SPITZENTECHNOLOGIE IM EINSATZ

Vattenfall setzt im neuen Kraftwerk Moorburg auf modernste Technik: Von der optimalen Verbrennung der Kohle über eine fast 100-prozentige Filterung der Luft bis hin zum bestmöglichen Schutz der Elbe.

Und so funktioniert das Kraftwerk Moorburg:

Zahlen und Daten
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Zahlen und Daten

Elektrische Bruttoleistung
Betriebsart Durchlaufkühlung: 1.654 MW
Betriebsart Kreislaufkühlung: 1.636 MW

Regelfähigkeit im Lastbereich 35 – 103 %

Steinkohlebedarf 480 t/h, ca. 4,21 Mio. t/a

Nettowirkungsgrad
Betriebsart Durchlaufkühlung: 46,5 %
Betriebsart Kreislaufkühlung: 45,4 %

Frischdampfdruck 276 bar

Frischdampftemperatur 600 °C

Ascheanfall 63 t/h, 0,56 Mio. t/a

Gipserzeugung 20 t/h, ca. 0,173 Mio. t/a

Abfall
Verwerfaschen und Verwerfgips: max. 27.000 t/a
Schlämme aus der Wasseraufbereitung: max. 37.500 t/a
Sonstiges: max. 75 t/a

Kühlwasserbedarf
Betriebsart Durchlaufkühlung: max. 231.840 m3/h
Betriebsart Kreislaufkühlung: max. 3.200 m3/h

Brauchwasserbedarf (aus der Elbe)
Betriebsart Durchlaufkühlung: max. 400 m3/h
Betriebsart Kreislaufkühlung: max. 400 m3/h

Kühlwassereinleitung in die Alte Süderelbe
Betriebsart Durchlaufkühlung: max. 231.840 m3/h
Betriebsart Kreislaufkühlung: max. 1.584 m3/h

Abwassereinleitung in die Alte Süderelbe (direkt) max. 240 m3/h

Abwassereinleitung in das öffentliche Siel* (indirekt) max. 41.800 m3/a
(*Siel: verschließbarer Gewässerdurchlass/ Abwasserkanal)

Fernwärme
Fernwärmeleistung maximal 650 MW

Feuerungswärmeleistung maximal 3.700 MW

Feuerungswärmeleistung im Auslegungsfall
(2 x 120 MW Fernwärmeauskopplung): 3.354 MW

1: Die Kaianlage

Über die werkseigene Kaianlage wird die gesamte Kohle auf dem Seeweg angeliefert.

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2: Die Bandanlage

Die Bandanlage fördert die Kohle von der Kaianlage in beide Kohlekreislage

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3: Die Kohlekreislager

Die Kohlekreislager fassen jeweils 160.000 Tonnen Brennstoff, genug Vorrat für circa einen Monat Betriebsdauer

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4: Die Rohrgurtförderer

Geschlossene Rohrgurtförderer befördern die Kohle staubarm entsprechend dem Bedarf aus den Kreislagern in die Kesselhäuser, auch Dampferzeuger genannt.

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5: Die Dampferzeuger

Vor ihrem Einsatz muss die Kohle die Walzen einer Kohlemühle passieren. Zu Staub zermahlen, wird sie anschließend mit Frischluft in die Brennkammer des Dampferzeugers geblasen. Dort wird die chemische Energie der Steinkohle durch Verbrennung in Wärmeenergie umgewandelt und über die Heizflächen des Dampferzeugers an das Prozesswasser des Wasser-Dampf-Kreislaufs übertragen.

Punkt5-dampferzeuger

6: Das Maschinenhaus

Im Maschinenhaus strümt der erzeugte Frischdampf mit einem Druck von 276 Bar und einer Temperatur von 600 Grad Celsius in den Hochdruckteil der Dampfturbine. Er wird nach einer Teilentspannung auf 54 Bar im Hochdruckteil im Dampferzeuger auf 620 Grad zwischenerhitzt und durchströmt dann den Mitteldruckteil der Turbine. Anschließend gelangt er in den Niederdruckteil. In jedem Teil der Turbine – Hochdruck-, Mitteldruck- und Niederdruckteil – wird die im Dampf enthaltene nutzbare Energie in mechanische Arbeit (Rotation) umgewandelt.

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7: Die Kühlung

Im Wasserentnahmegebäude wird das Kühlwasser der Elbe entnommen und über Rohrleitungen in die Kondensatorteile ins Maschinenhaus geführt. Hier kondensiert es den kalten Dampf im unteren Teil der Turbine.

