RWE Kraftwerk Westfalen – Revision Block E

Präventive Wartung und Ertüchtigung der gesicherten Stromversorgung als Basis für höchstmögliche Anlagenverfügbarkeit

Der Austausch von elektrischen Komponenten, wie z. B. der IGBT-Treiberkarten oder Zwischenkreiskondensatoren, setzt ein komplexes Anlagen-Know-how voraus.

Die Brennstoffe kommen primär über den Datteln-Hamm-Kanal ans Kraftwerk. Von dort wird die Kohle per Band zu den Kohlebunkern des Dampferzeugers gefördert. Eine alternative Versorgungsmöglichkeit besteht über das Schienennetz.

Das im Stadtbezirk Hamm-Uentrop gelegene Kraftwerk Westfalen nahm 1963 den Betrieb auf. Inzwischen übernimmt der im Jahr 2014 fertig gestellte Block E die alleinige Stromerzeugung. Das kohlebefeuerte Kraftwerk reduziert mit einem Nettowirkungsgrad von 46 Prozent die CO₂-Emissionen gegenüber Altanlagen um ca. 20 Prozent. Das heißt, es werden ca. 1,3 Millionen Tonnen CO₂ pro Jahr eingespart.

Modernste Verfahren zur Rauchgasentschwefelung und Entstickung kommen zum Einsatz. Versehen mit diesen hochwirksamen Filter- und Reinigungsanlagen werden die gesetzlich zulässigen Grenzwerte für die Luftschadstoffe Schwefeldioxid, Stickoxid und Staub nicht nur sicher eingehalten, sondern sogar deutlich unterschritten.

Die maximale Leistung von 800 MW kann sehr flexibel abgerufen werden. Somit besteht die Möglichkeit kurzfristig Schwankungen im Stromnetz auszugleichen.

Wesentlicher Bestandteil der Wartung ist die Durchführung von Thermografien. Sie dienen dazu, die Betriebssicherheit zu erhöhen, indem u. a. Hotspots, lose Klemmverbindungen oder zu hohe Übergangswiderstände aufgespürt werden können.

Ideale Voraussetzungen für das Zusammenspiel mit der Stromerzeugung aus regenerativen Energiequellen im Mittellastbereich.

Höchstverfügbarkeit

Der wirtschaftliche Erfolg eines Kraftwerkes wird neben den Investitionskosten vor allem durch die Brennstoff- und Betriebskosten bestimmt. Die Verfügbarkeit spielt dabei eine entscheidende Rolle. Sie kennzeichnet die Fähigkeit der Anlage, Energie umzuwandeln und einzuspeisen. Sowohl aus technischer als auch aus wirtschaftlicher Sicht definiert sie das Leistungsvermögen des Kraftwerks. Entsprechend hoch sind die Anforderungen an die Instandhaltungsplanung, -vorbereitung, und -durchführung. Dies betrifft insbesondere auch die Stromversorgungssysteme, welche zum Betrieb und zur Absicherung der prozesskritischen Verbraucher eingesetzt werden.

Die in zwangsbelüfteten Systemen verwendeten Lüfter unterliegen einer mechanischen Abnutzung. Sie gelten somit als Verschleißteil, das regelmäßig ausgetauscht werden muss.

Dazu gehören beispielsweise die elektrischen Schaltanlagen, die umfangreiche Leittechnik des Kraftwerkes sowie die Notstromversorgung der Ölpumpen, der Rauchgasreinigung, der Wasseraufbereitung und des Wasser-Dampf-Kreislaufes.

Im Spätsommer 2018 begann die RWE AG mit den Detailplanungen zur umfangreichen Kraftwerksrevision für den Block E. Damit soll ein störungs- und unterbrechungsfreier Betrieb für die nächsten 4 Jahre gewährleistet werden. Die Umsetzung wurde für den Zeitraum vom 27.04.2019 bis zum 07.06.2019 avisiert.

Eine besondere Herausforderung lag in der Koordination und Abstimmung der eng verzahnten Arbeiten.

Maximale Flexibilität und Zuverlässigkeit waren daher wichtige Kriterien bei der Auswahl der mit der Wartung zu beauftragenden Unternehmen.

Im Anschluss an die Ertüchtigung erfolgt die eigentliche Anlagenwartung. Dabei wird das System hinsichtlich der Leistungsdaten und Toleranzen überprüft. Die gemessenen Werte müssen denen einer neuwertigen Anlage entsprechen.

