Eigenbedarfsstromversorgung mit außergewöhnlicher Steigerung des Wirkungsgrads
BENNING liefert ein neues Stromversorgungssystem für das GuD-Kraftwerk Obernburg mit dem Fokus auf Sicherheit und nachhaltiger Effizienz
Mit Erdgas Strom und Wärme für industrielle Zwecke selbst zu erzeugen, war für Großunternehmen und Gewerbeparks lange eine logische und wirtschaftlich sinnvolle Lösung.*1 Steigende Gaspreise setzen die Betreiber jetzt massiv unter Druck und fordern eine konsequente Effizienzoptimierung, die auch die Eigenbedarfsversorgung mit einschließt. Ein Musterbeispiel für Optimierung auf diesem Gebiet liefert das GuD-Kraftwerk im Industriezentrum Obernburg am Main durch den Einsatz modernster, hocheffizienter Komponenten von BENNING.
Das Industrie Center Obernburg – kurz ICO – im unterfränkischen Landkreis Miltenberg liegt direkt am Ufer des Mains und am Fuß des bayerischen Spessart. Einen Kontrast zur beinahe idyllischen Lage bildet die Bedeutung des Centers, das – betrieben von der Mainsite GmbH & Co. KG – einen modernen Industriepark mit mehr als 170 Hektar Fläche und über 3.000 Beschäftigten darstellt. Gegründet wurde der Standort im Jahr 1924 als Produktionsstätte für textile Viskosegarne der Vereinigte Glanzstoff-Fabriken AG.
Seither hat sich das ICO nicht nur zu Europas größtem und vielseitigstem Chemiefaserstandort entwickelt. Es ist auch die Heimat für über 30 international erfolgreiche Unternehmen unterschiedlicher Größe und Branchenzugehörigkeit. Neben einigen aus der früheren Konzernstruktur hervorgegangenen Firmen sind dies Anbieter aus den Bereichen Medizintechnik, medizinische Analytik, Kunststofftechnologie, Farben und Lacke, Reaktionstechnologie, Logistik, Chemie sowie Industriedienstleistungen.*2
Der Technikraum, in dem die neue BENNING Stromversorgungsanlage aufgestellt wird, befindet sich im markantesten Gebäudekomplex des ICO, der die weithin sichtbare Silhouette des innovativen Industriestandortes prägt. Der 186 m hohe Kamin und die drei 120 m hohen Turmkessel des Standortkraftwerks sind das Herzstück und Wahrzeichen des Industrie Centers Obernburg und beheimaten den Turbinenkomplex mit zugehörigem E-Technikraum, von dem aus das BENNING System die wichtigsten Komponenten des Kraftwerks versorgt.
Energie für wirtschaftlichen Erfolg
So viel wirtschaftliche Dynamik verlangt natürlich nach Energie – und die wird von der eigens gegründeten Gesellschaft Kraftwerk Obernburg GmbH für die am Standort beheimateten Unternehmen, auf ihre speziellen Bedürfnisse zugeschnitten, erzeugt.
Der Strom für das ICO – und bei Überschüssen außerdem für das öffentliche Netz – wird dabei im GuD-Prozess durch eine 60 Megawatt liefernde Gasturbine mit nachgeschalteten Dampfturbinen produziert. Der Dampf wird anschließend auch zur Wärmeversorgung und als Prozessdampf eingesetzt. Der moderne GuD-Prozess und die gekoppelte Kraft-Wärme-Erzeugung des Kraftwerks sichern so von Haus aus eine hohe Effizienz.
Die lag und liegt der Betreibergesellschaft seit jeher am Herzen: Schon Jahre vor den aktuellen Preissteigerungen wurde im Rahmen eines 2018 begonnenen Erneuerungsprojektes mit einem Investitionsvolumen von mehr als 50 Millionen Euro das neue Herzstück des Kraftwerks, eine 60 Megawatt liefernde Gasturbine, installiert. Zur Steigerung der Energieeffizienz durch Kraft-Wärme-Kopplung wurden ebenso die drei teilweise über 50 Jahre alten, der Gasturbine nachgeschalteten Dampfturbinen erneuert.
