PARAT IEH

Elektrodenkessel-Technologie INNOVATIONEN

Hochdruck-Dampf
In bestehenden Industrieanlagen können fossile Dampferzeuger durch saubere PARAT Hochdruck-Elektrodenkessel ersetzt und so die Emissionen (CO2, NOx, etc.) reduziert werden. Mit den PARAT Hochdruck-Elektrodenkesseln kann Dampf mit bis zu 85 bar erzeugt werden. Diese Technologie leistet einen entscheidenden Beitrag zum Umstieg auf eine kohlenstofffreie Dampferzeugung im Hochleistungsbereich.

Zero-Load
PARAT hat eine NEUE Zero-Load Technik entwickelt, um einen lastfreien Standby-Betrieb zu ermöglichen (zum Patent angemeldet). Dabei wird im eingeschalteten Zustand (Leistungsschalter geschlossen) kein Strom verbraucht - die optimale Lösung zur flexiblen Netzregulierung.  

Kombinierte Heißwasser- und Dampferzeugung
Den PARAT Elektrodenkessel  gibt es jetzt auch als kombinierten Heißwasser- und Dampfkessel mit automatischer Umschaltung des Betriebsmodus (zum Patent angemeldet). Damit ist der Kessel die optimale Lösung für eine flexible Bereitstellung von Heißwasser und Dampf.

Einsatz auf Offshore-Anlagen
PARAT Halvorsen spielt eine wichtige Rolle bei der Elektrifizierung der Nordsee.  Derzeit werden zwei Projekte zum Einsatz von PARAT Elektrodenkesseln auf Offshore-Bohrinseln in der Nordsee realisiert (2x12 MW Johan Sverdrup, 2x17 MW (EX) Edvard Grieg). Bei beiden Projekten erfolgt die Versorgung über grünen Landstrom, was zur erheblichen Reduktion der Emissionen beiträgt. PARAT liefert schlüsselfertige Skids, die in Flekkefjord Norwegen entwickelt, gefertigt und montiert werden. Als qualifizierter Power-to-Heat-Lieferant bieten wir Ihnen hervorragende Lösungen für EX-zertifizierte Außenanlagen auf Plattformen und seegängigen Produktions- und Lagereinheiten (FPSO-Schiffe).

Reduzierte Installationszeit
Neben Konstruktion und Fertigung der Kessel-Anlagen führt PARAT Halvorsen vor der Auslieferung Tests der schlüsselfertigen Skids, des Primärkreislaufs und des SPS-Systems durch. So kann dem Endkunden eine schnelle, reibungslose Installation und Inbetriebnahme der Anlagen ermöglicht werden. 

 

POWER to HEAT mit Elektrodenkesseln von PARAT

PARAT – Kesseln seit über 100 Jahren
Die PARAT Elektrodenkessel werden von unseren Ingenieuren entworfen und entwickelt und seit 1990 in unserem Werk in Norwegen gefertigt. Sie zeichnen sich durch ihre hohe Zuverlässigkeit aus und zählen weltweit zu den bevorzugten Power-to-Heat Lösungen. Aufgrund unserer langjährigen Erfahrung wurden wir mit der Entwicklung des weltweit ersten Dampfkessels zur Netzregulierung beauftragt.

Heißwasser und Dampf
Der PARAT Elektrodenkessel ist als Heißwasser-, Dampf- oder kombinierter Heißwasser-Dampf-Kessel lieferbar. Diese Technologie ermöglicht den Einsatz von Erneuerbarem Strom in Dampf- und Fernwärmenetze. Zudem eignen sich die Elektrodenkessel hervorragend als Reservekessel zur Dampf- und Wärmeabsicherung.

 

---

Netzregulierung

Durch den wachsenden Anteil Erneuerbarer Energie aus Sonne und Wind kommt es im Netz immer öfter zu Stromüberschüssen. Diese Energie muss genutzt werden, damit für eine stabile Netzfrequenz von 50 Hz gesorgt ist. Diesen Vorgang bezeichnet man als Frequenzregelung.

