Imagebroschüre Heizkraftwerk Römerbrücke

Energie
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Ein Rundgang durch
das Heizkraftwerk
Römerbrücke
Energie fürs Leben.
Umweltfreundlich
und zuverlässig
Das Wahrzeichen an der Saar
Seit fünf Jahrzehnten steht das Heizkraftwerk Römer­
brücke für eine effiziente, dezentrale Erzeugung von
Strom und Wärme. Mit dem 177 m hohen Schornstein und
der Kunst am Bau gehört es zu den markantesten Gebäu­
den in Saarbrücken und ist zu einem Wahrzeichen der
Stadt geworden. Das Heizkraftwerk hat seinen Namen
von der ersten Brücke, die die Römer hier vor rund 2000
Jahren gebaut haben. Sie war ein Bindeglied der Heerstra­
ße von Metz nach Mainz.
Für seine vorbildliche und innovative Energiepolitik hat
das Heizkraftwerk schon 1992 den UNO-Um­welt­preis er­
halten. Seit 2001 wurde das Heizkraftwerk grundlegend
technisch saniert und optimiert. In die Erneuerung der
Anlagen wurden über 100 Mio. Euro investiert. Aufgrund
seiner modernen Struktur und der inno­va­tiven Technik
dient das Heizkraftwerk als Ausbildungskraftwerk für
Nach­wuchskräfte der GDF SUEZ-Unternehmensgruppe –
zu der auch die Energie SaarLorLux gehört – aus ganz
Deutschland.
Erzeugung und Vertrieb
Das
Heizkraftwerk
Römerbrücke
gehört
zur
Energie SaarLorLux, deren Gesellschafter die GDF SUEZ
Energie Deutschland (51 %) und die Verkehrs- und Versor­
gungsgesellschaft Saarbrücken VVS (49 %) sind. Neben der
Erzeugung von Energie beliefert Energie SaarLorLux auch
mehr als 175.000 Kunden mit Strom, Gas und Fernwär­
me – in Saarbrücken und der Region.
Geschichte auf einen Blick
1964Für das Wohngebiet Eschberg geht ein Heizwerk
zur Fernwärmeerzeugung in Betrieb.
1967
Erstmaliger Einsatz einer 20-Megawatt-Spitzenlastturbine. Geburtsstunde der KraftWärme-Kopplung in Saarbrücken.
1989Die Anlage wird zum modernsten Heizkraftwerk
mit zirkulierender Wirbelschichtfeuerung auf
heimischer Ballastkohle.
2001GDF SUEZ Energie Deutschland übernimmt das
Heizkraftwerk.
2004
GDF SUEZ Energie Deutschland investiert 40
Millionen Euro in eine leistungsfähige, umweltfreundliche Gasturbine.
2005Die neu gegründete GDF SUEZ Saarland GmbH
übernimmt die Betriebsführung des Heizkraftwerkes. Die neue Gasturbine wird eingeweiht.
2007Zertifizierung OHSAS 18001 und DIN/ISO 14001
für ein überdurchschnittliches Maß an Arbeitssicherheit.
2010GDF SUEZ investiert 30 Millionen Euro in eine
neue Dampfturbine mit über 50 % mehr Leistung.
2011
Erweiterung der Partnerschaft zwischen
GDF SUEZ und den Stadtwerken Saarbrücken.
Das Heizkraftwerk Römerbrücke wird in die
Energie SaarLorLux integriert. Inbetriebnahme
der neuen Dampfturbine.
2012Energie SaarLorLux investiert in den Bau einer
neuen Heizzentrale durch den Austausch der
über 40 Jahre alten Anlage gegen neue und
hocheffiziente Wärmetauscher.
Hocheffiziente Erzeugung
von Strom und Wärme
Das Heizkraftwerk Römerbrücke versorgt die Saarbrücker
Kunden der Energie SaarLorLux mit umweltfreundlicher
Fernwärme und liefert, in Kraft-Wärme-Kopplung hoch­
effizient erzeugten Strom.