Betriebssicherheit garantieren
Die neu eingebaute Gasturbine hat eine primäre Standzeiterwartung von 100.000 Betriebsstunden. Damit die projektierte Standzeit erreicht werden kann, sind in 4-jährigen Abständen Turbinen-Stillstände geplant, um die notwendigen Revisionsarbeiten zu ermöglichen.
Als Baustein zur Optimierung von Effizienz und Anlagenverfügbarkeit sollte im Rahmen des geplanten Anlagenstillstands im Jahr 2023 die vorhandene traditionelle Eigenbedarfsversorgung der Kraftwerksanlage mit einem „State of the Art“-Technologiekonzept auf Vordermann gebracht werden. Neben den wichtigen betriebskritischen Verbrauchern der Turbinensysteme – speziell den Notölpumpen – sollten die Systeme zur Deckung des Eigenbedarfs auch die im Zuge des Projektes geschaffene neue Leitwarte versorgen können. Ergo musste die neue Eigenbedarfsversorgung in der Lage sein, eine zuverlässige Versorgung mit Gleich- und Wechselstrom zu gewährleisten.
Maximale Sicherheit für kritische Verbraucher
Der Hintergrund: Bei der Abschaltung einer Gasturbine entstehen im Verlauf der Auskühlung mechanische Spannungen an den Hauptkomponenten der Turbine. Um deren thermische Belastung und damit negative Auswirkungen auf die Lebensdauer zu minimieren, ist eine präzise geregelte Abkühlrate erforderlich. Sie wiederum lässt sich nur erzielen, wenn bei einer ungeplanten Abschaltung – z. B. aufgrund eines externen Netzausfalls – die Notölpumpen für die Turbinenlagerungen sowie die gesamte Messwerterfassungs- und Steuerungselektronik batteriegestützt weiter mit Strom versorgt werden. Ist das nicht der Fall, wird ein geregeltes Herunterfahren unmöglich – es drohen Schäden in Millionenhöhe.
BENNING stellte sich dieser anspruchs- und verantwortungsvollen Aufgabe. Gemeinsam mit der Kraftwerk Obernburg GmbH – namentlich dem verantwortlichen Leiter für die Bereiche Elektro-, Mess- und Regeltechnik Herrn Dipl.-Ing. Günther Wörner – erarbeitete BENNING einen Lösungsansatz, der auf modernsten, hocheffizienten Komponenten beruht und dem Kunden durch die modulare Anlagentopologie das geforderte Maß an Zukunftssicherheit bietet.
Der letzte Punkt lag der Kraftwerk Obernburg GmbH ebenso am Herzen wie die Erreichung eines zeitgemäßen Wirkungsgrades. Schließlich war das vorhandene System aus dem Jahr 1996 in der mittlerweile historisch zu nennenden Monoblockbauweise ausgeführt.
Modulare Architektur mit höchster Effizienz
Die Lösung, die BENNING für das Kraftwerk des Industrie Center Obernburg konzipierte, basiert auf INVERTRONIC compact Wechselrichtersystemen, TEBECHOP SE Gleichrichtersystemen und DC-Wandlern.
BENNING bietet mit der modularen Wechselrichterbaureihe INVERTRONIC compact sehr sichere und wirtschaftliche, einphasige Wechselrichtersysteme, die kritische Verbraucher mit elektrischer Energie von hervorragender Qualität und höchster Zuverlässigkeit versorgen.
Zusammen mit den modularen Gleichrichtersystemen TEBECHOP ergibt sich eine sehr flexible und wirtschaftliche Plattform für den Aufbau von kompletten batteriegestützten Ersatzstromversorgungen höchster Verfügbarkeit, wie das ICO sie benötigt.