 

Elektrische Netzregulierung
Die zunehmende Stromerzeugung durch Wind- und Solaranlagen macht eine schnelle Frequenzregelung innerhalb der elektrischen Stromnetze erforderlich. Die PARAT Elektrodenkessel eignen sich zur Primär- und Sekundärregelung. Innerhalb von 30 Sekunden kann der Elektrodenkessel von Minimal- auf Volllast hochgefahren werden. Die Umwandlung von elektrischem Strom in Wärme ermöglicht es, in Zeiten der Überproduktion erneuerbare Energie zu speichern. So ist der Betrieb der Erneuerbaren Energiequellen sichergestellt – die Voraussetzung, um fossile Brennstoffe durch saubere Energie zu ersetzen.

Der PARAT Elektrodenkessel stellt das kompakteste und kosteneffizienteste System zur Umwandlung von Strom in Wärme dar. PARAT Halvorsen hat als Erster einen schnell regulierbaren Elektrodenkessel entwickelt, der in 30 Sekunden von Minimal- auf Volllast gefahren werden kann.

Zero-Load
PARAT hat eine NEUE Zero-Load Technik entwickelt, um einen lastfreien Standby-Betrieb zu ermöglichen (zum Patent angemeldet). Dabei wird im eingeschalteten Zustand (Leistungsschalter geschlossen) kein Strom verbraucht - die optimale Lösung zur flexiblen Netzregulierung.

Reservekessel  
Zukünftig wird Erneuerbarer Strom im Vergleich zu fossilen Brennstoffen als wirtschaftlicher Energieträger zur Verfügung stehen. Daher eignen sich die Elektrodenkessel von PARAT auch hervorragend als Backup-System - für den Fall, dass konventionelle Erzeuger ausfallen. Dabei sind nur Elektrodenkessel in der Lage in weniger als 5 Minuten auf Volllast hochzufahren.

Niedriger Strompreis
Auch in Ländern, in denen erneuerbare Energien noch nicht in nennenswertem Umfang in das Stromnetz eingebunden sind, können Sie den Elektrodenkessel in Zeitfenstern mit niedrigen Strompreisen nutzen – etwa nachts und an Wochenenden.

Typische SRL-Regelkurven bei Infraserv Höchst, Frankfurt

 

---

 

Dampf-Lösungen

Der Elektrodenkessel von PARAT ist weltweit führend im Segment der Hochspannungs-Elektroden-Dampfkessel. Mit Drücken von 6 bis 85 bar und einer Leistung von bis zu 60 MW ist er die optimale Lösung für jede Anlagengröße. Der PARAT Kessel ist die ideale Anlage für alle, die ihre konventionellen Dampfkessel durch saubere elektrische Wärmeerzeuger ersetzen wollen.

Durch den ohmschen Widerstand des Kesselwassers und den Stromfluss zwischen den Elektroden wird dieses verdampft. Fortlaufend wird mit Hilfe der Umwälzpumpe Kesselwasser im Verhältnis 10:1 zur Dampfproduktion im Kessel umgewälzt, wodurch für eine gleichmäßige Verdampfung gesorgt wird. Über die Drosselklappe wird der Füllstand der oberen Wanne geregelt und somit die Dampfmenge bzw. Kesselleistung eingestellt.

Der Dampf sammelt sich im oberen Teil des Druckbehälters und wird über das Haupt-Dampfventil abgelassen. Steigt der Dampfdruck über den Sollwert, drosselt das System automatisch die Leistung. Ein wichtiger Parameter für den optimalen Betrieb des Kessels ist die Wasserleitfähigkeit. Um eine genaue Leistungsregelung des Kessels zu ermöglichen, wird die Leitfähigkeit des Kesselwassers kontinuierlich überwacht. Bei steigender Leitfähigkeit wird diese durch Abschlämmung konstant gehalten.

