1Abschlussbericht Projekt Kessel 12

Auf dem Weg zum CO2 -neutralen Heizkraftwerk

Abschlussbericht 2015

2011 – 2016

ZukunftssicherungStandort Flensburg

Projekt Kessel 12

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Grundkonzept

Um das zentrale Heizkraftwerk weiter zu optimieren und den Standort Flens­burg zu sichern, bauten die Stadt­werke Flensburg von 2011 – 2015 diese zukunfts weisende Investition in Höhe von 128 Mio. €. Innerhalb der

Flensburg. Neben dem Bau der GuD­Anlage umfasste das Kraftwerkspro­jekt „Kessel  12“ weitere Teilprojekte. Dazu gehörten unter anderem die An­bindung des Kraftwerkneubaus an das über regio nale Erdgasnetz sowie die Umrüstung eines schwerölbetriebenen Spitzenlast­ Kessels auf Leichtöl­ und Gasbetrieb. Die Umrüstung und Auto­matisierung eines Reserveheizwerks zur Wärmelieferung in winterlichen Spitzlastzeiten sowie Prozessoptimie­rungen in der Betriebsweise des Heiz­kraftwerks zugunsten von Ertragskraft und Zukunftsfähigkeit der Flensbur­ger Energieerzeugung waren weitere Projekt bausteine.

Die Stadtwerke Flensburg und das Projekt Kessel 12

Die Idee dahinter.

Was wurde gemacht?

Unternehmensstrategie „Energie im Wandel – Kraft aus Kontinuität“ stand das umfangreiche Kraftwerksprojekt „Kessel 12“ im Zentrum der technischen Neuerungen.

Kernstück des Projektes war die Errich­tung einer in Kraft­Wärme­Kopplung betriebenen Gas­ und Dampf turbinen­anlage (GuD­Anlage) mit einer Leis­tung von rund 75 Megawatt (MW) thermisch und rund 75 MW elektrisch. Durch die Kombination von Gas­ und Dampfturbine erreicht die Anlage einen Gesamtwirkungsgrad von 92 Prozent und liegt rund zehn Prozent über dem alten Gesamtwirkungsgrad des Heiz­kraftwerks. Die neue Anlage ersetzt die beiden 1979 bzw. 1982 in Betrieb genommenen kohlenstaubbefeuerten Kesselanlagen 7 und 8. Sie ist eine wichtige Komponente auf dem Weg zu dem bis zum Jahr 2050 angestrebten CO2­neutralen Kraftwerksbetrieb in

Das Grundkonzept der GuD­Fahrweise beruht auf der kurzen Anfahrzeit der Gasturbine. Zu Tageszeiten mit wenig Wind­ und Sonnenenergieproduktion wird die GuD­Anlage betrieben. Die gekoppelt anfallende Wärme wird als Fernwärme genutzt oder im Wärme­speicher eingelagert. In Zeiten mit viel Wind­ und Sonnenenergieproduktion

steht die Fernwärmeversorgung im Vor­dergrund. Dazu werden die Kessel 9 bis 11, der Wärmespeicher oder der Elektro­denheizkessel eingesetzt. Somit unter­stützen die Stadtwerke Flensburg die Energiewende mit ihren Anlagen und schützen das Klima durch einen hohen Anteil an Kraft­Wärme­Kopplung.

3Abschlussbericht Projekt Kessel 12

Die Vorteile der Kraftwerksoptimierung.

Die Umstellung von Kohle­ auf Erdgas­betrieb erlaubt einen schnellen, fle­xiblen Anlageneinsatz und damit ein Einspringen zum Ausgleich kurzfristi­ger Stromproduktionslücken auf dem durch stark schwankende Wind­ und Solarstrom­Erzeugungsanteile gepräg­ten Strommarkt.

Durch das Erweitern des Brennstoffmi­xes, der zuvor aus Steinkohle, Ersatz­brennstoffen und Holzhackschnitzeln bestand, um den Energieträger Erdgas, ergeben sich aus den verschiedenen

Energieträgern neue, unterschiedliche Kombinationsmöglichkeiten und Fahr­weisen in der Produktion von Strom. Diese können den jeweiligen Marktge­gebenheiten bei der Brennstoffbeschaf­fung und dem Verkauf von Strom an der Börse flexibler als bisher angepasst werden.

