Effizienzsteigerung bestehender Dampfturbinen und Radialkompressoren durch Regelungsoptimierung und Anpassung des Laufraddesigns

Energiewende im Dialog

Effizienzsteigerung bestehender Dampfturbinen und Radialkompressoren durch Regelungsoptimierung und Anpassung des Laufraddesigns

13.3.202413:00 CET45 Minuten
ENERGIEWENDE IM DIALOG
Referenten: Jonas Steil - Howden Turbo GmbH

Teilnahme: Kostenfrei

Inhalte:
Dampfturbinen in industriellen Prozessen sind prozessbedingten Betriebsschwankungen unterworfen. Die Maschinen müssen flexibel auf Prozessänderungen reagieren und im Teillastbereich oder bei schwankenden Dampfparametern effizient arbeiten. Bei Impulsdampfturbinen wird die Leistung über Ventile gesteuert, die den Dampfstrom und den Druck vor dem Leitapparat regeln. Zur Optimierung des Teillastverhaltens der Dampfturbinen wird der Düsenring in Segmente unterteilt, die einzeln mit Dampf versorgt werden können. Die Aufteilung des Düsenrings in Segmente wird während der Konstruktionsphase der Maschine festgelegt und kann nicht ohne größere Nacharbeiten geändert werden. Die Erfahrung zeigt, dass die tatsächlichen Betriebspunkte von den ursprünglich festgelegten Daten abweichen.
Um die Teillastleistung zu optimieren, wird ein Verfahren entwickelt, das die Turbine und die Steuerlogik auf den tatsächlichen Teillastbetriebszustand optimiert. Dazu werden mit dem Howden-eigenen Betriebsdatenerfassungssystem "Uptime" kontinuierlich Betriebsdaten gesammelt, in der Cloud gespeichert und von Experten analysiert. Besteht ein Potenzial zur Effizienzsteigerung, wird die Steuerung entsprechend angepasst und die Ansteuerung der Ventile optimiert. Die Umstellung der Regelungslogik kann in der Regel ohne mechanische Änderungen an Komponenten erfolgen.
Nach Implementierung des dynamischen Ventilkoordinators wird dieser fortlaufend die Position der Regelventile überwachen. Läuft die Dampfturbine – insbesondere im Teillastbetrieb – in einem nicht optimalen Zustand, so wird automatisch die Ventilzuordnung geändert. So kann bei laufendem Anlagenbetrieb die abgegebene Leistung optimiert werden. Die Leistungssteigerung ist messbar und kann z.B. über die "Uptime" nachgewiesen werden.
Seit gut eineinhalb Jahrhunderten werden Strömungsmaschinen gebaut und seitdem stetig weiterentwickelt.

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