ASUE- Fachtagung Hocheffiziente Kraft-Wärme-Kopplung mit ... · Gasturbinen in unterschiedlichen...

Gasturbinen in unterschiedlichen Einsatzgebieten

-ASUE- Fachtagung

-Hocheffiziente Kraft-Wärme-Kopplung mit Gasturbinen

-29. – 30. September 2009

Dipl. Ing. Alfons Jäschke

Hitachi Power Europe GmbH

Tel: 0049.203.8038-1831

E-mail: [email protected]

Hitachi Power Europe GmbH 2

Inhaltsverzeichnis

Information Hitachi Gruppe – Hitachi Power Europe GmbH

KWK Anlagen mit Gasturbinen

Hitachi Heavy Duty Gasturbine H-25

- Geschichte

- Technische Informationen

- Emissionen

- Service Intervalle / Service Stationen

Fragen und Antworten


Kennzahlen des Hitachi-Konzerns zum 31. März 2009

Beschäftigte: 389.752

*Betriebsergebnis, Eliminierung Innenumsätze: (577)**, (14.042) ***

UmsatzGewinn*Netto-Gesamtumsatz 102.045 [ Mio. US $ ]

Finanzdienstleistungen

Digitale Medien und Konsumgüter

Hochfunktions-Materialien und Komponenten

Logistik, Dienstleistungen und andere

Elektronische Bauteile

Informations- und Telekommunikationssystem

Energie- und Industrieanlagen

102.045***1.297**

4.204

12.872

15.887

11.122

11.746

26.474

33.781

104

(1.077)

283

235

279

1.802

247


Gesellschafterkreis HPE

Verantwortlich für EMEA Region als Teil einer weltweiten Strategie für Energieerzeugung

Stammkapital 182 Mio Euro

Hitachi Power Europe GmbH

14 %

26 %

60 %

Anteilseigner

Hitachi Ltd.

Babcock-Hitachi K.K.

Hitachi Europe Ltd.


AsienAmerika

HPSHPSA

Europa Middle East

Afrika (EMEA)

Hitachi

HPE


Konventionelle Kraftwerke GroßdampferzeugerFeuerungssystemeAschebehandlungssystemeRehabilitationenMühlenGuD - KraftwerkeRauchgasreinigungDampf- und GasturbinenKohlegefeuerte Gesamt-Kraftwerke

HPE Kerngeschäftsfelder


Anwendungsmöglichkeiten für Einwellen-Gasturbinen

Anwendungsfälle Gasturbine H-25

Kraft Wärme Kopplung

GuD Anlagen

Multi Energie Systeme

Austauch alter Installationen

Kompressor Antrieb


KWK Anlage mit Gasturbine ohne Zusatzfeuerung

SystemAusführung

Leistungsdaten

(typisch)

Elektrische Leistung 29.910 kW

Wärmeleistung (6 MPa/ 146 c) 60 Ton/Hr

Wirkungsgrad el ca. 33%

Nutzungsgrad=>80 %

Dampf

Generator H-25 GasturbineDampferzeuger

Luft

Brennstoff

Speise-wasser

Typisches KWK System (1xH-25 + 1xDampferzeuger)


GuD Anlage ohne Zusatzfeuerung

Typische Leistungsdaten (1xH-25 + 1xDampferzeuger + 1 Dampfturbine)

SystemAusführung

Leistungsdaten

(typisch)

Dampf

Generator H-25 Gasturbine

HRSG

Luft

Brennstoff

Wasser

Leistung der GuD Anlage 43,940 kW

Leistung der Gasturbine 29,910 kW

Leistung der Dampfturbine 14,030 kW

El Wirkungsgrad 50.1 %

Generator

Kondensator


GuD Anlage ohne Nachfeuerung

Typische Leistungsdaten (2xH-25 + 2xDampferzeuger + 1 Dampfturbine)

SystemAusführung

Leistungsdaten

(typisch)

Leistung der GuD Anlage 87, 800 kW

Leistung der Gasturbine 29,730 kW x 2

Leistung der Dampfturbine 28,340 kW

Wirkungsgrad el 50.3 %

Generator

Dampfer- zeuger

H-25 Gasturbine& Generator

Kondensator

Dampfturbine

Luft

Brennstoffl

l


Multi Energie Anlage mit Gasturbine H-15

Luft

Brennstoff

Zuluft Kühlsystem

Generator

HD Dampf

Abgas

Dampfturb.(4.7MW)

Kompressor Luft

ND Dampf

Gasturbine(15.7MW)

Dampf-turbine

Generator

H-15Gasturbine

Dampf-eindüsung

Dampfer-zeuger

Multi Energie Anlage

Energie fürdie Fabrik

Installiert in Japan 1998


Elektrischer Antrieb von Gaskompressoren durch eine Gasturbine H-25

Schnelle Lastanpassung, einfache Regelung von 50-105%Flexible Auswahl der Kompressor GrößeGeringe Wartungskosten

Luft

Brennstoff

InverterTr.C.B.

