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Verfahrenstechnik 5/2015

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Mit Volldampf zur

Mit Volldampf zur Effizienz Pumpen und Armaturen für Deutschlands erstes Strohheizkraftwerk Uwe Herberger-Rosin Für den Reststoff Stroh gibt es bisher kaum Verwertungsmöglichkeiten. Im Emsland hat man nun eine gute und ortsnahe Verwendung gefunden – das Strohheizkraftwerk Emlichheim. Mittendrin sind Pumpen und Armaturen für Hochdruckanwendungen, die den Kraftwerkkreislauf in Schwung halten. Die Bauern im Emsland legten schon immer Fantasie an den Tag, wenn es darum ging, neue Wege zu gehen. So bauten sie gemeinsam ein Stärkewerk auf. Heute ist die Emsland-Group Deutschlands größter Kartoffelstärkeproduzent und weltweit führend in der Herstellung von Stärkeveredelungsprodukten, Kartoffeleiweiß und Aminosäuren. Hinzu kam die Verarbeitung von Erbsen und Bohnen. Die Gewinnung der Stärke, des Eiweißes und der Fasern aus den Kartoffeln und Erbsen erfordert jedoch nicht nur mechanische Energie, sondern insbesondere große Mengen thermischer Energie für Erhitzung und Trocknung. Was lag näher, als den Reststoff Stroh, der bei den Bauern in der Umgebung anfiel, hier einzusetzen? Die Projektpartner BE Bioenergie und BEKW Bioenergiekraftwerk Emsland sowie die Emsland Group errichteten dafür ein Strohheizkraftwerk zur kombinierten Strom- und Wärmeerzeugung. Dabei wird durch Verbrennung des Strohs Dampf in einer Kessel anlage erzeugt und in einer Turbine entspannt. Obwohl es sich eigentlich um ein klassisches Heizkraftwerk handelt, Autor: Uwe Herberger-Rosin, Vertrieb Deutschland, KSB Aktiengesellschaft, Frankenthal ist die Anlagentechnik komplex. Der Zufall wollte es, dass der Betreiber sehr früh auf den Frankenthaler Pumpen- und Armaturenspezialisten KSB stieß, der Hochdruckkomponenten für Biomassekraftwerke liefert. Vor allem wegen seiner großen Erfahrung rund um das Thema Wärmeübergänge wurde der Spezialist von Anfang in den Planungsprozess mit eingebunden. Am Anfang führte er eine Dampfgrundlagen- und Produkt schulung für den Planer, den Betreiber und den Anlagenbauer des BEKW-Projekts sowie für rund 20 Firmenmitarbeiter durch. Die Ingenieure überzeugten vor allem mit ihren fundierten Fachkenntnissen aus Biomassekraftwerken, sodass ihnen die komplette Konzeption von der Planung bis zur Fertigstellung der Anlage übertragen wurde. Auch die Montage, Inbetriebnahme und der Probebetrieb fand unter Leitung eines Supervisors des Pumpen- und Armaturenspezialisten statt. Robuste Pumpen und Armaturen KSB lieferte zahlreiche Hoch- und Niederdruckarmaturen, die an diversen Stellen im Dampfkreislauf zum Einsatz kommen sowie zwei Kesselspeisepumpen. Die Hochdruckpumpe HGC kann man getrost als das Herzstück des Kraftwerks bezeichnen. Nirgendwo im Kraftwerk ist der Druck höher als in dieser Pumpe. Sie pumpt das Wasser in den Kessel und sorgt dafür, dass der Kreislauf in Schwung bleibt. Im Detail handelt es sich um eine 16-stufige Hochdruckpumpe mit einer Fördermenge von rund 80 m³/h und einer Förderhöhe von 1706 m. Die Pumpen sind energieeffizient geregelt. Die Antriebsleistung beträgt je 630 kW. Entscheidend für die Betreiber war, dass diese Pumpen auch in kritischen Bereichen, etwa bei niedrigen Volumenströmen, noch reibungslos funktionieren. Zudem verrichten Hunderte von Hochdruckarmaturen ihren Dienst. Überall im Heizkraftwerk entlüften, entwässern oder sperren die Ventile, Klappen und Schieber Flüssigkeiten ab. Trotz unterschiedlicher Aufgaben ist ihnen eins gemeinsam: Die Komponenten sind allesamt für Hochdruckanwendungen prädestiniert, da diese speziell für die hohen Anforderungen im Kraftwerksbau entwickelt wurden. Besonderer Fokus lag dabei auf der Werkstoffentwicklung in der hauseigenen Forschungsabteilung in Pegnitz. Sichere Absperrung Zudem kommen Nori-Ventile sowie die Energiesparklappe Boax-S/-SF im Heiz- 24 VERFAHRENSTECHNIK 5/2015

PUMPEN I TOP-THEMA 01 Frischdampfschieber im Einsatz kraftwerk zum Einsatz. Beispielhaft sollen hier die Frischdampfschieber der Serie ZTS hervorgehoben werden. Diese haben einen Durchmesser von 200 mm und sind für einen Betriebsdruck von 250 bar ausgelegt. Ihre Gehäuse sind aus warmfestem Stahl und sie sind teilweise mit elektrischen Stellantrieben ausgerüstet. Die Schieber besitzen eine robuste Gehäusekonstruktion aus blockgeschmiedetem Stahl mit einem sehr dichten, homogenen und feinkörnigem Gefüge. Dadurch sind 02 Selbstdichtender Deckelverschluss mit Dichtring aus Reingrafit mit Metallkappe sie extrem robust und hochbelastbar und ideal für höchste Druck- und Temperaturzustände. Im Vergleich zu einem Gussgehäuse besteht keine Gefahr von Poren und Lunker. Je höher der Druck im Schiebergehäuse, umso dichter muss der Deckelverschluss sein. Daher verfügt die Armatur über einen selbstdichtenden Deckelverschluss sowie einen Dichtring aus Reingrafit mit Metallkappe. Beides bietet eine erhöhte Sicherheit in der Abdichtung nach außen. Selbst bei hohen Drücken und Temperaturen besteht so ein 03 Die Schieber verfügen über Plattenhalter mit beweglichen Keilplatten äußerst geringes Leckagerisiko. Weiter besitzen die Schieber eine durch mit Metallkappen gegen Oxidation geschützte, beidseitig gekammerte Stopfbuchspackung aus Grafit. Für den Praktiker ist darüber hinaus entscheidend, dass sich die Armaturen gut einbauen und warten lassen. Die kompakten Schieber sind daher nicht nur sehr gut schweißbar, sondern auch servicefreundlich konstruiert. Beispielsweise besitzen sie Plattenhalter mit beweglichen Keilplatten. Dadurch sind eine genaue Anpassung an die Gehäusesitze und ein einfacher Austausch der Dichtplatten möglich. Auf den ersten Blick haben Kartoffeln, Erbsen und Stroh nicht viel mit Hochleistungspumpen und -armaturen in Kraftwerken gemeinsam. Doch ein zweiter Blick lohnt sich und zeigt, dass sich Innovationen und branchenübergreifende Erfahrung auszahlen. Im Übrigen verliefen Einbau und Probelauf der Armaturen und Pumpen ohne weitere Zwischenfälle. Ein Team vom KSB Service überwachte die Inbetriebnahme und übernimmt auch im laufenden Betrieb die Instandhaltung von Armaturen, Antrieben und Sicherheitsventilen. www.ksb.com VERFAHRENSTECHNIK 5/2015 25

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