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Verfügbarkeitsanalyse und Instandhaltungsoptimierung für das CO2-arme Kraftwerk

Einfluss von Instandhaltung und Verfügbarkeit auf die Erlös- und Gewinnsituation in Kraftwerken
Lupe Einfluss von Instandhaltung und Verfügbarkeit auf die Erlös- und Gewinnsituation in Kraftwerken

Zur Gewährleistung einer sicheren Strom- und Wärmeversorgung sowie eines effektiven und wirtschaftlichen Kraftwerksbetriebes muss eine hohe Anlagenverfügbarkeit bei gleichzeitig niedrigen Betriebskosten realisiert werden. Einen erheblichen Kostenblock stellen dabei Aufwendungen für Instandhaltungsmaßnahmen dar. Diese wiederum beeinflussen die Verfügbarkeit einer kraftwerkstechnischen Anlage, weshalb ein Optimum zwischen einer hohen Verfügbarkeit durch Instandhaltungsmaßnahmen und den minimalen Ausgaben für Instandhaltungsmaßnahmen erzielt werden muss.

Die erläuterten Zusammenhänge gelten sowohl für konventionelle als auch für die derzeit in der Entwicklung befindlichen CO2-armen Kraftwerke. Die Abbildung 1 gibt den beschriebenen Zusammenhang wieder.

Der Einsatz des Oxyfuel-Verfahrens im CO2-armen Kraftwerk führt zu einer höheren Anlagenkomplexität, da eine ganze Reihe zusätzlicher Anlagenkomponenten notwendig sind. Dazu gehören beispielsweise die Kohletrocknung und die Sauerstoffbereitstellung. Weiterhin werden im Hinblick auf die Minimierung der Investitionskosten schlanke Kraftwerkskonzepte realisiert, wobei die kraftwerkstechnische Anlage ohne bzw. nur mit einem Minimum an Redundanzen ausgelegt wird.

Die Schwerpunkte sind, jeweils geeignete Abbildungsmethoden zu entwickeln, um sowohl die Verfügbarkeit eines frei konfigurierbaren Kraftwerksblocks zu ermitteln und Optimierungen von Instandhaltungsvorhaben vornehmen zu können.

Dabei wird für die Ermittlung der Verfügbarkeit die gesamte Anlagentiefe des Kraftwerkes verfügbarkeitslogisch abgebildet und relevante Daten hinterlegt. Nach Abbildung und Parametrisierung des Kraftwerkes wird mit Hilfe von Monte-Carlo-Simulationen die Verfügbarkeit berechnet. Mit Hilfe der visuellen und verfügbarkeitslogischen Verschaltung der Kraftwerkskomponenten können Sensitivitätsanalysen zur Bestimmung der Abhängigkeit von relevanten Einflussparametern durchgeführt werden.

Bei der Optimierung der Instandhaltungsvorhaben wird ein eigen programmierter Algorithmus mit graphischer Benutzeroberfläche verwendet. Hierbei wird auf reale Kraftwerksdaten zurückgegriffen, welche über einen Gebrauchskostenansatz ausgewertet werden. Ziel ist es, Instandhaltungspläne untereinander direkt vergleichbar zu machen und einen zeit- und kostenoptimalen Instandhaltungsplan zu ermitteln auf dessen Basis die Instandhaltung der gesamten Kraftwerksanlage erfolgen kann.


Verantwortlicher:

Herr Dipl.-Math. Ulrich Aha
Wissenschaftlicher Mitarbeiter
BTU Cottbus, Lehrstuhl Kraftwerkstechnik
Telefon: (03 55) 69 50 39
ulrich.aha(at)tu-cottbus.de