Druckaufgeladene Wirbelschicht

Die derzeitige Anlage arbeitet seit beinah 20 Jahren. Zur Sicherung der städtischen Wärme- und Stromversorgung hatten die Stadtverordneten der Stadt Cottbus im November 1994 beschlossen, ein braunkohlebetriebenes Heizkraftwerk auf Basis einer innovativen Technologie zu errichten. Das Heizkraftwerk erzeugt am Standort seit Dezember 1999 mit einem druckaufgeladenen Wirbelschichtkessel Wärme und mit angeschlossenen Rauchgas- und Dampfturbinen Strom. Brennstoff der Anlage ist veredelte Braunkohle des Lausitzer Reviers.

Mit Fernwärme zur Raumheizung und Warmwasserbereitung wird nicht nur eine Vielzahl von Wohn- und Bürogebäuden der Stadt, sondern zum Beispiel auch das Carl-Thiem-Klinikum, die Rasenheizung des FC Energie Cottbus, das Staatstheater sowie die Universität, Hotels und das Cottbuser Rathaus versorgt. So wird mit der umweltschonenden Kraft-Wärme-Kopplung im Heizkraftwerk Cottbus neben der Stromproduktion auch die Fernwärme für die Stadt Cottbus erzeugt. Dies ist höchst effizient, da die im Brennstoff gespeicherte Energie optimal genutzt wird: Liegt der Wirkungsgrad konventioneller Kraftwerke bei rund 40 Prozent, erreicht unsere Kraft-Wärme-Kopplungsanlage einen Wirkungsgrad von bis zu 70 Prozent. Ein Gewinn für die Umwelt und die Lebensqualität in unserer Region.

Die Technologie

Der Druckwirbelschichtkessel erzeugt Dampf. Der Dampf wird durch eine Hochdruck- und eine Mittel-/Niederdruckdampfturbine geleitet und erzeugt hier Strom. Aus der Mittel-/Niederdruckdampfturbine wird darüber hinaus Dampf zur Fernwärmeversorgung entnommen. Dieser Dampf speist über Umformerstationen das Heißwassernetz der Stadt Cottbus. Der Druckwirbelschichtkessel dient dabei zugleich als eine Art externe Brennkammer einer Gasturbine. Die in der Feuerung entstehenden Rauchgase treiben, ähnlich wie gezündete Gas/Luft-Gemische, die Rauchgasturbine an, die Strom erzeugt. Auf diese Weise werden auch die Abgase des Kessels auf hochwirksame Weise energetisch genutzt.

Vorteile der PFBC-Technologie im Vergleich zu konventionellen Kraftwerken

Durch die Zusammenschaltung von Rauchgas- und Dampfturbinen wird der thermische Wirkungsgrad um mehr als 5 Prozent erhöht, was einer Brennstoffersparnis von ca 10 Prozent entspricht. Durch die In-situ Entschwefelung mit Kalkstein, können die Schwefelemissionen schon während der Verbrennung um bis zu 98 Prozent gesenkt werden.

Niedrige Verbrennungstemperatur von 850 °C (gegenüber >1000 °C bei konventionellen Kraftwerken) und optimale Brennstoffdurchmischung im Wirbelbett bewirken:

Verringerung von thermisch gebildetem NOx
Hohe Wärmeübertragung auf kleiner Fläche
Niedrige spezifische Investitionskosten
Flexibler Brennstoffeinsatz
Niedriger Gehalt an unverbrannter Kohle im Prozess

Das Kraftwerk heute in Zahlen

Hauptanlagen:

Rauchgasturbine (Typ GT35P) gekoppelt mit einem druckaufgeladenen Wirbelschichtkessel (P200-Modul der ABB Kraftwerke AG ) zur Dampferzeugung
1 Hochdruck-Dampfturbine (Typ G32) und 1 Mittel/Niederdruck-Dampfturbine (Typ VEE63) zur Stromerzeugung und anschließender Wärmeentnahme für das städtische Heißwassernetz
2 gas-/ölbefeuerte Dampfkessel (Eckrohrkessel) für die Spitzenlastzeiten

Leistung Maximal:

74 MWel / 120 MWth (Volllastbetrieb mit Spitzenlastkesseln)
71 MWel / 40 MWth (in Zeiten niedriger Wärmeabgabe)
62 MWel / 90 MWth (in Zeiten hoher Wärmeabgabe)

Betriebsbedingungen (Volllastbetrieb):

Verbrennungstemperatur: 800 °C bis 850 °C
Druck: 12 bar
Frischdampftemperatur: 537 °C
Frischdampfdruck: 144 bar
Wirbelschichtbraunkohlebedarf: 39 t/h
Kalkstein (zur Rauchgasentschwefelung während des Verbrennungsprozesses): 0,6 t/h
Quarzsand (zur Sicherung des Wirbelbetts): 0,4 t/h
in Summe ca. 1,0 t/h Sorbent (Gemisch aus Kalkstein und Quarzsand)
Aschemenge: ca. 3 t/h