Durch den hauptsächlichen Einsatz von Gas als Brenn­
stoff entspricht das Heizkraftwerk genau den Anforde­
rungen der Politik für den Ausstieg aus der Atomenergie.
Es hat eine sehr gute Umweltbilanz und kann mit seinen
flexiblen Anlagen gegebenenfalls auftretende Schwan­
kungen bei der Stromerzeugung aus erneuerbaren Ener­
gien ausgleichen.
In einer vereinfachten Weise wird bei der Strom- und Wär­
meerzeugung zuerst stark komprimierte Luft in eine
Brennkammer geleitet und als Luft-/Gasgemisch ver­
Aktiv
für die Region
brannt. Die heißen Abgase treiben die Schaufelräder einer
Turbine an. So entsteht eine mechanische Energie (Kraft).
Diese Kraft wird in einem Generator in Strom umgewan­
delt und über einen Transformator mit der richtigen Span­
nung ins Stromnetz eingespeist.
Um die bei der Verbrennung entstehende Wärme doppelt
zu nutzen, wird mit ihr im Abhitzekessel aus Wasser
Dampf erzeugt, der eine weitere Turbine antreibt. Eine Zu­
satzfeuerung im Abhitzekessel sorgt für Flexibilität in der
Erzeugung.
Der Dampf wird „nach getaner Arbeit“ an der Dampfturbi­
ne entnommen und für die Erhitzung des Wassers im
Fernwärmeleitungsnetz eingesetzt. Die gleichzeitige Er­
zeugung von Strom und Wärme nennt man Kraft-WärmeKopplung. Sie sorgt für die hohe Effizienz des Heizkraft­
werkes Römerbrücke. Das ist unser aktiver Beitrag zum
Umweltschutz in der Region .
01
Der Rundgang
Die steinkohlebefeuerte Wirbelschichtanlage
§Die Kohle-Entladung
Neben Gas wird auch Kohle als Brennstoff im Heizkraftwerk Römerbrücke eingesetzt. Sie wird per LKW angeliefert, in der Entladehalle in einen Tiefbunker abgekippt
und auf ihren „Einsatz“ vorbereitet: Mit Hilfe eines Elektromagnets und eines Metalldetektors wird sie von Eisen und Nichteisenmetallen befreit und mit einem Hammerbrecher auf eine Körnung unter 10 mm zerkleinert.
Anschließend wandert die Kohle über eine Bandanlage
zum Kohlebunker im Heizkraftwerk.
§Der Senkrechtförderer
Über diese Art „Paternoster für Kohle“, der sich an der
Außenwand des Heizkraftwerkes befindet, wandert der
Brennstoff in die beiden Tagesbunker. Durch das weithin
sichtbare Rohr verläuft ein Gummiband mit Taschen, das
die Kohle nach oben transportiert. Bis zu 100 Tonnen
Kohle kann der Senkrechtförderer stündlich ins Innere
des Heizkraftwerkes transportieren.
02
Die Gasturbinenanlage
Die Gasturbinenanlage, die 2005 in Betrieb genommen
wurde, besteht aus einer Gasturbine, einem Abhitzekessel
mit Zusatzfeuerung und einem Generator. Die Anlage liefert eine elektrische Leistung von maximal 50 Megawatt.
Durch eine gleichzeitige Nutzung der 450 °C heißen Abwärme wird Fernwärme und Strom ausgekoppelt. In dem
zweistufigen Verdichterteil der Gasturbine wird die Verbrennungsluft auf 30 bar ver­dich­tet. Anschließend wird
Faszinierende
Einblicke
sie über die Brennkammern geleitet und auf über 1.000 °C
erhitzt. Die Brennkammern werden mit Erdgas befeuert.
Danach breitet sich das komprimierte und erhitzte Gasgemisch über die nachgeschalteten Turbinenstufen aus.
