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antriebstechnik 3/2015

antriebstechnik 3/2015

MDA – MOTION, DRIVE

MDA – MOTION, DRIVE AND AUTOMATION I SPECIAL Schadstoffkiller im Kohlekraftwerk Umrichtergesteuerte Motoren sorgen für Effizienz in Reduktionsanlage Andreas Schulte Mesum Motoren treiben nicht nur Prozesse an, sondern können auch für hohe Energieeinsparungen in Industrieanlagen stehen. Um die Umwelt zu schonen und einen zuverlässigen Betrieb zu gewährleisten, setzt man in einem britischen Kraftwerk daher auf umrichtergesteuerte Großmotoren – mit Erfolg? Andreas Schulte Mesum ist Leiter Energiegeschäft bei WEG in Deutschland Mit der Installation einer neuen selektiven katalytischen Reduktionsanlage (SCR) zur Senkung von Schadstoffemissionen sichert E.ON die Zukunftsfähigkeit seines Kohlekraftwerks in Ratcliffe-on-Soar, Großbritannien. Bei der selektiven katalytischen Reduktion werden die in den Abgasen enthaltenen Stickoxide (NOx) mithilfe von Ammoniak neutralisiert. Eine zentrale Rolle in diesem Prozess spielen acht hocheffiziente umrichtergesteuerte MGF710- Motoren von WEG mit einer Leistung von je 4300 kW, die damit einen wichtigen Beitrag zur Senkung der Schadstoffemissionen in dem Kraftwerk leisten. Das Kohlekraftwerk in Ratcliffe-on-Soar in der britischen Grafschaft Nottinghamshire verfügt über eine Stromerzeugungskapazität von 2 000 MW – basierend auf vier 500 MW- Einheiten – und versorgt ca. 1,5 Mio. Haushalte mit Strom. Das Kraftwerk nimmt eine Fläche von rund 2,83 km² ein und erzeugt bereits seit mehr als 40 Jahren elektrischen Strom. Umweltschutz hat im Kraftwerk Ratcliffe einen hohen Stellenwert. Verschärfung der Emissionsvorschriften Ausschlaggebend für die Aufrüstung des Kraftwerks mit einer SCR-Anlage für einen saubereren Betrieb waren die neuen Vorschriften der britischen Regierung für Großverbrennungsanlagen (Large Combustion Plant Directive, LCPD), mit denen die Emissionen von kohle- und gasbetriebenen Kraftwerken in Großbritannien gesenkt werden sollten. Kraftwerke, die diesen Vorschriften nicht entsprachen, konnten sich für den Auslauf des Betriebs entscheiden. In diesem Fall dürften sie in den Jahren zwischen 2008 und 2015 nur noch 20 000 Betriebsstunden laufen, bevor sie ganz abgeschaltet werden. Um die erste Stufe der Emissionssenkung der LCPD zu erfüllen, musste eine Rauchgasentschwefelungsanlage (RGE) eingebaut werden. Dieser Vorgang, bei dem bereits zwei 750 kW-Motoren der M-Baureihe von WEG als Pumpenantriebe zum Einsatz kommen, basiert auf einer chemischen Re­ 62 antriebstechnik 3/2015