Mit dem Ersatz der Kohle durch Erdgas wird bei gleicher Energieproduktions­menge der CO2­Ausstoß um 40 Prozent reduziert.

Die Gasturbine während der Montagephase

„Ich freue mich über den guten Verlauf und den

erfolgreichen Abschluss des Projektes Kessel 12.

Trotz einiger Widrigkeiten und technischer

Schwierig keiten konnte das Projektteam auch

diese Aufgaben lösen und das Projekt im geplanten

Zeit- und Budget rahmen fertigstellen.“

Karsten Müller­Janßen (Projektleiter)

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Die Aufstellung der Hauptkomponenten der GuD­Anlage erfolgte in der angren­zenden Turbinenhalle: die Siemens­ Gasturbine wurde aus Schweden an­geliefert und auf dem Fundament mit dem Getriebe und dem Generator verbunden. Die Nebenaggregate und Komponenten wie Schmieröl station, Gasstation, Filterhaus, Schallhaube mit Belüftung und Gaslöschanlage, Gene­ratorkühlung und anderes sind instal­liert worden. Die Schaltanlagen und die Prozessleittechnik wurden aufgestellt, angeschlossen und geprüft – zudem Rohrleitungen und Kabel verlegt, an­geschlossen und kontrolliert.

Für den Abhitzekessel konnte nach der Insolvenz des ursprünglichen Auftrag­nehmers mit der Firma Standardkessel recht schnell Ersatz gefunden werden. Im September 2014 begann die Monta­ge des Stahlbaus für das Kesselgebäude.

Anfang Oktober 2014 wurden die ersten Kesselwände angeliefert, per Auto kran aufgestellt und verschweißt. Nach Einbringen der Kesseldecke und der Montage schienen konnten die 23  Rohrmodule mit dem Schwerlast­kran eingehängt werden. Anschlie­ßend wurde der Abgaskanal von der Gasturbine zum Abhitzekessel herge­stellt. Dabei erfolgte sowohl die Mon­tage der Bypass klappe als auch die Erdgas­Zusatzfeuerung des Kessels.

KWK-Anlage (als Gas- und Dampf-Turbinenanlage; GuD)

Stahlbau für das Gasturbinengebäude

die neue Gasturbine – links im Bild der Brenner­Ring

Der Rohbau des Schaltanlagengebäudes und der Bau der Fundamen-te für die GuD-Anlage waren bereits Ende 2013 weit fortge schritten. In 2014 wurden die Bautätigkeiten weitergeführt und mit dem Aus-bau der Zentralwarte sowie der technischen Gebäudeausrüstung weit gehend abgeschlossen. Die zentrale Leitwarte ist nach Fertig-stellung im November 2014, an den Geschäftsbereich Erzeugung übergeben worden. Im Oktober 2014 konnte der Kessel 11 bereits aus der neuen Warte mit neuen Steuerpulten angefahren werden.

Info

KWK-Anlage (als Gas- und Dampfturbinenanlage)

Ziel Neubau einer KWK­Anlage durch eine GuD­Anlage mit je 75 MW Strom­ und Fernwärmeleistung

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Alte Turbinenhalle – Vorbereitung des Standortes für die neue Dampfturbine

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Einheben der Rohrmodule in den Kesselstahlbau

Montage der Rohrmodule des Abhitzekessels

Der Gasturbinenkamin wurde aufge­stellt, danach folgte der Hauptkamin. Damit konnte die Inbetriebnahme der Gasturbine in Angriff genommen wer­den. Am 19.06.2015 war es soweit: das erste Zünden der Gasturbine fand statt. In der daran anschließenden warmen Inbetriebsetzungsphase erfolgten wei­tere Optimierungen.