Die dadurch frei werdende Energie wird dann zur Stromerzeugung über ein Lastgetriebe an den Generator übertragen. Die Gasturbine arbeitet mit einem elektrischen
Wirkungsgrad von 42 %. In der Gesamtkonstellation von
Gasturbine, Abhitzedampferzeuger und Dampfturbine
wird Erdgas zur Strom- und Fernwärmeerzeugung mit einem Nutzungsgrad von bis zu 85 % effizient genutzt. Die
Gasturbine vom Typ LM6000 PD wurde von General Electric aus dem Flugtriebwerk CF6-80 abgeleitet. Dieses
kam unter anderem für die Boeing 747 und den Airbus
A320 zur Anwendung.
03
Die Speisewasserpumpen
Feuer und Wasser sind für den Betrieb des Heizkraftwerkes unverzichtbar: Das Feuer im Wirbelschichtkessel erhitzt das Wasser (Speisewasser) zu Dampf, der Dampf
treibt die Turbine an und kühlt dann wieder zu Wasser
(Kondensat) ab. Dann beginnt dieser Kreislauf wieder von
vorn. Die Speisewasserpumpen schicken das Wasser aus
den Speisewasserbehältern in seine „Umlaufbahn“ durch
ein rund 75 km langes, verschlungenes Rohrleitungssystem des Kessels. Dort wird es auf 535 °C erhitzt. Die Abwärme aus dem Kessel wird dabei zum Vorwärmen genutzt. Bei voller Leistung des Kessels müssen die Pumpen
stündlich 150 Tonnen Wasser durch das Rohrleitungssystem pumpen. Mit dieser Menge Wasser könnte man rund
1.000 Badewannen füllen.
04
Die Mitteldruckkessel
Sie dienen der Dampferzeugung und werden mit Erdgas
oder leichtem Heizöl befeuert. Es handelt sich um den
Kessel 1 (Baujahr 1964) mit 70 bar, Kessel 2 mit 70 bzw.
110 bar und Kessel 3 und 4 mit jeweils 40 bar, die sich im
Spannende
Geschichten
sogenannten „Altwerk“, dem Ursprungskesselhaus von
1964, befinden. Die Kessel produzieren überhitzten
Dampf bei Temperaturen zwischen 450 – 535 °C und jeweils wählbaren Druckstufen von 40, 70 oder 110 bar. Die
maximale Dampferzeugung aller vier Kessel zusammen
beträgt bis zu 300 Tonnen Frischdampf pro Stunde.
05
Die Leitstände
Wie im Cockpit eines Flugzeugs können von hier aus alle
Funktionen des Heizkraftwerkes überwacht und bedient
werden. So können von den Leitständen aus nicht nur alle
Aggregate der Anlage gefahren werden (z. B. können Gebläse und Pumpen gestartet oder gestoppt werden), sondern hier ist auch auf einen Blick zu sehen, ob sie ordnungsgemäß läuft. Etwaige Störungen werden durch
optische und akustische Signale angezeigt. Von hier aus
kann auch die gesamte Fernwärmeverteilung für die Landeshauptstadt gesteuert werden.
06
Die Heizzentrale
Die Heizzentrale entstand in der Anfangszeit der Römerbrücke. Sie hat die gleiche Aufgabe wie die Heizkondensatoren im neuen Teil des Heizkraftwerkes: Dampf überträgt seine Wärme auf das Wasser des Saarbrücker
Fernwärmenetzes. Im Jahr 2012 wurde die Heizzentrale
komplett erneuert und auf die Bedürfnisse des Heizkraftwerkes abgestimmt.