Tr.C.B. C.B.

Kompressor

Motor

InverterTr.C.B.

InverterTr.C.B.

H-25 Gasturbine

C.B.

Leistungsschalter

Trafo

Indonesien


Referenz: Gasturbinen Installationen weltweit

Total 541 Einheiten

Output / Unit

16,900 kW

H-25

H-15 5

MS1002 5,050 HP 2

MS3002 15,140 HP 28

MS5001 26,300 kW 286

MS5002 38,000 HP 12

MS6001B 39,160 kW 28

MS6001FA 70,140 kW 3

MS7001B/E/EA 85,400 kW 31

MS7001F/FA 167,800 kW 20

MS7002 65,400 HP 1

MS9001B/E 123,400 kW 6

H-25

Hitachi Gasturbinen Installationen

With manufacturing

agreement

31,000 kW 119

MODEL Sales Unit


Referenzen – EPC Aufträge

Projekt Kunde Einheiten Leistung Jahr GT HRSG DT

Tortosa Tortosa Energia S.A. 1 29 MW 1994 1 x GE LM 2500 HPE Blohm&

Voss

Vera Hamburger Stadtentwässerung 1

Klärschlamm / Biogas –

Verbrennungs- anlage

1994 1 x Solar Taurus 70 HPE Blohm&

Voss

EVO Energieversorgung Oberhausen 1 25 MW 1995 1 x P&W

FT8 HPE -

Schwarze Pumpe

SVZ Schwarze Pumpe 1 70 MW 1995 1 x GE 6B HPE MAN Turbo

Usti nad Labem Teplarna 1 70 MW 1996 1 x GE 6B HPE -

Esenyurt Dogal Enerji 3 180 MW 1997 3 x GE 6B NEM MAN Turbo

RusselsheimConsortium Energieversorgung Opel

1 110 MW 1997 1 x GE 6FA HPE MAN Turbo



Projekt Kunde Einheiten Leistung Jahr GT HRSG DT

Nowa Sarzyna Enron 2 117 MW 1998 2 x GE 6B NEM MAN Turbo

Bitterfeld MEAG/Enron 1 106 MW 1998 1 x GE 6FA NEM MAN Turbo

Debrecen Debreceni Kombinalt Ciklusu Erömü 1 100 MW 1999 1 x GE

6FA HPE MAN Turbo

Duisburg Hamborn RWE / Thyssen 1

260 MW Benson Dampferzeuger

mit Koksofengas- feuerung

1999 n/a HPE Siemens

Al Taweelah A1Total Tractebel Emirates EPC

Company8 1360 MW 2000 5 x GE 9E

3 x GE 9E NEM Alstom

Tarragona Tarragona Power S.L. 1 400 MW 2000 1 x GE 9FA NEM Alstom



SiemensAalborg1 x

Hitachi H25

200550 MW 1E.ON HungaryNyíregyháza

AlstomNEM2 x GE 6FA2005219 MW 2Unelco EndesaBaranco de

Tirajana II

SiemensNEM2 x GE 6FA2005218 MW 2GESA S.A.U.

(Endesa)Cas Tresorer

NEM2 x

Hitachi H25

2005

50 MW / Leistungser-

höhung durch 2 Gasturbinen

2RWE / Matra AGMatra

Repowering

2 x GE 6FA

2 x GE 6FA

GT

NEM

NEM

HRSG

Siemens2002218 MW 2GESA S.A.U. (Endesa)Son Reus II

Alstom2002219 MW 2Unelco EndesaBaranco de Tirajana

DTJahr LeistungEinheitenKundeProjekt

HitachiHPE P.C. Boiler 2006790 MW 1STEAG / EVNWalsum 10


KWK Taweelah A1 – 1360 MW - Vereinigte Arabische Emirate


Entwicklung der Hitachi Gasturbine H-15/25

1970 1980 1990 2000 2010

2002: H-25 erstes trockenes Verbrennungssystem in Betrieb (LNC)

2008: H-25/H-15 ca. 124 Maschinen in Betrieb

1966:Hitachi Produktionsbeginn (Lizenz GE)

1988: erste H-25 Gasturbine kommerzieller Betrieb

1998: H-25 erste GuD Anlage

2000:H-25 erste Anlage außerhalb Japans

Year


48

237

9

10

29

295

H-25H-15Total 124 units

H-25 / H-15 Gasturbinen Installationen

Ost Asien

Süd-OstAsien

Europa

AfrikaNord

Amerika

Zentral & SüdAmerika

West Asien

SüdAsien

As of published date indicated below.


