Fernheizkraftwerk Mellach

Das VERBUND-Fernheizkraftwerk Mellach ist in der Gemeinde Mellach in der Steiermark gelegen. Es wurde von 1983 bis 1986 durch die Steirische Wasserkraft- und Elektrizitäts-AG erbaut.

Information nach Umweltinformationsgesetz (UIG):

Auf einen Blick:

Eigentümer: VERBUND Thermal Power GmbH & Co KG in Liqu.
Betreiber: VERBUND Thermal Power GmbH & Co KG in Liqu.
Inbetriebnahme: 1986
Typ:  Wärmekraft
Region: Österreich, Steiermark
Leistung: 246 MW

Weitere Informationen

Ausschlaggebend für die Planung des Fernheizkraftwerks Mellach war der Ausstieg aus der Kernenergie nach der Volksabstimmung zum Kraftwerk Zwentendorf im November 1978. Ein neues Fernheizwärmekraftwerk sollte den Bedarf an elektrischer Energie in den Wintermonaten sicherstellen und zusätzlich Fernwärme für Heizung produzieren.
 
Projektierung
 Die Planungen der Steirischen Wasserkraft- und Elektrizitäts-AG (STEWEAG) begannen im Frühjahr 1979. Für den Standort im Süden von Graz sprachen mehrere Punkte. Die Nähe der Mur erlaubte eine Frischwasser-Durchlaufkühlung, das nahe gelegene Fernheizkraftwerk Graz konnte als Verteilpunkt für die Fernwärme genutzt werden, Straßen- und Bahnanschlüsse konnten hergestellt und die elektrische Energie günstig abgeleitet werden.
 
Nachdem ein Standort in Kalsdorf an einer Beschränkung für die Höhe des Kamins und ein Standort in Werndorf an Naturschutzbelangen gescheitert war, entschloss man sich zur Errichtung des Kraftwerks in Mellach. Die Trassenlänge der Fernwärmeleitung bis Graz betrug für diesen Standort zwar bereits 17 km, allerdings konnten durch die Nachbarschaft zum Wärmeraftwerk Neudorf-Werndorf und zum geplanten Mur-Kraftwerk Mellach infrastrukturelle Vorteile erzielt werden.
 
Bewilligungsverfahren
 Nach der Auswertung eines interdisziplinären Gutachtens fasste man im November 1980 den Baubeschluss, im Frühjahr 1981 folgten die Eingaben an die Behörden. Im April und Mai 1982 erging der Bescheid gemäß Dampfkesselemissionsgesetz (DKEG) und die Widmungsbewilligung, im Mai 1983 folgte die Baubewilligung. Da gegen die positiven Bescheide zahlreiche Einsprüche erhoben wurden, ging das Genehmigungsverfahren in die zweite Instanz. Diese entschied in Bescheiden vom Jänner, April und Juni 1983 nach Erteilung umfangreicher Auflagen, die vor allem die Rauchgasentschwefelung betrafen, ebenfalls positiv.
 
Es wurde jedoch neuerlich gegen den Bescheid nach dem Dampfkesselemissionsgesetz Beschwerde eingelegt und in der Folge der Bescheid der zweiten Instanz vom Verwaltungsgerichtshof aufgehoben. Die Berufungsverhandlung vom Juli 1984 bestimmte nunmehr die Einhaltung wesentlich strengerer Grenzwerte, die auch die Rauchgasentstickung betrafen, und so musste nachträglich eine Entstickungs-Anlage eingeplant werden. Im Sommer 1986 hob das Höchstgericht den vorliegenden Bescheid nach dem Dampfkesselemissionsgesetz mit der Begründung auf, dass die Steirische Wasserkraft- und Elektrizitäts-AG (STEWEAG) für das Kraftwerk keine gewerberechtliche Genehmigung eingeholt hatte. Die Bescheidauflagen der nachzuholenden Genehmigung orientierten sich nunmehr am Entwurf der dritten Durchführungsverordnung des Dampfkesselemissionsgesetzes.
 
