DuPont: Rauchgaskühler mit Druckschläuchen auf Basis von Teflon® PTFE maximieren Kraftwerkseffizienz

Am Standort von Europas größtem Braunkohlekraftwerk im polnischen Belchatów wird zurzeit ein neuer 858-MW-Kraftwerksblock gebaut. Nach dessen Fertigstellung Ende 2010 wird er mit einem Wirkungsgrad von rund 42 Prozent eine der landesweit leistungsfähigsten, effizientesten und weltweit modernsten Braunkohleanlagen sein. Zwei innovative Rauchgaskühler, die mit Wärmetauscher-Druckschläuchen aus dem auf Teflon® PTFE von DuPont (www.dupont.de) basierenden AlWaFlon® System ausgerüstet sind, werden maßgeblich zum vergleichsweise geringen Brennstoffverbrauch, zu reduzierten Emissionen und hoher Nachhaltigkeit beitragen. Entwickler und Lieferant der Rauchgaskühler ist das deutsche Ingenieurunternehmen Wallstein, Recklinghausen. Generalunternehmer für Ausführung, Bau und Inbetriebnahme des neuen Kraftwerks ist Alstom.

Die beiden Anfang 2009 auszuliefernden Einheiten sind mit je fünf Wärmetauschermodulen bestückt, in die insgesamt rund 500.000 m AlWaFlon® Druckschläuche integriert sind. Nach Inbetriebnahme werden sie die Rohgase um ca. 50 K abkühlen und dabei zwei mal 32 MW Wärmeleistung auskoppeln. Diese übernehmen einen Teil der Speisewasservorwärmung des Kraftwerks, während der überschüssige Dampf zur Stromerzeugung genutzt wird, was die Energiebilanz der gesamten Anlage signifikant verbessert.

AlWaFlon® bezeichnet das Zusammenwirken eines für den Einsatz in hoch korrosiven, reaktiven Gasen ausgelegten, chemisch nahezu inerten Fluorkunststoffs und der darauf abgestimmten Verarbeitung. Gemeinschaftliche Entwickler sind Wallstein sowie DuPont, Genf/Schweiz, als Hersteller des Basismaterials Teflon® PTFE und Fluortubing, Utrecht/Niederlande, als Zulieferer der einbaufertig vorgeformten Druckschläuche. Dazu Peter Dittmann, Technischer Leiter bei Wallstein: „Wir haben uns für AlWaFlon® entschieden, weil es – anders als die bisher dominierenden Nickel-Basis-Legierungen – selbst der hoch korrosiven Mischsäure aus SO2, SO3, HF und HCl widersteht, die beim Abkühlen der Rauchgase an den Schlauchoberflächen kondensiert.“

„Das AlWaFlon® Konzept verbindet kosteneffiziente Verarbeitungs- und Anwendungsvorteile mit einer außergewöhnlichen Gleichmäßigkeit der Eigenschaften über lange Produktionszeiträume, von Charge zu Charge und über die gesamte Schlauchlänge“, ergänzt Alex Soeterbroek, Geschäftsführer von Fluortubing. „Zu den anwendungstechnischen Merkmalen von AlWaFlon® gehören die gegenüber vielen anderen Fluorkunststofftypen erhöhte obere Gebrauchstemperatur von bis zu 260 °C, eine deutlich erhöhte Vicat-Erweichungstemperatur von 130 °C bis 140 °C sowie eine hohe Biegewechselfestigkeit und Spannungsrissbeständigkeit.“

Im Prüflabor der BASF erfolgreich abgeschlossene Zeitstand-Innendruckversuche über 10.000 Stunden bestätigen: AlWaFlon® Druckschläuche widerstehen langzeitig der Kombination aus Innendruck, hohen Temperaturen und korrosiven Medien und übertreffen dabei die Leistung entsprechender Produkte aus diversen anderen Fluorkunststoffen. Daher können sie bei gleichen mechanischen Beanspruchungen und gleicher Sicherheit mit geringeren Wanddicken ausgeführt werden als Druckschläuche, die beispielsweise aus dem ebenfalls korrosionsfesten Fluorkunststoff PFA hergestellt sind. Dadurch lassen sich bei gleicher Länge größere Wärmemengen auskoppeln, oder die Zahl bzw. die Länge der Druckschläuche lässt sich – bei gleicher Wärmetauscherleistung – verringern. Der TÜV Süd hat ein positives Gutachten für den Einsatz des AlWaFlon® Systems als Druckschlauch bei erhöhter Temperatur erstellt.

Als besonders vorteilhaft nennt Dittmann die ausgeprägten Antihafteigenschaften und die selbstreinigende Wirkung des Fluorkunststoffs: „Im Vergleich zu Metallrohren bilden sich dadurch erheblich weniger Ablagerungen auf der Außenseite, und diese lassen sich schnell, vollständig und damit kostengünstig entfernen. Dies verlängert die Wartungsintervalle und steigert die Verfügbarkeit der gesamten Anlage.“

DuPont de Nemours (Deutschland) GmbH, Neu-Isenburg

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