Hochdruckdampf
PARAT liefert AB SOFORT den Elektrodenkessel auch als Hochdruck-Dampfkessel. Der Kessel kann auf einen Nenndruck von bis zu 85 bar und eine Leistung von bis zu 30 MW ausgelegt werden. Die Anschlussspannung kann zwischen 6 und 24 kV gewählt werden. Dies ist der erste moderne Hochdruck-Elektroden-Dampfkessel der Welt. Diese Technologie kann zur Reduzierung der von konventionellen Heizkesseln verursachten Emissionen eingesetzt werden.

Kombinierte Heißwasser- und Dampferzeugung
Den PARAT Elektrodenkessel gibt es JETZT auch zur kombinierten Heißwasser- und Dampferzeugung in einem Kessel (zum Patent angemeldet), mit automatischer Umschaltung des Betriebsmodus.

Überhitzung
Unsere elektrischen Dampfüberhitzer sind separat mit einer Niederspannungsversorgung erhältlich.

Schematische Darstellung des Elektrodenkessels zur Dampferzeugung.

 

---

Heißwasser

Fernwärmenetze bieten die Möglichkeit Wärme aus überschüssigem Erneuerbarem Strom aufzunehmen. Der PARAT Kessel ist die optimale Lösung für alle, die ihre konventionelle Wärmeerzeugung durch flexible und saubere Heißwasserkessel ersetzen wollen.

Mit Hilfe des Heißwasserkessels können Schwankungen im Stromnetz durch Umwandlung des überschüssigen Stroms in Wärme ausgeglichen werden. Die Installation eines thermischen Speichers schafft die nötigen Kapazitäten, um bei Bedarf diese Energiemengen zwischenspeichern zu können. Zu einem späteren Zeitpunkt kann die Wärmenergie nach Anforderung in ein Fernwärmenetz eingespeist werden.

Zur Erzeugung von Heißwassers wird das Kesselwasser in die obere Wanne gepumpt, in welche die Elektroden eintauchen. Der Kessel ist dabei mit einem Stickstoffpolster beaufschlagt und fungiert somit zugleich als Expansionsgefäß für den Primärkreislauf.

Bei Überschreitung des Temperatursollwertes im Fernwärmevorlauf wird die Kesselleistung automatisch reduziert. Die Kesselleistung wird über den Füllstand der oberen Wanne mithilfe der Drosselklappe geregelt.

Die Leitfähigkeit des Wassers ist ein wichtiger Indikator für den optimalen Betrieb des Kessels. Dank des ausgereiften Elektrodendesigns bleibt die Leitfähigkeit des Kesselwassers konstant und der Wasserverbrauch minimal.

PARAT liefert Ihnen komplette Systeme inklusive Rohrleitungen, Regelarmaturen, Wärmetauscher und der Kesselsteuerung zur Heißwassererzeugung, z.B. für Fernwärmenetze.

Kombinierte Heißwasser- und Dampferzeugung
Den PARAT Elektrodenkessel  gibt es jetzt auch als kombinierten Heißwasser- und Dampfkessel mit automatischer Umschaltung des Betriebsmodus (zum Patent angemeldet). Damit ist der Kessel die optimale Lösung für eine flexible Bereitstellung von Heißwasser und Dampf.

Schematische Darstellung des Elektrodenkessels zur Heißwassererzeugung.

 

Technische Daten

Normen und Richtlinien
Der Kessel wird mit CE-Kennzeichnung nach PED/2014/68/EU und nach der Kesselnorm EN 12953 geliefert. Der Elektrodenkessel ist auch als EX-Modell zur Installation in explosionsgefährdeten Bereichen der Zone 2 erhältlich. Die Anschlusseinheit zur Stromversorgung mit Mittelspannung ist nach EN 61936 für Starkstromanlagen ausgelegt.