Inzwischen war der Abhitzekessel fer­tiggestellt und hatte die Druckprüfung absolviert. Somit konnte im August 2015 das Auskochen und Ausblasen des Kessels durchgeführt werden, um Schmutzteilchen wie zum Beispiel Schweißrückstände aus dem Wasser­Dampf­System zu entfernen.

Parallel erfolgten in der alten Turbi­nenhalle die Bauarbeiten für die Auf­stellung und Einbindung des neuen Heizvorwärmers und der neuen Dampf­turbine. Nach einer im Hersteller­Werk festgestellten Leckage am Heizvor­wärmer musste dieser nachgebessert werden, wodurch der ursprüngliche Liefer termin nicht eingehalten wurde.

Mit der Anlieferung der Dampf tur bine des Herstellers TMS begann deren Montage phase. Das Turbinengehäuse wurde geschlossen, die Dampf­ und

Steuerleitungen montiert. Anschlie­ßend folgte die Montage und Ausrich­tung der Turbine zum Getriebe und zum Generator. Mit der Dampfproduktion des Abhitzekessels konnte die warme Inbetriebsetzung der Dampfturbine am 19.11.2015 begonnen werden. Schluss­endlich wurde die Schalldämmhaube montiert.

Die Inbetriebsetzung und Optimierung der Anlage dauerte bis Ende 2015, so dass der Probebetrieb der Gesamtan­lage für den Januar 2016 terminiert wurde. Er endete am 14.02.2016. Danach wurden durch die Unterliefe­ranten die Restpunkte, die während des Probebetriebs entdeckt wurden, abgeb­arbeitet, um zu einer vorläufigen Über­nahme der Anlage durch die Stadtwerke Flensburg zu kommen.

Am 21.04.2016 wird die GuD­Anlage offiziell eingeweiht. Zu diesem Fest­akt werden neben dem Wirtschafts­minister des Landes Schleswig­Holstein Reinhard Meyer zahlreiche Kunden, Partner und Interessierte nicht nur aus der Energiebranche erwartet.

7Abschlussbericht Projekt Kessel 12

Betrieb in der neuen Zentral­ warte

Die Erzeugungsanlagen des Kraftwerks und die Netze wurden bisher von zwei Leitwarten und einer Schalt warte aus bedient. Diese sind nun organisatorisch und personell in einer Zentralwarte zusammen-geführt.

Am 21.11.2014 fand die offizielle Ein­weihung der zentralen Leitwarte im zweiten Stockwerk des neuen Schalt­anlagen gebäudes statt. Im Sommer 2015 wurden nach dem Bedienpult von Kessel 11 auch die neuen Pulte der Kes­sel 9 und 10 angeschlossen und geprüft. Auch die vorhandenen Dampfturbinen wurden in die Bedientechnik integriert.

Die GuD­Anlage war bereits von der neuen Warte aus zu bedienen. Im Sep­tember 2015 wurde auch die Bedienung von Kessel 5 in die Zentralwarte verlegt. Somit konnte der Umzug des Kessel­ und Turbinen personals erfolgen.

Im Januar 2016 fand die Inbetriebnah­me der Netzleittechnik statt. Seitdem werden die komplette Überwachung und Bedienung des Strom­, Fernwärme­ und Wassernetzes sowie der Kessel­ und Turbinenanlagen mit der neuen, flexib­len Bildschirmtechnik der Zentralwarte durchgeführt.

InfoLeittechnik / Warte

Ziel Errichtung einer neuen zentralen Leitwarte im Neubau

Zentralwarte Leittechnik

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Bau der Erdgastrasse

9Abschlussbericht Projekt Kessel 12

Erdgasanbindung Ellund – Flensburg

Ende April 2014 begannen die Tiefbau­arbeiten an der Stadttrasse und paral­lel am anderen Ende in Ellund, neun Kilometer westlich von Flensburg. Dabei wurde die Landtrasse in offener Grabenbauweise, die Stadttrasse als Baugrube mit Verbau ausgeführt. Als besondere Herausforderungen sind die Unterquerungen der Autobahn A 7 und der Bahntrasse im Bohrverfahren zu nennen. Verbaut wurden im Vorwege bestellte Spezialrohre mit 30 Zentime­ter Durchmesser und mit einer Länge von insgesamt zwölf Kilometern.

