Hochleistung im Großkraftwerk: eine Reportage
Fossile Kraftwerke müssen heute effizienter und flexibler laufen. Das erfordert besonders leistungsfähige Armaturen, die extremen Bedingungen standhalten. KSB hat für diesen Betrieb neue Hochleistungsarmaturen entwickelt, die nun im Großkraftwerk Mannheim ihre Feuertaufe bestanden haben. Zwei KSB-Ingenieure haben das Projekt von Anfang an begleitet.
Fossile Kraftwerke müssen heute effizienter und flexibler laufen. Das erfordert besonders leistungsfähige Armaturen, die extremen Bedingungen standhalten. KSB hat für diesen Betrieb neue Hochleistungsarmaturen entwickelt, die nun im Großkraftwerk Mannheim ihre Feuertaufe bestanden haben. Zwei KSB-Ingenieure haben das Projekt von Anfang an begleitet.
„Ich bin ein KSB-Urgewächs“, sagt Georg Bode lachend. Seit 27 Jahren arbeitet der Maschinenbauingenieur bei KSB. Hier, am Standort Pegnitz, hat er schon seine Ausbildung zum Maschinenschlosser absolviert. Seit zehn Jahren beschäftigt er sich hauptsächlich mit Armaturen, und seit 2007 mit einem ganz besonderen Projekt: Für fossile Kraftwerke entwickelte das Team in dem bayerischen KSB-Werk neue Hochleistungsarmaturen, die auch hohen Dampftemperaturen standhalten – und so Kraftwerke für die Zukunft fit machen.
Neue Herausforderungen für fossile Kraftwerke
Der Hintergrund: Anlagenbetreiber fossiler Kraftwerke stehen heute vor besonderen Herausforderungen. Ihre Anlagen müssen effizienter und effektiver laufen – bei möglichst geringem CO2-Ausstoß. Damit man besser auf Bedarfsschwankungen in der Stromversorgung reagieren kann, müssen sich die Anlagen flexibel betreiben lassen. Doch gerade dieses flexible Betriebsverhalten erfordert besonders leistungsfähige Armaturen, die den extremen Bedingungen standhalten müssen. Das Team entwickelte dafür zwei Prototypen – ein Hochdruckventil und einen Hochdruckabsperrschieber, die zunächst probeweise in einer separat installierten Testschleife im Großkraftwerk Mannheim zum Einsatz kamen.
Die Armatur wird in einer separat installierten Testschleife im Großkraftwerk Mannheim getestet.
„Wir haben einen neuen Werkstoff verarbeitet, der extra an die besonderen Anforderungen der hohen Temperaturen im Kraftwerk angepasst ist“, erklärt Roland Schmitt. Der Maschinenbauingenieur ist seit 2009 im Team und beschäftigt sich mit der Konstruktion des neuen Hochleistungsschiebers, dessen Hauptkomponenten aus der Nickel-Basis-Legierung Aloy 617 bestehen. Um thermische Spannungen zu reduzieren, hat der neu entwickelte Schieber ein kugelförmiges Gehäuse mit homogenen Wandstärken.
Einsatz vor Ort im Großkraftwerk
Rund jeweils zwei Jahre waren die beiden Prototypen in dem Mannheimer Kraftwerk bei bis zu 725°C im Einsatz. Georg Bode und Roland Schmitt begleiteten das Projekt vor Ort. „Es ist spannend, wenn man direkt beobachten kann, wie sich eine Armatur unter bestimmten Bedingungen bewährt“, erzählt Bode. „Dann treffen Theorie und Praxis aufeinander – und man sieht auch mal über den eigenen Tellerrand hinaus.“
In Mannheim arbeiteten die beiden KSB-Ingenieure nicht nur eng mit den Anlagenbetreibern zusammen, sondern stimmten sich auch mit Institutionen wie dem TÜV, der Materialprüfanstalt und anderen beteiligten Firmen ab. Auch die Universität Stuttgart arbeitete am Projekt mit. „Verschiedene Perspektiven zu erleben, war interessant und hilfreich“, sagt Roland Schmitt. „Die Herausforderung besteht darin, auf einen gemeinsamen Nenner zu kommen und das Projekt mit vereinten Kräften zum Erfolg zu bringen.“
Test erfolgreich bestanden
Nach dieser ersten Testphase im Großkraftwerk wurde es noch einmal spannend für die Ingenieure: Haben die metallischen Dichtungen standgehalten? Wie hat sich die extreme Wärme im Kraftwerk aufs Material ausgewirkt? Die Armatur wurde in ihre Einzelteile zerlegt und untersucht. Und tatsächlich: „Die Innenteile wiesen keinen Verschleiß auf“, sagt Bode. „Über so ein positives Ergebnis haben wir uns natürlich gefreut.“
Dass sich sowohl das Ventil als auch der Schieber bewährt und ohne Funktionsstörungen ihre zweijährige Betriebszeit im Großkraftwerk Mannheim absolviert haben, ist ein großer Erfolg und eine gute Basis, um die Entwicklung der Armatur bei KSB weiterzuführen. Georg Bode und Roland Schmitt sind natürlich auch in dieser nächsten Phase weiter mit von der Partie.