Kesseldesign
Der Kessel besteht aus einem äußeren Druckbehälter und einer elektrisch zur Außenhülle isolierten innenliegenden Wanne. Die Mittelspannungs-Elektroden (6 bis 24 kV) tauchen von oben in die Wanne ein. Wärme wird durch den Stromfluss zwischen den Elektroden durch das Kesselwasser (ohmscher Widerstand) erzeugt. Der Elektrodenkessel verhält sich im Mittelspannungssystem als reiner ohmscher Verbraucher. Die innere Wanne bildet einen isolierten Sternpunkt zu den Elektroden. Aufgrund der ausgefeilten Elektrodengeometrie kann die Stromflussdichte an den Elektroden so niedrig gehalten werden, dass kein Verschleiß an den Elektroden auftritt. Dieses Elektrodendesign wird von PARAT seit 1993 erfolgreich eingesetzt.

Kesselsteuerung
PARAT hat mit seiner Erfahrung als Kesselhersteller eine moderne und robuste Kesselsteuerung basierend auf der Siemens S7 SPS-Plattform entwickelt. Das System ist einfach zu bedienen und kann über eine BUS-Anbindung an alle gängigen Prozessleitsysteme angeschlossen werden. Zudem kann über das PARAT Fernüberwachungssystem die Kesselanlage ortsunabhängig weltweit über das Internet überwacht werden. Das PARAT Fernüberwachungssystem ermöglicht somit jederzeit Online-Fehlerbehebung und Softwareupdates durch den Kundenservice von PARAT in Norwegen. Die Instrumentierung kann in 1-von-2 oder 2-von-3 Ausführung angeboten werden.

 

---

Maße

Aufgrund des sehr kompakten Kesseldesigns können auch die PARAT Elektrodenkessel mit Leistungen bis zu 60 MW einfach in Bestandsanlagen integriert werden. Der Elektrodenkessel wird nach PARAT-Herstellerstandard mit 2 x 75 mm Rockwool Isolierung und pulverbeschichteten Aluminiumblechen geliefert. Sichtbare Kesselteile sind beschichtet ausgeführt.

Technische Daten der Elektrodenkessel zur Netzregelung (Abmessungen inkl. Isolierung). Änderungen vorbehalten:

Dampfkessel

Leistung (MW)	0-5	0-15	0-30	0-45	0-60
Dampf (t/h)	7,5	22,5	45	67,5	90
D (mm)	2.100	2.350	3.000	3.600	3.700
H (mm)*	4.800	5.800	6.700	7.000	7.400
Transportgewicht (kg)	6.500	8.000	13.500	20.000	23.000
Betriebsgewicht (kg)	8.500	11.000	21.500	34.000	38.000
Prüfgewicht (kg)	13.800	21.000	38.500	60.000	66.000

Die Gewichtsangaben beziehen sich auf 16 bar Auslegungsdruck. Größenangaben für 10 kV. Dampfangaben für 100 °C Speisewassertemperatur. Änderungen vorbehalten. 

* Wenn die Umwälzpumpen auf dem gleichen Niveau wie der Kessel installiert werden, ist für den NPSH-Wert der Pumpe eine zusätzliche Höhe einzurechnen.


Heißwasserkessel

Leistung (MW)	0-5	0-15	0-30	0-45	0-60
D (mm)	2.100	2.350	2.700	3.100	3.500
H (mm)	4.500	5.300	5.800	6.400	6.550
Transportgewicht (kg)	4.500	6.000	9.500	15.000	16.000
Betriebsgewicht (kg)	7.000	9.500	14.000	24.500	25.000
Prüfgewicht (kg)	12.500	17.500	26.500	40.700	46.000

Die Gewichtsangaben beziehen sich auf 6 bar Auslegungsdruck. Größenangaben für 10 kV. Änderungen vorbehalten.

Bekijk onze introductievideo over elektrode boilers.