Ausführung
 Gleichzeitig zu den Genehmigungsverfahren führte die Steirische Wasserkraft- und Elektrizitäts-AG (STEWEAG) die Planungsarbeiten für das Kraftwerk so weit als möglich weiter. Nach Durchführung eines Wettbewerbes wurde Architekt Walther Kordon mit der architektonischen Gestaltung des Kraftwerks beauftragt und im Juli 1983 fand der offizielle Spatenstich statt. Ausführende Firma war die Allgemeine Österreichische Baugesellschaft - A. Porr AG. Im Rahmen des Kraftwerkbaus errichtete man eine Brücke über die Mur, auf der ein Teil des Baustellenverkehrs abgewickelt wurde und über die außerdem die Gleise für die Schleppbahn der Kohletransporte führen.
 
Der starke Eintritt von Grundwasser in die Baugrube machte aufwändige Dichtungsarbeiten erforderlich. Nach dem Unterbau des Maschinenhauses wurde die Errichtung des Stiegenhausturmes - auch "Verkehrsturm" genannt - neben dem Kesselhaus in Angriff genommen. Anfang April 1984 begann die Montage der Stahlfachwerk-Konstruktion des Kesselhauses. Der Kamin wurde 1984 von der Firma Mayreder hergestellt, wobei im Schnitt 4,88 m Kaminwand pro Tag hergestellt werden konnten. In 35 Tagen wurde eine Höhe von 172 m erreicht.
 
Ab August 1984 wurde der erste Abschnitt der Fernwärmeleitung nach Graz hergestellt. Nach Errichtung der Tiefbunkeranlagen und der Portalbühne für den Kohleabsetzer traf am 10. Juni 1985 der erste Zug mit polnischer Steinkohle im Kraftwerk ein. Ende Juli 1985 wurde die Kondensationsturbine aus der Schweiz angeliefert. Im Herbst desselben Jahres konnte mit der Montage der Umweltschutz-Anlagen begonnen werden. Im Dezember 1986 startete schließlich der Probebetrieb des Kraftwerks.
 
1986 erhielt die Porzellanfabrik Frauenthal in der Weststeiermark den Umwelt-Oscar für die im Kraftwerk Mellach eingesetzten Katalysatoren. Im Frühjahr 1992 kam es zu einem Bruch des Turbinengehäuses. Anlässlich der während des Sommers vorgenommenen Reparaturarbeiten, bei denen die aufgetretenen Risse verklammert wurden, versah man die Maschine mit Messeinrichtungen. 1993 wurde ein neues Turbinengehäuse eingebaut und gleichzeitig konstruktive Verbesserungsmaßnahmen vorgenommen. Im März 1995 erfolgte eine erste Öko-Auditierung im Rahmen der Europäischen Union nach der Norm EMAS-V. 1996 wurde das Fernheizkraftwerk Mellach als sauberste Anlage Europas mit dem Öko-Audit zertifiziert:
 
Im März 2003 begann man mit der Errichtung einer Klärschlamm-Verbrennungsanlage im Fernheizkraftwerk Mellach statt, und im November desselben Jahres konnte der Versuchsbetrieb starten. Nach der Behördenverhandlung im November 2004 und Erteilung eines positiven Bescheides im Jänner 2005 wurde nach etwa sechsmonatiger Bauzeit die Anlage im Oktober 2005 in Betrieb genommen. Im Rahmen des "Fast Forward Awards" erhielt die VERBUND-Austrian Thermal Power GmbH & Co KG (ATP) zusammen mit der Firma Saubermacher Dienstleistungs AG im Juni 2005 den Sonderpreis "Ökotechnik".
 
Auf dem Gelände der östlichen Kohlelagerhalde plant die VERBUND-Austrian Thermal Power GmbH & Co KG (ATP) die Errichtung eines Gas- und Dampfturbinen-Kombinationskraftwerks (GDK). Zu diesem Projekt wurde 2003 die Umweltverträglichkeitserklärung (UVE) erstellt, 2005 fand die Behördenverhandlung nach dem Umweltverträglichkeitsprüfungsgesetz (UVP-G) statt.

