pumpe auf ein höheres Druckniveau gebracht und dann verdampft. Die unter Druck stehende gasförmige Luft wird aufgeheizt und treibt hocheffiziente Turbomaschinen zur Strom­ erzeugung an. LAES hat keine besonderen geologischen Anforderungen an den Standort, wodurch komplizierte und langwierige Genehmigungsverfahren vermieden werden. Außerdem ist mit relativ kurzen Bau- und Vorlaufzeiten zu rechnen, was die Möglichkeit einer schnellen Umsetzung der Technologie eröffnet. Die notwendigen Komponenten sind gut entwickelte Einheitsprozesse, die in der Prozess- und Kraftwerksindustrie seit Jahrzehnten eingesetzt werden. Um diese an ein LAES-System anzupassen, sind lediglich geringe Änderungen notwendig. Außerdem wäre bei einer Integration in einen bereits bestehenden Kraftwerks- oder Industriestandort die erforderliche Netz- und Gasinfrastruktur bereits verfügbar. Die Anlage kann zudem als Back-up-Gaskraftwerk ohne Energiespeicherung und mit einem Wirkungsgrad von mehr als 40 % betrieben werden. Die berechnete Speichereffizienz liegt, abhängig von einigen Prozessparametern, bei Werten von über 70 % und somit in der Nähe der Wirkungsgrade für Pumpspeicher­ kraftwerke. Zusätzlich lässt sich die Speichereffizienz des Prozesses weiter erhöhen, wenn industrielle Abwärme (von umliegenden Kraftwerken) und / oder industrielle Abkälte (z. B. LNG-Terminal) verfügbar ist.

LAES-Prozess

Speicher flüssige Luft

Stromüberschuss Verdichter

Luftverflüssigung

Verdampfung/ Verdichtung

Luft

Energieerzeugung durch Gasturbine

Brennstoff (flüssig/ gasförmig)

Strom

Kältespeicher

Unser Know-how 39

Energiespeicher: Power-to-Fuel (PtF) Aus einem ungeliebten Beiprodukt der konventionellen Stromerzeugung lassen sich wertvolle Treibstoffe oder Rohstoffe gewinnen: Bei der Power-to-Fuel-Technologie wird aus Kohlendioxid – zum Beispiel aus einem Kohlekraftwerk – und Wasserstoff etwa Methanol hergestellt. Ein Konsortium mit Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe als Systemintegrator errichtet eine solche Anlage zur Methanol-Synthese am Kraftwerksstandort Lünen der STEAG GmbH. Der erste Spatenstich für die Demonstrationsanlage ist für 2016 geplant, Betriebsbeginn ist im Laufe des Jahres 2017. Die 1MWel-Anlage ist für die Produktion von rund einer Tonne Methanol täglich ausgelegt. Methanol lässt sich Benzin und Diesel beimischen oder über Standardprozesse in verschiedene Treibstoffe weiterverarbeiten. Es ist auch ein gefragter Rohstoff für die chemische Industrie. Die direkte Methanol-Synthese ist zwar ein erprobtes Verfahren, sie wurde bislang jedoch nicht in Kombination mit einem Großkraftwerk und im lastflexiblen Betrieb eingesetzt. Das System lässt sich problemlos nach oben skalieren. Neben Großkraftwerken sind auch andere Industrien mit hohen CO2-Emissionen (Stahlwerke, Chemieanlagen, Raffinerien, Zementfabriken) für die Methanol-Synthese geeignet. Eine solche Anlage kann auch überschüssigen Strom aus erneuerbaren Energien aufnehmen und helfen, das Netz zu stabilisieren. Das Projekt ist eine internationale Kooperation mehrerer Firmen / Forschungsinstitutionen. Das Projektvolumen beträgt rund 11 Mio. Euro und wird von der EU im Rahmen des Forschungsprogrammes „Horizon2020“ mit über 80 % gefördert.

Schematische Darstellung des Power-to-Fuel-Prozesses am STEAG-Kohlekraftwerk in Lünen. Das Projekt ist eine Kooperation mehrerer Firmen / Forschungsinstitutionen (unter anderem Hydrogenics, Carbon Recycling International, Universität Duisburg-Essen). MHPSE sorgt als Systemintegrator dafür, dass die einzelnen Komponenten reibungslos und flexibel zusammenarbeiten.