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8: Der Generator

Die in der Turbine gewonnene mechanische Energie wird im Generator in elektrische Energie umgewandelt.

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9: Die Stromleitungen

Die im Generator gewonnene elektrische Energie wird über den Maschinentrafo ins 380 Kilovolt-Stromnetz abgegeben.

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10: Die Rauchgasreinigung

Die Minderung der Schadstoffemissionen beginnt bereits bei der Verbrennung im Kessel. Die gezielte und geregelte Zugabe von Luft sorgt in den verschiedenen Stufen der Verbrennung dafür, dass möglichst wenig Stickoxide und Kohlenmonoxid entstehen. Die weiteren Stufen der Rauchgasreinigung: Zunächst scheiden die Elektrofilter die in den Rauchgasen enthaltene Flugasche ab. In der Rauchgasentschwefelungsanlage wird dann das im Rauchgas enthaltene Schwefeldioxid im nassen Reinigungsverfahren abgeschieden.

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11: Die Aschesilos

Die Flugasche wird in den Aschesilos zwischengelagert und später als Baustoff weiterverwendet.

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12: Das Gipskreislager

Im Absorber bzw. Rauchgaswäscher entsteht durch chemische Reaktionen Gips in einer marktfähigen Qualität. Der Gips wird im Gipskreislager zwischengelagert und später in der Baustoffindustrie eingesetzt.

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13: Die Schornsteine

Am Ende des Reinigungsweges enthält das Rauchgas vor allem Kohlendioxid, Wasserdampf und Sauerstoff sowie geringe Anteile an CO, NOx, SO2 und Staub. Das gereinigte Rauchgas wird über den 130 Meter hohen Schornstein abgeleitet.

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14: Der Hybridkühlturm

Neben der Durchlaufkühlung mit Elbwasser besteht auch die Möglichkeit der Kreislaufkühlung über den Hybridkühlturm. Für dessen Betrieb mit beiden Blöcken ist weniger als ein Kubikmeter Wasser pro Sekunde aus der Elbe erforderlich.

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Technologie nach neuesten Anforderungen

Beim Kraftwerk Moorburg handelt es sich um eine Doppelblockanlage. Sie ist so konzipiert, dass sie im typischen Betriebspunkt eine elektrische Bruttoleistung von 2 x 827 Megawatt und eine Fernwärmeleistung von 2 x 120 Megawatt erzeugen kann.

Im Maximum können brutto jeweils 2 x 840 Megawatt elektrische Leistung erzeugt oder insgesamt bis zu 650 Megawatt Fernwärme abgegeben werden.

Das Kraftwerk soll jährlich 7.500 Stunden in Betrieb sein. Die Kraftwerksblöcke sind für einen Regelbereich von 35 bis 100 Prozent ausgelegt, können nach einer erfolgreichen Flexibilisierung jedoch bereits auf bis zu 26 Prozent abgesenkt werden, wenn kurzfristig starke Einspeisungen von Wind- oder Solarenergie ins Stromnetz erfolgen, das Kraftwerk aber aus Gründen der Netzstabilität in Betrieb bleiben soll. Zur Stabilisierung des Netzes sind kurzzeitig auch bis zu 103 Prozent Last fahrbar.

Kraftwerksdaten

Nennleistung (elektrisch) 1.640 Megawatt
Fernwärmeauskopplung bis 650 Megawatt
Nettowirkungsgrad (ohne Fernwärme) 46,5 Prozent
Brennstoffausnutzung (mit Fernwärme) bis 61 Prozent
Frischdampftemperatur 600 Grad Celsius
Zwischendampftemperatur 610 Grad Celsius
Frischdampfdruck 276 bar

Grenzwerte - Maximale Anstrengungen für minimale Emissionen

Die Verbrennungstechnik und Rauchgasreinigung sind im Kraftwerk Moorburg optimal aufeinander abgestimmt. Dadurch kann das Kraftwerk die strengen Grenzwerte für Schadstoffemissionen jederzeit einhalten und zum Teil deutlich unterschreiten. Die Rauchgasreinigung besteht aus drei Stufen:

• Stufe 1: Stickoxide werden an Katalysatorblechen in Stickstoff und Wasser gespalten, also in normale Bestandteile der Luft.

• Stufe 2: Aschestaubpartikel werden elektrostatisch aufgeladen und aus dem Rauchgas abgeschieden, die Asche anschließend als Rohstoff für die Zementproduktion genutzt.

• Stufe 3: Schwefel wird durch Einsprühen einer Kreidemehlsuspension gebunden, es entsteht Gips.

