Elektrownie / Voimalaitokset/ Kraftwerke / Elektrárny / Centrales électriques
Schönheiten versteckt hinter unscheinbaren Fassaden. Einblicke in Kraftwerke und deren Produktionsprozesse. Einzigartige Architektur, sowohl noch analoge, als auch hochmoderne Techniken verbaut in riesiegen Hallen ohne welche unsere Räume dunkel bleiben würden...
Unter Impressionen aus Kraftwerken finden Sie einige Alben von Kraftwerken.
Bewahrung der Geschichte
Ohne die fossilen Kraftwerke wäre ein solch modernes Leben welches wir heute führen, samt all seiner Bequemlichkeiten nicht möglich.
Um nie zu vergessen was einst der Beginn von allem war, ist eine Festhaltung der Stromgewinnungsgeschichte von höchster Wichtigkeit. Jedes Kraftwerk ist ein Unikat. Eine Reise in eine andere, oftmals noch sehr von analogen Techniken geprägter Zeit. Die Architektur, die Liebe zum Detail oder die verwendeten Bauteile wird es so nie wieder geben.
Alles was nicht bewahrt wird verschwindet leise und ungesehen, dabei sind es besonders diese Strukturen die uns all das wovon wir jetzt leben überhaupt ermöglicht haben.
Erklärung des Funktionsprinzips von Steinkohlekraftwerken
Der grundsätzliche Aufbau eines Kohlekraftwerkes scheint zunächst relativ simple, jedoch bei genauerer Betrachtung ist dieser hochkomplex. Sowohl von der Strukturierung, als auch der Prozessleittechnik. Hunderte Messstellen, etliche Pumpen, Motoren, Ventile,... Viele kleine Dinge erschaffen ein großes Werk.
Im folgenden können Sie sich einige der wichtigen Bestandteile eines Steinkohlekraftwerkes anschauen. Braunkohlekraftwerke sind überwiegend ähnlich aufgebaut, jedoch gibt es kleine Unterschiede beispielsweise hinsichtlich der Kohleverarbeitung, da diese einen anderen Härte- und Feuchtigkeitsgrad gegenüber Steinkohle haben.
Brutto Generatorleistungen 750MW & 920MW (elektrisch)
Das Herz jedes Kraftwerkes - die Dampfturbine mit Generator;
All der Aufwand - von der Kohlegewinnung, zum Transport, zur Zermalung, schließlich der Verbrennung und aufwändigen Rauchgasreiningung, sodass sich die Welle der Turbine auf konstante 3000 1/min (Umdrehung) dreht und wir elektrische Energie vom Generator abgreifen können.
Die exakten 3000 1/min Umdrehungen sind äußerst wichtig für unser Stromnetz um dieses auf 50Hz zu halten. Würden wir auf einer anderen Frequenz einspeisen, so würden wir das Gesamte verbundene Stromnetz beeinflussen. Bei Über- oder Unterschreitung der 50Hz ist ein Systemausfall möglich, denn nahe zu alle europäischen elektrischen Wechsel- und Drehstromgeräte sind auf diese Frequenz ausgelegt. Eine minimale Toleranz liegt jedoch vor.
Zur weiteren Netzstabilisierung werden beispielsweise Phasenschieber verwendet.
Hohe Konzentration werden bei der Überwachung gefordert um einen reibungslosen Produktionsablauf zu gewährleisten.
Der Unterschied ist deutlich an der Anzahl der vorhandenen Knöpfe zu bemerken...
Kohleanlieferung & Lagerung
Viele deutsche Steinkohlekraftwerke beziehen ihre Rohstoffe aus Ländern wie Kanada, Kolumbien oder auch aus Südamerika und den USA. Nach dem am 21. Dezember 2018 die Steinkohleförderung in Deutschland endgültig eingestellt wurde, ist der Import die einzige Möglichkeit um an diesen Rohstoff zu gelangen.