07
Die Dampfturbine DT3
Nach 42 Jahren Betrieb wurde die alte Spitzenlast­turbine
(„SpiTu“) im Jahr 2009 für immer abgeschaltet. Der Turbinenläufer der alten SpiTu wurde aufgearbeitet und befindet sich nun als Erinnerungsstück auf dem Kraftwerksgelände (neben dem Eingang). Eine modernere und
leistungsfähigere Nachfolgerin, die Dampfturbine 3
(„DT3“), wurde im Oktober 2010 im Heizkraftwerk angeliefert. Die neue Turbine hat ihre Arbeit 2011 aufgenommen.
Die neue Dampfturbine hat eine Leistung von 34 Megawatt. Sie ist eine Maßanfertigung, also extra für die
Belange der Römerbrücke konstruiert. Gefertigt wurde sie
in der norditalienischen Maschinenbaustadt Legnano in
der Nähe von Mailand. Der besondere Vorteil dieser italienischen Turbine liegt darin, dass der Niederdruckläufer
komplett abgekuppelt werden kann und somit die gesamte Restenergie des Dampfes, nach geleisteter Arbeit im
Hochdruckteil mittels Heizkondensatoren in die Fernwärme übertragen wird.
08
Die Wirbelschichtturbine (WiTu)
Rund 460 Tonnen schwer und 17 Meter lang ist die Turbinenanlage. Dampf aus einem der Kessel strömt auf nacheinander angeordnete Schaufelräder und setzt die Turbine in Bewegung (3.000 Umdrehungen pro Minute). Diese
Drehbewegung wird auf den Generator übertragen, der
über eine starre Kupplung mit dem Turbinenläufer verbunden ist. Jetzt wandelt der Generator mechanische in
elektrische Energie um. Die Turbinen-Gruppe kann 56 Megawatt elektrische Leistung erzeugen – ausreichend, um
fast 3 Millionen Energiesparleuchten zum Strahlen zu
bringen.
09
Der Heizkondensator
Im Heizkondensator wird ein Teil der Saarbrücker Fernwärme erzeugt. Wenn der Dampf schon weitgehend
abgearbeitet ist, wird er zum Teil aus dem
Stromerzeugungsprozess ausgekoppelt und zum Aufwärmen des Wassers in den Saarbrücker Fernwärmeleitungen genutzt. Der Dampf allein würde jetzt nur noch
wenige Kilowattstunden Strom erzeugen können. Dagegen reicht sein Energie-Inhalt noch aus, um das Zehnfache an Kilowattstunden Fernwärme zu erzeugen. So erklärt sich die hohe Brennstoffausnutzung der
Kraft-Wärme-Kopplung von rund 85 % (zum Vergleich:
Kondensations-Kraftwerke, die nur Strom erzeugen, haben bis zu 45 %).
Der Dampf erwärmt das Wasser in den Fernwärmeleitungen je nach Außentemperatur auf bis zu 130 °C. Mit ca.
60 °C kommt das Wasser zurück, um erneut aufgeheizt in
die Saarbrücker Haushalte geschickt zu werden.
10
Der Turbinenkondensator
Hier kommt der Dampf „nach getaner Arbeit“ von der Turbine an – jetzt wieder mit relativ niedrigem Druck (ca. 50
Millibar) und relativ niedriger Temperatur (ca. 40 °C). Um
von neuem in den Kreislauf „Erhitzen – Arbeiten – Kondensieren“ eintreten zu können, muss der Dampf kondensieren, sich also wieder zu Wasser verdichten. Diese Abkühlung geschieht im Turbinenkondensator. Von den
Kühltürmen her fließt kaltes Wasser in die Kühlschlangen
des Kondensators, an denen sich der Dampf niederschlägt. Das erwärmte Kühlwasser strömt wieder in die
Kühltürme zurück, wo es zum Teil verdunstet. Dieser verdunstete Anteil wird als Wasserdampf aus den Kühltürmen an die Luft abgegeben.
