Das Wärmekraftwerk - die ideale Symbiose

Durch das Verbrennen des eingesetzten Brennstoffes wird im Dampferzeuger (Kessel) Wasserdampf erzeugt. Der Dampf verlässt den Dampferzeuger und durchströmt die Leit- und Laufschaufeln der Turbine, die über eine Welle den Generator antreibt.

Der Generator wandelt die Bewegungsenergie in elektrische Energie um und der erzeugte Strom wird ins Netz eingespeist. Im Kondensator wird der Dampf, der die Turbine verlässt, wieder zu Wasser verflüssigt. Dieses Wasser wird anschließend in den Dampferzeuger zurückgeleitet und der Wasser-Dampf-Kreislauf beginnt erneut. 

Bei Anlagen mit Kraft-Wärme-Kopplung, wie dies beim FHKW Mellach der Fall ist, wird ein Teil des Dampfstromes aus der Turbine ausgekoppelt und Wärmetauschern (Heizer) zugeführt, welche die Dampfwärme auf das Heiznetzwasser übertragen.

Bei dieser Wärmeübertragung kondensiert der Entnahmedampf und wird in weiterer Folge wieder dem Wasser-Dampf-Kreislauf zugeführt. Durch die Auskoppelung von Fernwärme muss im Kondensator um die Entnahmedampfmenge weniger Abdampf kondensiert d.h. weniger Abwärme über das Kühlwasser ungenutzt an die Umgebung abgegeben werden. 

Das Produkt aus der Rauchgasentschwefelungsanlage (REA-Produkt) kann vor allem in der Bauindustrie beim Errichten von Schmalwänden oder als mineralische Dichtmasse eingesetzt werden. Die ausgefilterte Flugasche findet Verwendung in der Zementproduktion. 

Im Katalysator werden die Stickstoffoxide in unschädlichen Stickstoff und Wasserdampf aufgespalten und an die Luft abgegeben. In automatischen Immissionsmessstellen wird rund um die Uhr der Gehalt an Schwefeldioxid, Stickstoffdioxid und Staub in der Luft gemessen. Außerdem werden alle für das Wetter wesentlichen Komponenten (Windrichtung, Windstärke, Niederschlag, Temperatur) gemessen.

Die wichtigste Eigenschaft von Gas-Dampf-Kraftwerken ist der höhere Wirkungsgrad gegenüber herkömmlichen Wärmekraftwerken. Dieser Vorteil ergibt sich aus der intelligenten Nutzung vorhandener Energie.

Stromerzeugung die Erste
Der Prozess beginnt mit dem Ansaugen von Verbrennungsluft (1). Diese wird im Gasturbinenverdichter (2) komprimiert und dem Brennraum der Gasturbine zugeführt. Der verdichteten Luft wird in der Brennkammer der Brennstoff Erdgas zugemischt und dieses Brennstoff-Luft-Gemisch gezündet. Das bei der Verbrennung entstehende, ca. 1.400 °C heiße Verbrennungsgas strömt in der Folge durch die Arbeitsturbine der Gasturbine (3). Die Turbine ist über eine Welle mit dem Verdichter und dem Generator verbunden und erzeugt somit Strom.

Stromerzeugung die Zweite
Nach der Arbeitsturbine ist das Verbrennungsgas noch immer rund 600 °C heiß. Es wird daher dem so genannten Abhitzekessel (5) zugeführt, wo es flüssiges Wasser in Dampf verwandelt - mit einer Temperatur von ca. 560 °C und einem Druck von ca. 125 bar. Der Wasserdampf wird nun in eine Dampfturbine (6) geleitet, die wiederum den Generator (4) antreibt und wieder Strom erzeugt.

"Entsorgung" von Wasserdampf
Beim GDK-Mellach treiben Gas- und Dampfturbine denselben Generator an, man spricht von einer Einwellenanlage. Mit Hilfe des Blocktransformators (7) wird der vom Generator erzeugte Strom auf die benötigte Netzspannung gebracht.

Der in der Dampfturbine entspannte Wasserdampf wird einem Kondensator (8) zugeführt, wo er kondensiert und der nicht in der Dampfturbine nutzbare Energieanteil mit Hilfe von Kühlwasser abgeführt wird. Das Kühlwasser (9) selbst kann direkt aus einem naheliegenden Fluss entnommen werden.

Das im Kondensator verflüssigte Wasser wird anschließend wieder dem Abhitzekessel zugeführt, womit der Wasser-Dampf-Kreislauf geschlossen ist.

Saubere Nutzung von Dampf
Zur Erzeugung von Fernwärme kann aus der Dampfturbine Dampf entnommen werden (10). Dieser Dampf wird in einen Wärmetauscher geleitet und so das Fernwärmeheizwasser aufgeheizt, welches die Fernwärme zum Endverbraucher transportiert.