 

Architektur: Walther Kordon; Kühlwasser-Pumpenhaus: Architekturbüro Haidvogel-Oratsch-Andree

Planung: Steirische Wasserkraft- und Elektrizitäts-AG (STEWEAG), Planung der Klärschlamm-Verbrennungsanlage: Egon Berl (VERBUND Thermal Power)

Ausführung: Allgemeine Österreichische Baugesellschaft - A. Porr AG, Kamin: Mayreder

Das Fernheizkraftwerk Mellach liegt 20 km südlich von Graz am linken Murufer, östlich schließen das Fernheizkraftwerk Neudorf-Werndorf und das Wasserkraftwerks Mellach an. Die Zufahrt erfolgt von Süden entweder über die Bundesstraße von Neudorf oder über eine Stichstraße der Verbindung Mellach-Wildon. Eine werksinterne Verbindungsstraße führt entlang des Wasserkraftwerk Mellach über die Mur. Im Osten wird die Anlage vom Weißenegger Mühlkanal begrenzt.

Hauptbestandteile des Kraftwerks sind das Maschinenhaus, das Kesselhaus, der Kamin und die Gebäude für die Rauchgasreinigungsanlagen, die in einer annähernd von Norden nach Süden verlaufenden Achse angeordnet sind. An die Gebäudegruppe schließen südlich zwei Kohlelagerplätze mit Kohleverlade-Stationen und Tiefbunker an. Westlich des Maschinenhauses befindet sich die Werkszufahrt mit Portierhaus und Betriebsgebäude sowie ein Werkstätten- und Lagertrakt. Die Silhouette der auf engem Raum konzentrierten Anlage wird vom frei stehenden Kamin und vom Kesselhaus geprägt.

Die Außenflächen sind durch die unterschiedlichen Fensteröffnungen und durch den Einsatz von Trapezblech-Verkleidungen gegliedert. Fugen in den Beton- und Metallflächen strukturieren die Flächen zusätzlich. Die Fensterbänder wurden tief in die Laibungen versetzt, um auch in der Fernwirkung eine ausreichende Strukturierung der Baukörper zu erzeugen. Durch die Beschichtung der großen Flächen der Trapezblech-Verkleidungen mit dunkelbrauner Farbe und der Förderbänder, Rauchgasleitungen, Fenster- und Türrahmen mit roter Farbe erzielte man eine Differenzierung der Baumassen. Bestimmte gestalterische Details ziehen sich durch die gesamte Anlage: So finden sich die gerundeten Ecken bei Fenster- und Türrahmen, bei Gebäudekanten und bei den Einfassungen von Grünflächen vor. Ein weiteres Charakteristikum sind die raumhohen Zargen der Innentüren.

Maschinenhaus
Das Maschinenhaus ist auf einem Grundriss von etwa 67,5/32,5 m errichtet und insgesamt 29,2 m hoch. Sein Flachdach ist mit Shed-Belichtungselementen ausgestattet. An den Stirnseiten der Maschinenhalle befindet sich je ein Rundbogenfenster, das mehr als ein Drittel der Gebäudebreite einnimmt und unmittelbar auf einem querrechteckigen Fensterfeld des Unterbaus aufsitzt. Ein senkrechter Fensterschlitz verläuft in der Mitte der Stirnseiten von der oberen Kante bis zum unteren Ende des Fensterfeldes. An der nördlichen Längsseite der Maschinenhalle sind schmale Rundbogenfenster angeordnet. Die Erschließung erfolgt über Tore im Gebäudesockel und über das Zwischengebäude. Der Raum der Maschinenhalle wird von der offenen Stahlkonstruktion mit Stahlfachwerk-Deckenbindern geprägt. Auf dem Turbinengehäuse wurde in Paintbrush-Technik die im Inneren befindliche Turbine abgebildet. Der Unterbau enthält in zwei Untergeschoßen unter anderem den Turbinentisch und den Kondensator.