Die Kohle gelangt normalerweise immer via Schiff zu oder in die Nähe der jeweiligen Kraftwerke. Diese werden folglich mittels Bagger, teilweise im automatisierten Prozess, entladen. Die Kohle verbleibt bis zur Verbrennung im Kohlelager oder Kohlebunker.
Bei Braunkohlekraftwerken ist die Anlieferung oftmals etwas simpler da diese sich i.d.R. in der Nähe eines Tagebaus befinden. Der Transport vom Tagebau zum Kraftwerk wird entweder mit Förderbändern oder mit dem Zug realisiert.
Wird die Kohle für den Verbrennungsprozess benötigt, so wird diese aus dem Tagesbunker entnommen und gelangt in die Kohlemühlen (hier abgebildet sind Vertikalmühlen). In diesen wird die Kohle zum einen durch die Abgase aus der Verbrennung oder anderen Feuerungen getrocknet und zum anderen fein zermahlen. Das feine Kohlepulver gelangt folglich zu den Injektoren/ Brennern.
Kohleinjektion/ Brenner
Wenn der Kessel "auf Temperatur" ist (beispielsweise bei einem Kaltstart wird dieser erst mit Schweröl oder anderen Brennmitteln vorgeheizt), werden über die Injektoren/ Brenner der Kohlestaub in den Kessel geblasen. Dieser verbrennt durch seine Feinkörnigkeit sofort. Abhängig von der Größe des Kessels, kann eine Vielzahl an solchen Brennern installiert sein.
Abgebildet sind jeweils Seitenbrenner die sich, wie der Name es schon vorweg nimmt, an den Seiten der Kessel befinden. Ebenfalls, jedoch seltener zu sehen, gibt es auch Eckbrenner. Der wesentliche Unterschied ist lediglich der Einbauort.
Der Kessel
Möglicherweise auch als "Herz" des Kraftwerkes zu bezeichnen, denn ohne Kessel kein Dampf für die Turbine. Jedoch verbrennen wir Rohstoffe um dessen thermische Energie in bewegungs- und anschließend elektrische Energie umzuwandeln. Am besten entscheiden Sie für sich selbst welches nun das Herz ist...
Der Aufbau eines Kessels ist recht simpel; Neben riesigen Stützen an welchem der Kessel aufgehangen wird (aufgrund der Ausdehnung des Kessels beim erhitzen), befinden sich viele Kilometer an Rohrleitungen für Wasser an der Kesselinnenwand. In dessen wird das Speisewasser erhitz und der folglich entstehende Dampf wird unter hohem Druck zur Dampfturbine weitergeleitet.
Mit seinen beachtlichen Größen und Höhen können solche Kessel ordentlich beeindrucken. Die höchsten Kessel und auch zugleich höchsten Industriegebäude in Deutschland stehen in Neurath (NRW) betragen jeweils stolze 173m (Kraftwerk Neurath Block F & G).
Speisewasserpumpen
Diese haben die Aufgabe den Kessel mit ausreichend Speisewasser zu versorgen welches zur Erzeugung des Dampfes benötigt wird.
In Dampfkraftwerken ist sie in der Regel als Kreiselpumpe vorzufinden.
Bei größeren Kraftwerken ist zusätzlich noch eine Vorpumpe vorgeschalten welche für den nötigen Vordruck sorgt.
Die Speisepumpen werden meistens über eine kleinere Dampfturbine angetrieben. Den Dampf bekommt diese Turbine ebenfalls vom Hauptdampfkessel des Kraftwerkes. Für den An- und Abfahrprozess kommen Elektrospeisepumpen zum Einsatz, da die Dampfversorgung für die Antreiberturbine zu diesen Zeitpunkten nicht ausreicht.
Der Kondensator
Diese großen Apparaturen befinden sich unterhalb der Dampfturbine. Nach dem der Dampf die Turbinenschaufeln durchlaufen hat, verliert er viel an Energie und beginnt langsam wieder zu kondensieren. Der soweit kondensierte Dampf wird hier gesammelt und dem Kreislauf nach gewisser Abkühlung wieder hinzugefügt.