Universität Duisburg-Essen

Hydrogenics

Carbon Recycling International

Kraftwerk chuss Überstrom S

H 2O

H 2O

olyse

Elektr

H2

as

hg Rauc

CO2- heideAbsc ge anla

CO 2

ge

Anla

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Meth

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Quell

CO 2-

Mi

40

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Weltweit vernetzt Von höheren Wirkungsgraden über zukünftige Energiespeicher bis zur Online-Simulation eines Kraftwerks per Software: Bei den regelmäßigen Treffen von Mitarbeitern aus dem Bereich Forschung und Entwicklung (F & E) wird ein intensiver Austausch von Know-how über die Ländergrenzen hinweg gepflegt. Diese sogenannten GRDO Workshops (Global Research & Development Organisation) sind nur eines von vielen Beispielen, wie sich Kollegen aus Europa, Japan, Südafrika und den USA miteinander vernetzen. In die Arbeit und den Austausch der F & E-Mitarbeiter fließen auch zeitnahe, aktuelle Marktbeobachtungen und Ergebnisse des Austausches mit Kunden und Ministerien aus den verschiedenen Ländern ein. So werden Themen für die übernächste Technologie­ generation schon heute analysiert und anhand wahrscheinlicher Markt- und Regulierungs­entwicklungen priorisiert. Bei komplexen Aufgabenstellungen, wie etwa bei Energiespeichern, arbeiten Kollegen aus sehr unterschiedlichen Bereichen /  Gesellschaften innerhalb der Konzerngruppe bzw. der Muttergesellschaft zusammen und entwickeln gemeinsam Komplettlösungen. Auch Spezialisten von Sales & Proposals oder Mitarbeiter aus dem Service nehmen an solchen fachübergreifenden Workshops teil, um mit kundennahen Anregungen Weiterund Neuentwicklungen zu unterstützen. Denn was die F & E-Kollegen heute noch erforschen, soll möglichst schnell in kommerziell erfolgreiche Produkte umgesetzt werden.

Mitarbeiter aus Europa, Japan und den USA tauschen regelmäßig ihr Know-how aus

Unser Know-how 41

Reich an Referenzen

Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe kann auf eine lange Tradition im Energie­ anlagenbau zurück­blicken. Eine Auswahl von Projekten aus den vergangenen Jahren belegt die Erfahrung des Unternehmens im Kraftwerksbereich. Projekte / Produkte von Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe (Auswahl) seit 2005

* Lieferung von Großdampferzeuger, Rauchgasreinigung, Dampfturbine / Generator, Hoch- und Tiefbauarbeiten inklusive Kühlturm; Gesamt­ anlagenplanung ** Power Train = Großdampferzeuger, Rauchgasreinigung, Dampfturbine / Generator inklusive zugehöriger Nebenanlagen (ohne Bauarbeiten, Elektrotechnik, Mess- / Regeltechnik, Außen­ bekohlung etc.) *** im Konsortium

Projekt

Kunde

Produkt

Leistung

Turów Polen

PGE

schlüsselfertiges Kraftwerk ***

1 x 500 MW

Ptolemais V Griechenland

TERNA S.A.

Power Train **

1 x 660 MW

Kozienice Polen

Enea

schlüsselfertiges Kraftwerk ***

1 x 1.075 MW

Meja / Solapur /  Raghunathpur Indien

NTPC

Großdampferzeuger

6 x 660 MW

Kusile Südafrika

ESKOM

Großdampferzeuger

6 x 800 MW

Medupi Südafrika

ESKOM

Großdampferzeuger

6 x 800 MW

Eemshaven Niederlande

RWE

Rauchgasreinigung

2 x 800 MW

Rotterdam Niederlande

GDF Suez

Power Train **

1 x 790 MW

Wilhelmshaven Deutschland

GDF Suez

Power Train **

1 x 790 MW

Maasvlakte Niederlande

E.ON

Großdampferzeuger

1 x 1.100 MW

Moorburg Deutschland

Vattenfall

Großdampferzeuger

2 x 820 MW

Westfalen Deutschland

RWE

Rauchgasreinigung

2 x 800 MW

Datteln Deutschland

E.ON

Großdampferzeuger

1 x 1.100 MW

Neurath F & G Deutschland

RWE

Großdampferzeuger

2 x 1.100 MW

Boxberg Deutschland

Vattenfall

Großdampferzeuger

1 x 670 MW

Walsum Deutschland

Evonik / EVN

schlüsselfertiges Kraftwerk *

1 x 750 MW

Gent Belgien

Electrabel

Gichtgas Großdampferzeuger

1 x 305 MWel Stand: Januar 2015

42

Die Referenzen von Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe – beziehungsweise ihrer Vorläufergesellschaften – im Bereich Großdampferzeuger reichen ebenfalls über viele Jahre zurück. Referenzen für Großdampferzeuger von Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe, 1992 – 2008 (Auswahl)