11
Der Dampfkessel (Wirbelschichtkessel)
Die Speisewasserpumpen, Anfahrfeuerung und Frisch­
lüfter sind einige der Komponenten für den Betrieb des
Fesselnde
Perspektiven
Wirbelschichtkessels. Der rund 30 m hohe Dampfkessel
ist Teil der kohlebefeuerten Anlage. Hier können am Tag
bis zu 500 Tonnen Kohle verbrannt werden. Hauptbestandteile des Kessels sind die Wände (Verdampfer) und
die Berührungsheizflächen (Überhitzer). Die Wände bestehen aus einem komplexen System von insgesamt
75 km Rohrleitungen, die über Verbindungsstücke (sog.
„Flossen“) miteinander verschweißt sind. Durch die Rohrleitungen fließt das Speisewasser, das zu heißem Dampf
von 535 °C und 110 bar erhitzt wird. Die Wände umgeben
den Feuerraum mit der eigentlichen Wirbelschicht. Im Gegensatz zur herkömmlichen Feuerung liegt das Brenngut
beim Wirbelschichtsystem nicht auf einem Rost auf, sondern wird von einem Luftstrom ständig „verwirbelt“. Auf
diese Weise kann die Kohle besonders gut ausbrennen.
Der im Wirbelschichtkessel erzeugte Frischdampf wird
zur Turbine geleitet. Dort werden die hohe Temperatur
und der hohe Druck in mechanische Energie umgewandelt, die wiederum den Generator, also den Stromerzeuger, antreibt. Mit 850 – 900 °C sind die Temperaturen im
Wirbelschichtkessel im Gegensatz zu konventionellen
Feuerungssystemen besonders niedrig. Auf diese Weise
werden die Stickoxidwerte gering gehalten. Da dem
Brennstoff zusätzlich noch Schwefel bindender Kalk zugegeben wird, liegen die Werte insgesamt unter
200 mg/m3. Der Umweltschutz ist also praktisch in den
Wirbelschichtkessel „eingebaut“.
§Die Anfahrfeuerung
Was im guten alten Küchenherd das Anfeuern aus Papier und Holzspänen war, das ist im Wirbelschichtkessel
die Anfahrfeuerung. Damit die Kohle Feuer fängt, muss
ihr Wirbelbett auf 550 °C vorgeheizt werden. Das
geschieht mit zwei ölbetriebenen Anfahrbrennern. Sie
erhitzen die im Wirbelbett liegende Aschemasse, an der
sich dann die Kohle entzündet. Etwa 2 – 3mal im Jahr
muss der Kessel auf diese Weise angefahren werden
(z. B. nach einer Kesselrevision oder dem Sommerstillstand von Mai bis September).
§Der Frischlüfter
Nicht nur der häusliche Kamin muss gut „ziehen“ –
auch der Wirbelschichtkessel braucht frische Luft zum
Verbrennen des Brennstoffs. Der Frischlüfter saugt die
Luft entweder aus dem Kesselhaus oder von außen an
und bläst sie in den Feuerungsraum des Kessels. Die
Luft wird in drei Ebenen zugeführt: Die Primärluft in der
unteren Ebene hält das Wirbelbett in Bewegung, Sekundär- und Tertiärluft in den beiden Ebenen darüber sorgen für eine Nachverbrennung evtl. noch nicht verbrannter Stoffe. Durch diese Verbrennung in Stufen kann die
Temperatur im Wirbelbett niedrig gehalten werden –
damit wird die Bildung von Stickoxiden (NOx) schon im
Kessel begrenzt.
Umwelt, Sicherheit und
Arbeitsschutz
Dem Umweltschutz verpflichtet
Die Energie SaarLorLux hat sich dem Umweltschutz ver­
pflichtet. Einen großen Beitrag hierzu liefert die Gasturbi­
ne, die wir 2005 in Betrieb genommen haben. Die damit
verbundene deutliche Reduktion der CO2-Emissionen er­
reichen wir, weil Strom und Wärme in Kraft-Wärme-Kopp­
lung mit einem Nutzungsgrad von bis zu 85 % erzeugt
werden können. Zudem wird fast ausschließlich Erdgas
als umweltschonender Energieträger eingesetzt.