Der Kühlturm
Wie ein Markenzeichen eines großen Kraftwerkes. Die meisten assoziieren die hohen Kühlturme und deren teilweise dichten weißen Dampfschwaden mit hohem Schadstoffausstoß. Jedoch beinhalten diese i.d.R. ausschließlich H2O - sprich Wasser. Das ist jedoch abhängig ob ein separater Schornstein für die Schadstoffe existiert. Andernfalls werden diese mit über den Kühlturm abgeleiten.
Der Sinn des Kühlturmes ist den bislang noch nicht kondensierten Dampf weiter herunterzukühlen und so viel wie möglich vom Kondensat wieder aufzusammeln. Dieser wird dann dem Kreislauf wieder zugefügt.
Der zu seiner Bauzeit damals höchste Kühlturm der Welt steht in Niederaußem (NRW) und gehört dem BoA (Braunkohlekraftwerk mit optimierter Anlagentechnik) Block K.
REA (Rauchgasentschwefelungsanlage) / Rauchgasreinigung
Wie der Titel es bereits verrät, werden in diesen Anlagen die Rauchgase welche von der Verbrennung im Kessel ausgehen von Schwefeloxiden gereinigt. Bitte beachten, dass eine REA nur ein Teil der gesamten Rauchgasreinigung ist!
Konkret werden in der REA durch das Nassverfahren die Schwefeloxide durch Zugabe bestimmter Absorptionsmitteln (weit verbreitet sind Kalksteinsuspensionen) bis über 95% aus dem Rauchgas herausgefiltert. Dabei wird das ungereinigte Rauchgas in einem Waschturm (Absorberturm) mit einem Gemisch aus Kalkstein und Wasser (Waschsuspension) besprüht, wodurch das Schwefeldioxid durch chemische Reaktion weitgehend gebunden wird. Nach mehreren chemischen Reaktionen entsteht letztlich Gips in einer Suspension. Diese Suspension wird folglich getrocknet und der gewonnene Gips wird als Baumaterial weiterverkauft.
Vieles konnten wir aus den Rauchgasen dank E-Filter und REA herausfiltern. Sämtliche feinstäube und bspw. Schwefeloxide werde nicht in die Umgebung freigesetzt. Jedoch ist es leider nicht möglich die Rauchgase 100%ig zu reinigen. Es werden weiterhin kleine Mengen freigesetzt, welche jedoch strengen Richtlinien in Deutschland unterliegen und ausnahmslos 24/7 kontrolliert werden. Alle Emissionen werden zeitgleich dem Amt übermittelt und bei Überschreitung der Grenzwerte folgen sensible Strafen.
Auf die Frage warum manche Schornsteine so hoch gebaut werden: Schornsteine großer Industrieanlagen werden oftmals über 200m hoch gebaut um den sog. "Schornsteineffekt" zu verbessern und die emittierten Schadstoffe besser zu verteilen.
Nun sind wir am Ende vom Weg der Kohle. Es gibt noch viele weitere kleine Schritte die hier nicht aufgelistet wurden, jedoch hoffe ich das ich einen kleinen Einblick in die Welt der Kraftwerkstechnik geben konnte.
Die Ära der Kohlekraftwerke neigt sich dem Ende, jeder hat sicherlich seine eigene Meinung dazu - ob diese Entscheidung gut oder schlecht sei. Aber unabhängig davon sollten wir uns alle vor Augen führen welch wichtige Rolle diese besonderen industriellen Bauwerke spielen und was diese für unser modernes Leben, als auch in der Vergangenheit, bedeuten. Wir sollten nie vergessen was uns zu dem machte was wir heute sind.
Technische Meisterleistungen in allen sparten brachten uns diese prächtigen Strukturen und ermöglichten uns ein besseres Leben.
Danke an alle Kraftwerker die zu jeder Tages- und Nachtzeit dafür sorgen, dass wir stehts mit elektrischer Energie versorgt sind.