Kesselhaus
Das auf einer Grundfläche von 36/52 m errichtete Kesselhaus ist insgesamt 98 m hoch und beherbergt einen 10/10/82 m großen Kessel. Die Kompartimente des Kesselhauses, die den Kessel und die Zu- und Ableitungen von Luft und Rauchgas aufnehmen, sind in der Höhe gestaffelt, ihre oberen Abschlüsse sind in der Form von Viertelzylindern gekrümmt. Die Erschließung des Kesselhauses erfolgt durch einen Stiegenhausturm, der als gesonderter Bau vor der westlichen Außenwand errichtet wurde. Kreisförmige Öffnungen durchbrechen die Sichtbetonhülle des Stiegenhausturmes in jedem Geschoß, die Verbindung zum Kesselhaus wird durch Brücken hergestellt. Ein viergeschoßiges Zwischengebäude verbindet das Kesselhaus mit dem Maschinenhaus und beherbergt die Warte.

Kamin
Der frei stehende Kamin ist insgesamt 175 m hoch, sein Fußdurchmesser beträgt 27 m, sein Mündungsdurchmesser 10 m. Im kegelstumpfförmigen Fuß des Kamins befindet sich die Entschwefelungsanlage, die aus einem etwa 30 m hohen, zylinderförmigen Waschturm mit einem Außendurchmesser von etwa 10 m besteht. Das Rauchrohr beginnt in 57 m Höhe. Die Regelwandstärken des Kamins betragen 20 bis 30 cm.

Bürogebäude
Das viergeschoßige, quaderförmige Bürogebäude ist durch eine geschlossene Verbindungsbrücke mit dem Kesselhaus verbunden. Die Gestaltung der blechverkleideten Außenflächen mit Rundbogenformen und vertikalen Fugen greift die Fensterformen des Maschinenhauses auf.

Kühlwasser-Bauwerke
Am Mur-Ufer ist das Gebäude für die Kühlwasser-Pumpen situiert, das vom Architekturbüro Haidvogel-Oratsch-Andree, den Planern des Mur-Kraftwerks Mellach, konzipiert wurde.

Für die Anlieferung der Steinkohle besteht ein eigener Bahnanschluss. Die im Fernheizkraftwerk Mellach anfallende Asche wird in einem geschlossenen Rohr mittels einer Brücke über die Mur in ein Aschesilo des Fernheizkraftwerks Neudorf-Werndorf  geleitet. Die 18 km lange Fernwärmeleitung zum Fernheizkraftwerk Graz verläuft teils an der Südbahntrasse und teils entlang der Mur.

Baumaterialien und Konstruktionstechniken
Die Unterkonstruktionen der Gebäude sind aus Stahlbeton ausgeführt. Die Außenverkleidungen bestehen überwiegend aus zweischaligen Trapezblechkonstruktionen mit einer tragenden Innenschale, die eine Profiltiefe von 10 cm und einer Außenschale, die eine Profiltiefe von 4,6 cm aufweist. Die Trapezbleche wurden eigens mit größeren Profilen für das Kraftwerk Mellach angefertigt. Zwischen den beiden Schalen sorgt eine 10 cm dicke Steinwollisolierung für Schalldämmung. Die Flachdächer sind mit einer PVC-Folie und Kies-Beschüttung versehen.

Maschinenhaus
Der Unterbau des Maschinenhauses besteht aus Stahlbeton, der Oberbau ist als Stahlkonstruktion mit Stahlfachwerk-Deckenbindern ausgeführt. Der Boden ist mit einem Belag aus Klinkern versehen.

Kesselhaus
Das Kesselhaus besteht aus einer Stahlfachwerk-Konstruktion. Das Traggerüst für den Kessel wird aus vier Doppel-T-Stützen mit Achsabständen von 18 und 24 m gebildet, die durch Vertikalverbände und Rahmen stabilisiert werden. Die Kessellasten werden über die Kesseldecke in die Hauptstützen übertragen, wobei die Betondecken auf Stahlunterzügen gelagert sind. Der Stiegenhausturm aus Stahlbeton wurde auf Grund des Brandschutzes vom Kesselhaus getrennt ausgeführt. Der Aufzugsturm besteht aus einer offenen Stahlrahmen-Konstruktion. Die Wege und Zwischendecken im Inneren des Kesselhauses sind als Lichtgitterbühnen ausgebildet.