Tiefbau, Hochbau und Anlagenbau wa­ren für die Erdgas­Übergabestation in Ellund – in der auch die Messtechnik installiert ist, für die Erdgasdruck­regelstation am Heizkraftwerk Flens­burg sowie für den Erdgaspufferspei­cher erforderlich.

Am 15.10.2014 erfolgte die Inbetrieb­nahme der Erdgastrasse. Beginnend in Ellund wurden die Erdgasleitungen, die Filter und Armaturen in den Statio­nen mit Gas gespült, dann gefüllt und unter Betriebsdruck gesetzt. Damit war die Gasleitung in Betrieb.

Die Behörde hat für den Betrieb der Erdgashochdruckleitung eine Reihe von Anforderungen an Technik, Orga­nisation und Überwachung gestellt. Hierauf wurden die Mitarbeiter aus dem Geschäftsbereich Service ge­schult, so dass viele Aufgaben durch die Stadtwerke erfüllt werden können.

Der Planfeststellungsbeschluss für den Bau der Erdgasleitung wurde am 17.01.2014 erteilt. Somit konnte mit der Ausführung der zwölf Kilometer langen Rohrleitung begonnen werden.

Info

Erdgasanbindung

Ziel Bau einer Erdgas­leitung zwischen dem Heizkraftwerk Flensburg und der Erdgasleitung in Ellund sowie einer Übergabe­ und einer Gasdruckregelstation

Anschlussarbeiten an der Gasstation Ellund Verlegen der Erdgasleitung

Abschlussbericht Projekt Kessel 1210

Umrüstung Kessel 5Der Reserve­ und Spitzenkessel 5 wurde von Schweröl auf Leichtöl und Erdgas als Brennstoff umgebaut. Durch meh­rere teils komplexe Herausforderun­gen verzögerte sich die Abnahme. Am 1.   Juli war es soweit: Die Abnahme bei Volllast mit 125 to Dampf/Stunde wurde erfolgreich durchgeführt. Da­mit steht der Kessel dem Betrieb für den Winter zur Verfügung. Nachdem die TÜV Prüfung an Kessel  5 durch die Leistungs fahrt erfolgreich abge­

Reserveheizwerk EngelsbyDas Reserveheizwerk Engelsby wurde in den Jahren 2012/2013 auf moder ne Technik umgerüstet. Damit die Emis­sions werte eingehalten werden können, war der Austausch aller zwölf  Heizöl­Brenner erforderlich. Im

schlossen werden konnte, arbeitet das Team jetzt an der Erfüllung der Emissionsvorgaben aus der Genehmi­gung. Hier muss noch nachgearbeitet werden. Als Nächstes werden die Gas­feuerung in Betrieb genommen und die Gasbrenner optimiert. Dann ist auch ein flexibler Betrieb zwischen Öl­ und Gasfeuerung möglich.

Rahmen des Umbaus wurde der Au­tomatisierungsgrad der Anlage deut­lich erhöht. Die Anlage kann nun als dezentrales Spitzenlastheizwerk an besonders kalten Wintertagen einge­setzt werden.

Holzaufgabestation für Kessel 9 – 11

Die Holzaufgabestation musste dem Neubau der GuD­Anlage weichen. Mit dem räumlichen Umzug wurde auch eine Neuverlegung der Förderlei­

tungen zu den Kesseln 9 – 11 erfor­derlich. Das Teilprojekt wurde 2012 abgeschlossen.

Weitere Teilprojekte

Brennerstation Kessel 5 mit Leichtöl

Holzaufgabestation

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Abschlussbericht Projekt Kessel 1212

Stand: 31.03.2016

www.stadtwerke-flensburg.de

Herausgeber Stadtwerke Flensburg GmbH

Batteriestraße 48 24939 Flensburg

Konzeptidee & Redaktion Eyleen John

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Fotos, Grafiken und Abbildungen Stadtwerke Flensburg, Andreas Große,

Andreas Birresborn

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