Retrofit als präventive Maßnahme

Grundsätzlich erfolgt die Versorgung der betriebskritischen Verbraucher, wie in Groß-Kraftwerken üblich, über zwei autarke Schienen. Dies erfordert eine vollredundante Ausführung aller Stromversorgungssysteme. Für den Kraftwerksblock E lieferte BENNING 2010 ein breites Anlagenspektrum, das speziell auf die Bedingungen des industriellen Einsatzes in Bezug auf Zuverlässigkeit und Qualität abgestimmt ist. Es beinhaltet sowohl stationäre Gleichrichter- und USV-Anlagen, sowie modulare Wechselrichter- und DC/DC-Wandler-Systeme.

In Verbindung mit großen Batteriekapazitäten gewährleisten diese Systeme eine gesicherte 220 V / 24 V Gleichspannungs- und 400 V Wechselspannungsversorgung. Zusammengefasst beträgt die vor Ort installierte Gesamtleistung mehr als 1,6 MW DC und 1 MW AC.

Die installierten Systeme verbinden höchste Verfügbarkeit mit niedrigen Betriebskosten. Um dies langfristig sicherzustellen, empfiehlt BENNING, neben der regelmäßigen Wartung, auch den präventiven Austausch von elektrischen und mechanischen Komponenten mit begrenzter Nutzungsdauer.

Dementsprechend sehen die Wartungspläne unterschiedliche Austauschintervalle für Komponenten wie Lüfter, Eingangs-, Ausgangs- und Zwischenkreiskondensatoren vor, da diese einer gewissen Alterung, respektive Abnutzung, unterliegen.

Unterschiedliche Systemtopologien

Bei der Ausführung der im Rahmen der Kraftwerksrevision anstehenden Wartungsarbeiten mussten die unterschiedlichen Topologien der Stromversorgungssysteme berücksichtigt werden. Monoblocksysteme weisen, bedingt durch die in der Regel verwendeten Transformatoren, ein sehr hohes Gewicht auf. Daher erfolgte die Ertüchtigung dieser stationären Stromversorgungssysteme ausschließlich vor Ort. Sie umfasste eine detaillierte Analyse der Baugruppen und den Austausch diverser Komponenten auf Bauteilebene. Letzteres konnte auf Grund der Komplexität der eingesetzten Leistungsteile nur bei Spannungsfreiheit erfolgen.

Wartung modularer Systeme

Servicearbeiten an modularen Systemen können grundsätzlich auf unterschiedliche Weise erfolgen. Wenn es beispielsweise während des laufenden Kraftwerksbetriebs erforderlich ist, Wartungs- oder Stillstandzeiten zu minimieren, besteht die Möglichkeit, die vor Ort installierten Module im Zuge eines Ringtausches schnell zu ersetzen. Hierzu stehen alternativ auch Retrofit-Module aus dem BENNING Lager zur Verfügung.

In diesem Fall fand die Ertüchtigung der Module im Instandsetzungsbereich des BENNING Werkes in Bocholt statt. Der Austausch der verschiedenen Komponenten und Platinen erfolgte gekoppelt mit einer umfangreichen Prüfprozedur.

Diese stellte sicher, dass alle Parameter eines Neugerätes wieder vollumfänglich erfüllt waren. Am 29.05.2019 waren die gesamten Wartungs- und Servicearbeiten an den BENNING Stromversorgungssystemen fristgerecht abgeschlossen. Damit tragen BENNING Stromversorgungslösungen auch weiterhin zur größtmöglichen Verfügbarkeit des Kraftwerks bei und leisten einen wichtigen Beitrag zu dessen sicheren, gesetzeskonformen und störungsfreien Betrieb.

Daniel Becker, RWE Generation SE, Kraftwerk Westfalen

"Die Zusammenarbeit mit dem BENNING Service war gekennzeichnet durch Offenheit, Fairness und absolute Zuverlässigkeit.

Auch für die Zukunft wünschen wir uns diese Form konstruktiver Zusammenarbeit auf fachlicher Ebene.“

Die modulare USV-Topologie bietet erhebliche Vorteile, denn unabhängig von der Komplexität der geplanten Maßnahmen besteht die Möglichkeit, die vor Ort installierten Module schnell zu ersetzen. Insbesondere „Hot Swap“-fähige Systeme bieten hier entscheidende Vorteile.