Projekt

Kunde

Brennstoff

Leistung

Baoshan / Shanghai China

Baoshan Iron & Steel Co. Ltd.

Hochofengas, Koksofengas, Erdgas, Leichtöl

1 x 350 MWel

Elbistan B Türkei

Turkish Electricity Generation & Transmission Corp.

Braunkohle

4 x 360 MWel

Dezhou / Shandong China

China National Import and Export Corp. (CNTIC)

Steinkohle, Anthrazit

2 x 660 MWel

Iskenderun Türkei

Siemens Project Ventures /  STEAG consortium

Steinkohle

2 x 660 MWel

Niederaußem K Deutschland

RWE

Braunkohle

1 x 1.012 MWel

Lippendorf R & S Deutschland

VEAG

Braunkohle

2 x 933 MWel

Boxberg Q Deutschland

VEAG

Braunkohle

1 x 907 MWel

Yang Liu Qing China

CNTIC / HNPGC

Steinkohle, Öl

2 x 330 MWel

Majuba South Südafrika

Electricity Supply Commission (ESCOM)

Steinkohle

3 x 711 MWel 3 x 660 MWel

Schkopau A & B Deutschland

VEBA Kraftwerke Ruhr AG

Braunkohle

2 x 492 MWel

Altbach Deutschland

Neckarwerke

Steinkohle

1 x 332 MWel

Rostock Deutschland

KNG Kraftwerks- und Netzgesellschaft

Steinkohle

1 x 550 MWel

Staudinger 5 Deutschland

PreußenElektra

Steinkohle

1 x 550 MWel

Megalopolis 4 Griechenland

Public Power Corporation

Braunkohle

1 x 330 MWel

Unser Know-how 43

Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe liefert seit Jahrzehnten Gas- und Dampf­ turbinen-­Anlagen (GuD) für die Energiewirtschaft.

Referenzen für GuD-Anlagen / Abhitzekessel von MHPSE (Auswahl)

Projekt

Kunde

Produkt

Leistung

Esenyurt Türkei

Doğal Enerji

GuD-Anlage

180 MW

Rüsselsheim Deutschland

Cons. Energie­versorgung Opel

GuD-Anlage

110 MW

Nowa Sarzyna Polen

Enron

GuD-Anlage

117 MW

Debrecen Ungarn

Debreceni Kombinált Ciklusú Erőmű

GuD-Anlage

100 MW

Taweelah A1 VAE

Total Tractebel Emirates EPC Comp.

GuD-Anlage

1360 MW

Matra Repowering Ungarn

Matra AG

GuD-Anlage

50 MW

Nyíregyháza Ungarn

E.ON Hungary

GuD-Anlage

50 MW

Vasilikos Unit 4 Zypern

Electricity Authority of Cyprus

GuD-Anlage

220 MW

Öresundsverket Schweden

E.ON Gasturbiner Sverige AB

GuD-Anlage

447 MW

Würzburg Deutschland

HKW Würzburg

GuD-Anlage 1 GuD-Anlage 2

45 MW 25 MW

Bonn Deutschland

swb Energie und Wasser Energie- und Wasserversorgung Bonn / Rhein-Sieg GmbH

Abhitzekessel für GuD-Anlage

25 MW

Kassel-Baunatal Deutschland

VW Kassel GmbH

Abhitzekessel für GuD-Anlage

45 MW

Saarbrücken Deutschland

Versorgungs- und Verkehrs­gesellschaft Saarbrücken GmbH

Abhitzekessel für GuD-Anlage

33 MW

Frankfurt Deutschland

InfraServ GmbH & Co. Hoechst KG

Abhitzekessel für GuD-Anlage

43 MW

44

Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe bietet individuelle Lösungen und Service­leis­ tungen für Dampferzeuger und Verbrennungsanlagen für alle konventionellen Brennstoffe.