Kamin
Der aus Stahlbeton hergestellte Kamin wurde auf einem Ringfundament über einer verdichteten Kiesschicht von etwa 6 m Stärke gegründet. Er beherbergt in seinem Sockel den Waschturm der Entschwefelungsanlage, dessen Innenflächen mit säurefestem Gummi ausgekleidet sind. Der Kaminschaft wurde in Gleitbauweise ausgeführt. Das Rauchgasrohr des Kamins besteht aus säurefesten, keramischen Steinen mit außenliegender Foamglasisolierung. Die 24 m langen Schüsse werden von fünf Stahlbetonbühnen getragen, die auf Konsolen des Kaminschaftes ruhen.

Bürogebäude
Das Bürogebäude besitzt eine Verkleidung aus pulverbeschichteten, 3 mm starken Aluminiumblechen, die Fensterbänder sind als Isolierglasfenster in Aluminiumrahmen ausgeführt.

Maschinenhaus
Die dreigehäusige Entnahme-Kondensations-Turbine ist mit einem Hochdruck-, einem Mitteldruck- und einem zweiflutigen Niederdruckteil ausgestattet und wurde von der Firma Brown-Boveri & Cie. (BBC) erzeugt. Ihre Leistung beträgt 246.000 kW brutto und 175.000 kW netto, die Fernwärme-Leistung liegt bei 200.000 kW. Der Generator der Firma Elin besitzt eine Nennleistung von 275 MVA, der Blocktransformator der Firma Elin eine Nennleistung von 275 MVA. Der Kran der Maschinenhalle wurde von der Firma Künz für eine Traglast von 70 t / 15 t hergestellt.

Kesselhaus
Das Kraftwerk besitzt einen von Waagner-Biró erzeugten Einzug-Zwangsdurchlaufkessel, der nach dem System Benson, mit einfacher Zwischenüberhitzung und Kohlestaubfeuerung hergestellt wurde. Die Brennkammer- und Schachtwände wurden in Rohr-Steg-Rohr-Schweißung als so genannte "Flossenwände" hergestellt. Der Kessel ist mit vier Schüsselmühlen mit je 21 t/h Mahlleistung und je sechzehn Brennern für Kohlenstaub und Gas ausgestattet, die Befeuerung erfolgt hauptsächlich mit polnischer Steinkohle, für Zünd- und Zusatzfeuerung wird Erdgas eingesetzt. Der Brennstoffbedarf beträgt etwa 400.000 t Steinkohle pro Jahr, die Kohlelagerkapazität liegt bei 700.000 t.

Rauchgas-Reinigungsanlagen

Rauchgas-Entstickungsanlage (DeNOx-Anlage)
Der Entstickungsgrad durch Primär- und Sekundärmaßnahmen liegt bei 80 %. In Mellach wird das Verfahren der selektiven katalytischen Reduktion (SCR-Verfahren) eingesetzt. Die Katalysatoren der Entstickungsanlage wurden von der Porzellanfabrik Frauenthal in der Weststeiermark hergestellt.

Rauchgasentschwefelungsanlage (REA)
Die REA wendet ein Nassentschwefelungsverfahren mit 90 % Schwefeldioxid-Abscheidegrad an, welches das Schwefeldioxid durch chemische Reaktion mit Kalk in Gips verwandelt. Für die Wiederaufheizung des Rauchgases nach der Entschwefelung entwickelte die STEWEAG gemeinsam mit Waagner-Biró für das Kraftwerk Mellach ein patentiertes Verfahren mit Zufuhr heißer Frischluft.

Entstaubung
Die Entstaubung des Rauchgases erfolgt zu 99,6 % und wird mit Schlauchfiltern durchgeführt.

Die Kühlung erfolgt durch das Flusswasser der Mur.

Das Fernheizkraftwerk Mellach ist mit einer Kraft-Wärme-Koppelung ausgestattet: Ein Teil des Dampfstromes wird aus der Turbine entnommen und in einen Wärmetauscher geleitet, wo der Dampf kondensiert und dabei seine Energie abgibt. Die Gesamt-Energiegewinnung steigt damit von etwa 40 % auf bis zu 68 %. Das Kraftwerk wird jeweils von September bis Mai in Betrieb genommen und liefert bis zu 225 MW Strom und 230 MW Fernwärme.