Die Summe macht's

Nachrüsten von Dampfturbinen im Heizwerk lohnt sich

Die Kombination aus Steuerersparnissen und -erstattungen macht den nachträglichen Einbau von Dampfturbinen in Heizwerken attraktiv, wie das Beispiel Fernwärmeversorgung Plauen zeigt. Dort wird Dampf über ein Tandem-Turbinenaggregat geleitet, um zwischen 50 und 1.300 kW Strom zu erzeugen.

04. Februar 2003

Spitze hat in Plauen Tradition. Unzählige Ladenlokale, die edles Tuch offerieren, sind Zeugen eines Handwerks, das die Stadt bekannt gemacht hat. Doch auch in anderer Hinsicht ist Plauen Spitze. Hier existiert ein weit gespanntes Wärmenetz, das aus zwei Heizzentralen seine Energie bezieht. Mit seinen 90 m Höhenunterschied innerhalb des Heißwassernetzes ist es eine Besonderheit. Und seit einem Jahr gibt es noch ein Merkmal, das es von anderen Anlagen unterscheidet: In Plauen steht eines der wenigen Heizwerke in den neuen Bundesländern, das seine Wirtschaftlichkeit durch eine nachträglich installierte Dampfturbine steigern konnte.

Ursprünglich handelte es sich bei der Anlage, die 1988 errichtet wurde, um ein Kohleheizwerk, das mit heimischer Braunkohle befeuert wurde. Als 1994 die Umrüstung auf den Betrieb mit Erdgas anstand - leichtes Heizöl dient als Reservebrennstoff -, war auch die Installation einer Gasturbine in der Diskussion. Diese stellte sich aber nicht wirtschaftlich dar, es blieb also bei der reinen Wärmeerzeugung. Vier Heizkessel mit jeweils 28 MW Leistung versorgen im Verbund mit dem zweiten Heizwerk rund 16.000 Wohnungen mit Wärme und liefern Dampf für einige Industriebetriebe, ein Krankenhaus und andere Abnehmer.

Trotz der Entscheidung gegen die Gasturbine ließ der Gedanke an die Stromerzeugung die Werksleitung nicht los. Verführerisch schien die Idee, den Eigenbedarf an elektrischer Energie an Stelle des Strombezuges durch den Einbau einer Turbine decken zu können. „Mit weiteren Vergünstigungen, die Mineralölsteuer- und KWK-Modernisierungsgesetz mit sich bringen, stellte sich unser Vorhaben wirtschaftlich dar“, erinnert sich Ulrich Schröter, Geschäftsführer der WVP - Wärmeversorgung Plauen GmbH.

Eine Dampfturbine, die das Temperatur- und Druckgefälle zwischen Frischdampf und Netzeinspeisung nutzen kann, wurde gesucht. Also holten die Kraftwerksbetreiber im Jahr 2000 Angebote ein. Drei Offerten lagen schließlich auf dem Tisch. Bei deren Vergleich kamen neben technischen Kriterien auch der Preis und die Referenzen der Lieferanten zur Sprache. Schröter zur Entscheidung: „Die Wahl fiel nicht zuletzt wegen des ausgewogenen Preis-Leistungs-Verhältnisses auf Kühnle, Kopp & Kausch. Das Unternehmen verfügt außerdem über umfangreiche Erfahrungen im Turbinenbau.“

Die Aktiengesellschaft Kühnle, Kopp & Kausch aus Frankenthal schlug ein Tandem-Aggregat vor, auf dessen Welle ein Generator und zwei Dampfturbinen angeordnet sind. Der Vorzug dieser Bauart: Die gegenläufigen Turbinen lassen sich getrennt betreiben, so dass nicht immer die Maximalmenge von 60 t/h Frischdampf durchströmen muss. Wird infolge eines niedrigeren Wärmebedarfs im Fernheiznetz nur eine geringere Menge Dampf über die Turbine geführt, kann der nicht benötigte Turbinenteil ausgekuppelt werden. Etwa 6 t/h Dampf reichen schon aus, um eine der beiden Turbinen zu betreiben und 50 kW Strom oder mehr zu erzeugen. Bei voller Dampfmenge arbeiten die beiden Turbinen im Verbund und der Generator liefert bis zu 1.300 kW.

Die Wärmeerzeugung steht im Vordergrund beim Heizkraftwerk Plauen, die Höhe der Stromerzeugung wird dadurch direkt beeinflusst. „Die Tandem-Variante zeichnet sich durch ihren großen nutzbaren Leistungsbereich im Gegendruckbetrieb aus“, lobt Schröter die Konstruktion. „So können wir den stark mit der Außentemperatur schwankenden Wärmebedarf bei gleichzeitiger Stromerzeugung gut decken.“ Mit 12,7 bar und 250 °C kommt der Dampf an der Turbine an und wird auf 6,7 bar entspannt. Diesen Druck benötigt das Dampfnetz zur Versorgung der angeschlossenen Abnahmestellen. Eine solche Turbinenanlage könnte auch für andere städtische oder Industrieheizwerke interessant sein, ist der Kraftwerkschef überzeugt. Gerade in den neuen Bundesländern gibt es etliche Heizwerke, bei denen ein ähnliches Wärmegefälle zwischen Dampferzeugung und Nutzenergie existiert.

Für das Heizkraftwerk Plauen stellt die nachträglich installierte Turbine jedenfalls ein gutes Geschäft dar, auch wenn das Unternehmen zunächst rund 1 Mio. € für Gebäude, Umbauten und das Turbinenaggregat investieren musste. In allerspätestens zehn Jahren wird sich die Investition amortisiert haben, so Schröters Rechnung.

Erschienen in Ausgabe: 09/2002