Referenzen der industriellen und kommunalen Energieerzeugung (Auswahl)

Projekt

Kunde

Brennstoff

Leistung

Bremen Deutschland

swb Erzeugung GmbH & Co. KG

Ersatzbrennstoff

127 t / h Dampf

Drax Power Station Großbritannien

Drax Power Ltd.

Steinkohle

660 MWel, 2.400 MWth 165 bar

El Tejar Spanien

Oleicola El Tejar S.L.

Biomasse

28 t / h Dampf

Leuna Deutschland

STEAG GmbH

Rückstandsöle, Synthesegase, Raffineriegas, Erdgas

3 x 178 t / h Dampf 1 x 162 t / h Dampf

Flensburg Deutschland

Stadtwerke Flensburg

Steinkohle

3 x 150 t / h Dampf

Obrenovac Serbien & Montenegro

Electric Power Industry of Serbia (EPS)

Braunkohle

920 t / h Dampf

MVA Spittelau Österreich

Wien Energie

Haus- /  Gewerbeabfall

2 x 55 t / h Dampf

Cilegon-Banten Indonesien

PT Krakatau Steel

Schweröl, Erdgas

350 t / h Dampf

Kuwait Kuwait

Ministry of Electricity & Water (MEW)

Schweröl, Erdgas

975 t / h Dampf

Maasbracht Niederlande

N.V. Elektriciteits-ProduktiemaatsErdgas chappij Zuid-Netherland (EPZ)

1.960 t / h Dampf

Linz Österreich

voestalpine Stahl GmbH

Gichtgas / Erdgas

135 t / h Dampf

Stallingborough Großbritannien

Millennium Inorganic Chemicals

chlorhaltiges Abgas, Erdgas

32 t / h Dampf

Duisburg-Hamborn Deutschland

ThyssenKrupp Steel

Gichtgas, Koksofengas, Erdgas

320 t / h Dampf

Unser Know-how 45

Impressionen

46

Von der Kohle zum Strom

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Schematische Darstellung der Stromerzeugung in einem typischen Steinkohlekraftwerk  Vor dem Einblasen in den Feuerraum wird die Rohkohle in Kohlemühlen staubfein zerkleinert.  Durch die Verbrennung des Kohlenstaubs im Feuer­raum des Dampferzeugers entstehen ­­­Rauchgase mit Temperaturen bis zu 1.450 °C. Die freigesetzte Wärme wird genutzt, um Wasserdampf mit hohem Druck und hoher Temperatur zu erzeugen.

Herausgeber Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe GmbH Unternehmenskommunikation Schifferstraße 80 47059 Duisburg [email protected]

 Der Wasserdampf wird in eine Turbine geleitet, strömt auf die Schaufelräder und versetzt die Turbinenwelle in Bewegung. Ein angeschlossener Generator erzeugt daraus elektrischen Strom.  Die Stickstoffoxide im Rauchgas reagieren in der DeNOX-Anlage mithilfe von Katalysatoren, es entsteht Stickstoff und Wasserdampf.  Aschepartikel bleiben im Elektrofilter an elektrisch geladenen Flächen haften, werden abgeklopft und aus dem Rauchgas entfernt.  In der Rauchgasentschwefelungsanlage (REA) binden Kalkmilch oder Kalksteinmehlsuspension das Schwefeldioxid aus dem Rauchgas. Als Endprodukt entsteht Gips.

Copyright Fotos / Grafiken Dirk Bannert Frank Elschner Rüdiger Fessel Stephanie Fortmann Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe GmbH Peter Morey Frank Preuß Andreas Wenzel Layout / Gesamtherstellung Team Stiefelhagen Werbeagentur GmbH www.stiefelhagen.de

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Unser Know-how  47

© Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe GmbH / 12.2015 / Gedruckt auf chlorfrei gebleichtem Papier

MITSUBISHI HITACHI POWER SYSTEMS EUROPE GMBH Schifferstraße 80, 47059 Duisburg Tel. +49 203 8038-0, Fax +49 203 8038-1809 [email protected], www.eu.mhps.com

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POWERFUL PERFORMANCE

Erfahren im Energieanlagenbau