So bleibt die Anlage bei Kohlenmonoxid und Schwefeldioxid 50 Prozent unter den gesetzlichen Grenzwerten der Bundesemissionsschutzverordnung, bei Stickoxid sogar 65 Prozent unter den Grenzwerten.

Auch der durch das Kraftwerk verursachte Staub führt zu keiner messbaren Erhöhung der Belastung der Hamburger Luft. Dafür sorgen neben der Rauchgasreinigung die geschlossenen Kohlekreislager sowie die abgedeckte Kohleförderanlage. Hier geht’s zu den Emissionsdaten

Aus Schwefeldioxid wird Gips

Das Rauchgas hat bei Eintritt in die Rauchgasentschwefelungsanlage eine Temperatur von 120 bis 140 Grad Celsius. Die Schwefeldioxidkonzentration beträgt bis zu 4.000 Milligramm pro Kubikmeter.

Die Reinigung des Rauchgases erfolgt durch Eindüsen einer Suspension aus Kreidemehl und Wasser. Dabei reagiert das Schwefeldioxid im Rauchgas mit der Kreidesuspension unter Zufuhr von Luft zu Calciumsulfat bzw. Gips.

Das abgekühlte und gereinigte feuchte Rauchgas, das zu 99,93 Prozent aus Wasserdampf besteht, wird über die 130 Meter hohen Kamine in die Atmosphäre abgegeben, wobei die gesetzlich vorgeschriebenen Grenzwerte weit unterschritten werden.

Gips für die Baustoffindustrie

Das Nebenprodukt Gips kommt per Förderband zunächst in ein Gipskreislager. Von hier aus gelangt es per Bandanlage an den Nebenkai und kann per Schiff abtransportiert werden.

Die Abnehmer kommen zum Großteil aus der Baustoffindustrie, wie zum Beispiel Hersteller von Gipskartonplatten.

Das Kühlsystem

Zwei Kühlsysteme stehen für den Betrieb des Kraftwerks zur Verfügung: Neben der Durchlaufkühlung durch Elbwasser besteht auch die Möglichkeit, die Kreislaufkühlung über den Hybridkühlturm zu nutzen.

Aus städtebaulichen Gründen muss der Kühlturm in Hamburg zwei Anforderungen erfüllen: geringe Höhe und so gut wie keine Schwadenbildung. Mit seinen 60,5 Metern ist er deutlich kleiner als bekannte Nasskühltürme anderer Kraftwerke. Wasserdampfschwaden werden weitgehend vermieden.

Das Funktionsprinzip des Hybridkühlturms

Ein Hybridkühlturm ist eine Kombination aus Nasskühlturm und Trockenkühlturm. Im Nasskühlturm wird Wasser verrieselt und hat dabei direkten Kontakt zur Luft.

Der Kühlungseffekt entsteht hauptsächlich durch die Verdunstung einer geringen Menge des Kühlwassers (unter 1,5 Prozent), da für das Verdunsten viel Wärme benötigt und dabei dem Kühlwasser entzogen wird. Im Trockenkühlturm wird Kühlwasser auf viele einzelne Rohre (Wärmetauscher) verteilt, die von Luft umströmt werden.

Der Wärmeübergang erfolgt allein durch Konvektion an den Rohroberflächen. Der Kühleffekt des Trockenteils ist deutlich geringer als beim Nassteil, jedoch mit dem Vorteil, dass hier keine Wasserdampfschwaden entstehen.

Für den Hybridkühlturm werden beide Prinzipien verbunden: Im unteren, nassen Teil erfolgt die effektivere Kühlung. Die Trockenkühlung im oberen Teil wird genutzt, um die aus dem Nassteil aufsteigende feuchte Luft so weit aufzuwärmen, dass die in der Luft enthaltene Feuchtigkeit als unsichtbarer Wasserdampf und nicht in Form eines Schwadens aus feinen Kondensattröpfchen emporsteigt.

Kontakt

Vattenfall Heizkraftwerk Moorburg GmbH
Moorburger Schanze 2
21079 Hamburg

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Rufen Sie uns an unter:
040 570 11 32 00

moorburg@vattenfall.de

Über das Unternehmen

Die Vattenfall Heizkraftwerk Moorburg GmbH betreibt am Standort Hamburg Moorburg eines der effizientesten und umweltfreundlichsten Steinkohlekraftwerke Europas. Seit seiner Inbetriebnahme im Jahr 2015 deckt das Kraftwerk ca. 80 % des Hamburger Strombedarfs und leistet als größtes Kraftwerk Norddeutschlands einen entscheidenden Beitrag zu Stromversorgung und Netzstabilität der gesamten Region.