Mit der Produktlinie TEBECHOP SE bietet BENNING eine neue Generation sehr wirtschaftlicher, modularer Gleichrichter an, die den Anforderungen sensibler und prozesskritischer Systeme in höchstem Maße gerecht werden und zusammen mit parallel geschalteten Blei- oder NiCd Batterien zu batteriegestützten Ersatzstromversorgungen ausgebaut werden können.
Übersichtliches Monitoring, smarte Bedienung
Das aus Bedienersicht prominenteste Element dieser Lösung ist das Fernüberwachungssystem MCU 3000 mit dem anwenderfreundlichen 10” TFT-Display als einheitliche Mensch-Maschine-Schnittstelle im System aus Gleichrichtern, DC-Wandlern und Wechselrichtern.
Die Fernüberwachung kann dabei neben der Nutzung der potenzialfreien Meldekontakte zusätzlich via Ethernet, Web, SNMP, MODbus oder Profibus erfolgen.
Nutzung bestehender Kabel-Infrastruktur
Weniger sichtbar, aber nicht weniger wichtig ist ein anderer Aspekt: die Anschlusstechnik. Um eine weitere Verwendung der im weitverzweigten Gebäudekomplex verlegten Kabel zu ermöglichen und kostentreibende Neuverlegungen zu vermeiden, haben die Spezialisten von BENNING von der Planung bis zur konstruktiven Umsetzung besonderen Wert auf eine 1:1-Anordnung der Kabelklemmstellen gelegt.
Zügige Abwicklung, pünktliche Fertigstellung
Das Gesamtprojekt wurde in weniger als einem Jahr umgesetzt. Im Herbst 2022 begann die technische Planung und exakt zum Beginn der geplanten dreiwöchigen Anlagenrevision Anfang Juli 2023 lieferte und installierte BENNING das gesamte Stromversorgungssystem vor Ort. Die Inbetriebnahme erfolgte innerhalb des vorgesehenen Zeitfensters – 10 Tage vor dem vorgegebenen Projekt-Endtermin.
Signifikant höherer Wirkungsgrad
Überzeugend ist neben der Termintreue auch die nachweisliche deutliche Verbesserung des Wirkungsgrades, den die als durchgängig modulares und getaktetes System ausgeführte Eigenbedarfsstromversorgung mit sich bringt: Eine Vorher-/Nachher-Messung am primär speisenden 220 V Gleichrichtersystem ergab eine Reduzierung der jährlich benötigten Energiemenge von über 71.000 kWh gegenüber dem alten Stromversorgungssystem.
Die hocheffiziente Stromversorgungslösung von BENNING trägt damit in Zukunft nicht nur zu einem kontinuierlichen, sicheren Betrieb des GuD-Kraftwerks in Obernburg bei, sondern reduziert zusätzlich die Betriebskosten und vermindert den jährlichen Ausstoß von CO2 um ca. 26,9 Tonnen.
„Aufgrund der positiven Erfahrungen, die wir bereits bei anderen Projekten gewinnen konnten, fiel die Entscheidung relativ schnell für die Zusammenarbeit mit BENNING.“
Günther Wörner
Leiter Elektro-, Mess- und Regeltechnik
Kraftwerk Obernburg GmbH
Industrie Center Obernburg
Weitere Informationen
Autor/Kontakt: Claus Kirmaier
Tel.: +49 8332 936363
E-Mail: c.kirmaier@benning.de
*1 Quelle:
https://www.manager-magazin.de/fotostrecke/selbst-ist-die-fabrik-welche-firmen-auf-eigene-kraftwerke-setzen-fotostrecke-68313.html
*2 Quelle:
https://de.wikipedia.org/wiki/Industrie_Center_Obernburg
https://de.wikipedia.org/wiki/Obernburg_am_Main
https://www.mainsite.de/de/
POWER news, Ausgabe Q4/2023, Kundenmagazin (deutsch) 