ECOMPLETE Linearachsen in einer neuen Dimension ... 01 Acht 4,3 MW-Lüftermotoren von WEG treiben die Gebläse der neuen SCR an aktion zwischen den erwärmten Abgasen eines kohlebefeuerten Kessels und einer zerstäubten Kalksuspension. Auf diese Weise werden 92 % des Schwefeldioxids aus dem Rauchgas entfernt und der Kalk in Kalziumsulfit umgewandelt. Um die Emissionsvorschriften ganz zu e rfüllen, mussten alle Kraftwerke in einem zweiten Schritt ihren NOx-Ausstoß bis zum Jahr 2016 von bislang weniger als 500 mg/ und blasen das Gas durch die Rauchgasentschwefelungsanlage. Sie werden jeweils über einen WEG-Frequenzumrichter angesteuert und bewegen sich in einem Drehzahlbereich zwischen 30 und 100 %. Die Drehzahlregelung spielt eine zentrale Rolle bei der Optimierung des Wirkungsgrads und der Zuverlässigkeit des gesamten Antriebssystems. „Die gesamte Energie, die wir hier vor Ort verbrauchen, muss zunächst einmal 7 Basistypen „Jede Steigerung des Wirkungsgrads in den Betriebsanlagen geht in den Gesamtwirkungsgrad ein“ Über 1000 Varianten m 3 auf weniger als 200 mg/m 3 reduzieren. Dies geschieht mithilfe der SCR-Anlage, die Ammoniak in den Abgasstrom einspritzt, der die Stickoxide in Stickstoff und Wasser umwandelt. Lüftermotoren mit Spitzenwirkungsgrad Die Kosten des Projekts beliefen sich auf ca. 266 Mio. Euro. Angesichts des hohen Investitionsvolumens und des notwendigen Dauerbetriebs der SCR-Anlage waren Verfügbarkeit, Zuverlässigkeit und Effizienz bei der Spezifizierung der Antriebsmotoren der Lüfter ausschlaggebende Faktoren. Aufgrund der guten Erfahrungen beim Antrieb der RGE-Anlage lag es nahe für E.ON, die Lüftermotoren für den neuen SCR- Prozess ebenfalls von WEG zu beziehen. Ratcliffe-on-Soar gilt als eines der Kohlekraftwerke mit dem höchsten Wirkungsgrad in Großbritannien, wozu auch die MGF710- Motoren mit einem maximalen Wirkungsgrad von 97,6 % und einer Leistung von je 4 300 kW beitragen, die die Lüfter der SCR- Anlage antreiben. Die effizienten Lüftermotoren erzeugen Bewegung im Rauchgas erzeugt werden und bedeutet für das Kraftwerk einen erheblichen Kostenfaktor. Und das, obwohl wir mit unseren vier Hauptturbinen 2 000 MW erzeugen, was 20 000 t Kohle pro Woche entspricht. Jede Steigerung des Wirkungsgrads, die wir mit unseren Betriebsanlagen erzielen können, geht somit unmittelbar in den Gesamtwirkungsgrad unseres Standorts ein und ist ein wichtiger Leistungsindikator, der von uns sehr ernst genommen wird“, sagt Chris Bennett, Leitender Elektroingenieur bei E.ON im Kraftwerk Ratcliffe. Hohe Leistung und Zuverlässigkeit Die Motoren der M-Serie eignen sich für Anwendungen im Bereich von mehreren Megawatt. Denn sie bieten hohe Leistung, Zuverlässigkeit und Sicherheit auch unter anspruchsvollsten Betriebsbedingungen. Die Motoren sind kompakt und robust, mit präzisionsgefertigten Gehäusen und hoch reinen Kupferwicklungen. Die Wicklungen werden in einem besonderen Vakuum-Druckimprägnierverfahren mit einem speziell entwickelten Expoxydharz vergossen, das eine hochwertige Isolation Integrierter Servoverstärker Ob Spindel, Zahnriemen oder Linearaktuator: Alle Achsen komplett mit Servomotor und Servoverstärker. Max. Vorschubkräfte 3500 N (Spindel), 320 N (Zahnriemen), 120 N (Aktuator) Kugelgewindetrieb bzw. Kugelschienenführungen für hohe Genauigkeiten Optional mit Haltebremse, Endlagen- und Referenzschalter, Absolutwertencoder Feldbusschnittstellen: CANopen, EtherCAT, Profibus, Profinet, Ethernet. Jenaer Antriebstechnik GmbH Tel.: +49 (0) 3641 / 6 33 76-55 info@jat-gmbh.de www.jat-gmbh.de

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