Heavy Duty Gasturbine H-25

Robuste Heavy Duty Ausführung

Einwellen-Ausführung

KompressorKompressor17 StufenAxial Kompressor

TurbineTurbine

3 Stufen

BrennkammerBrennkammer10 Brennkammer Töpfe

Drehzahl 7.280 rpm

Arbeitsmaschine am kalten Ende angeflanscht

Horizonal u. vertikal gesplitt. Gehäuse


Leistungsdaten – Hitachi Gasturbine H-25 / H-15

Bezeichnung Einheit

H-25 H-15

Erdgas Heizöl EL Erdgas

Klemmenleistung kW 31,000 30,000 16,900

Wirkungsgrad el. % 34.8 33.6 34.3

Brennstoffeinsatz

Nutzungsgrad

Abkühl. bis 120C

kJ/kWh 10,340 10,710 10,500

% 84,3 - 84,2

Abgasmassenstrom kg/s 94.0 94.3 52.9

Abgastemperatur Deg C 564 564 564

ISO Bedingungen (Temperatur: 15C, o m Aufstellhöhe)Druckverluste Einlass : 10 mbar, Druckverluste Abgas : 6 mbarKonventionelles Verbrennungssystem

Leistungsdaten

50

Leis

tungsf

akto

r(%

)

Korrektur Kurve

Luftansaugtemperatur (C)

-20 -10 0 10 20 30 4070

80

90

100

110

120

130


Gasturbinen Aggregat H-25


Modularer Aufbau Gasturbinen-Aggregat H-25

No.

2

3

4

5

Gasturbine mit Rahmen

Schmierölbehälter, Getriebe und Hilfseinrichtungen

Generator

Komponenten

Luftansaugsystem

Abgassystem

47 t

82 t

85 t

Gewicht

51 t

7 t

Flexible örtliche Anpassung

8.5

m

⑥

4.6

m

12.4m6.6m

13.5

m

1

3

4

5

1

2

4

5

1


NOx Emissionen

422.5WasserHeizöl EL

250trockenErdgasLNCDual Brennstoff

250trockenErdgasLNC(Gasbetrieb

423.0Wasser

742.5Dampf

2640-

Heizöl EL

253.0Wasser

532.5Dampf

1880-

Erdgas

Konventionelle

Verbrennung

NOx ppm

(15% O2 )

Einspritzrate

(%*1)

NOx

ReduzierungBrennstoffVerbrennungssystem

Note: *1 : Mass flow ratio to inlet airAmbient Temperature : 15CRelative Humidity : 60%Operation Condition : Base Load

LNC: Low NOx Combustor

NOx=<50 mg/m³

mit LNC


Inspektions-Intervalle

Inspektion Typen Typische Intervalle (Häq) Liegezeit

Haupt Inspektion64,000

48,000 (Heizöl EL)

Brennkammer Inspektion16,000

12,000

(Erdgas)

(Heizöl EL)4-7 Tage

Heisswege Inspektion32,000

24,000 (Heizöl EL)10-16 Tage

15-25 Tage

11

22

33

Inspektions-Intervalle und Liegezeiten

1122

33

* Die angegebenen Intervalle und Liegezeiten sind abhängig von den Einsatzbedingunen und den örtlichen Gegebenheiten

* Auskühlzeit (ca.1 Tag) und Inbetriebnahme (1~2 Tage) sind nicht enthalten.

Referenz Zeitraum Note1)

2 Jahren

4 Jahren

8 Jahren

1) 8,000 Betriebsstunden/Jahr mit Dauerlast

Lange Laufzeiten = heavy duty

(Erdgas )

(Erdgas )


GuD Kraftwerk 50 MWel; Betreiber E.ON Nyíregyháza (NYKCE Ungarn)


GuD Kraftwerk 50 MWel; Betreiber E.ON NYKCE (Ungarn)

Aalborg Dampferzeuger 6 Hitachi Turbinen-Aggregat H-25

LufteintrittDiffusor

ND Trommel HD Trommel Zusatzfeuerung

H-25

Dampf:Masse: 37 – 96 t/hDruck: 94 / 10 bar

Abgas:GT- Temp.: 560°CKamin-Temp.: 72°C

- 2 Druck Kessel- Temparatur nach

Zusatzfeuerung: 880°C



Dampferzeuger

Dampfturbine

GasturbineGenerator DampfturbineGenerator Gasturbine



System


Leistungserhöhung von konventionellen Kraftwerken Anlage Matra (Ungarn) RWE

Gasturbine:2 x Hitachi H-25 (2 x 30 MWel)

Speisewasser-Vorwärmung:Eintrittstemp. 130 °CAusgangstemp. 240 °C

Erhöhung der el. Leistung: 80 MWel

Nutzungsgrad: 90.3 %

Brennstoff: Erdgas

Kommerzieller Betrieb: 2006


Vielen Dank für Ihre

Aufmerksamkeit.

.

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