Wir schützen die Anwohner
Mit aufwändigen Schallschutzmaßnahmen stellen wir si­
cher, dass die Anwohner nicht mit Lärmimmissionen be­
lastet werden.
Höchster Standard im Arbeitsschutz
Für die Zukunftsfähigkeit unseres Unternehmens ist die
Beachtung ökonomischer Aspekte unumgänglich. Wir
verstehen betriebssicheres, arbeitssicheres und umwelt­
schonendes Handeln als Voraussetzung für unternehme­
risches Handeln. Aus diesem Grund haben wir ein integ­
riertes Umwelt- und Arbeitsschutzmanagementsystem
eingeführt. Es erfüllt die Anforderungen der DIN/ISO
14001 (Umweltschutz) und BS OHSAS 18001 (Arbeits­
schutz). Letzteres gilt international als höchster Standard
im Arbeitsschutz. Die Römerbrücke gehört zu den weni­
gen deutschen Kraftwerken, die ein solches Arbeits- und
Sicherheitsmanagementsystem eingeführt haben.
Höchste
Standards
Auf dem neuesten Stand der
Technik
Erzeugung im Heizkraftwerk Römerbrücke
Inbetriebnahme
1964
Anzahl der Turbinen
3
Hauptprimärenergie
Gas und Kohle
Technische Daten
Gasturbine
42 MWel
Dampfturbinen
90 MW
Gesamte installierte elektrische
Leistung (brutto)
132 MWel
Installierte Dampfkesselleistung
488 MW
Installierte thermische
Übertragungsleistung
405 MWth
Gesamtnutzungsgrad der
kompletten Anlage
max. 85 %
Gesamte auskoppelbare
thermische Leistung
235 MWth
Elektrischer Wirkungsgrad
der Gasturbine
max. 42 %
Erzeugung Strom 2013
80 GWh
Erzeugung Fernwärme 2013
306 GWh
MWh = Megawattstunde MWel = Megawatt elektrische Leistung
GWh = Gigawattstunde MWth = Megawatt thermische Leistung
Kunst am Bau
1989 zeichnete das Bundesbauministerium das Heiz­
kraftwerk für zukunftsweisende Industriearchitektur aus.
Es steht für ein neues Verständnis von Energiewirtschaft
und gilt als Paradebeispiel kommunaler Energiepolitik.
Deshalb wird das Heizkraftwerk Römerbrücke als Licht­
blick in der Energielandschaft bezeichnet.
Fallender Tempel
Die Bauskulptur von der ein Lichtstrahl direkt in die Saar
leuchtet, bildet eine Beziehung zwischen Indus­triebau und
Industriefluss.
Schneemann
Der Schneemann ist ein Symbol für Norden und Winter und
gilt als die Seele des Heizkraftwerkes. Würde man die Feue­
rung im Heizkraftwerk einstellen, schmölze die Skulptur.
Häuserlandschaft
Mit roten Plexiglasgiebeln und gelben Leuchtstoffröhren
wurde eine „Häuserlandschaft“ geschaffen, die zeigt, dass
das Heizkraftwerk den Bürgern dient.
Wassermühle
Die sieben Meter hohe Mühle schlägt die Brücke von der
Technik vergangener Jahrhunderte zur innovativen Technik
des Heizkraftwerkes – sie verbindet Tradition und Moderne.
Für Sie vor Ort!
Energie SaarLorLux AG
Haus der Zukunft
Richard-Wagner-Str. 14-16
66111 Saarbrücken
Tel.: 0681 587-4264
Fax:0681 587-4262
E-Mail: [email protected]
www.energie-saarlorlux.com
2109_05_2014
Heizkraftwerk Römerbrücke
Bismarckstraße 143
66121 Saarbrücken
Tel.: 0681 587-5566
Fax:0681 587-5561