26. SEPTEMBER 2016

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Verlässliche Prognose


Condition Monitoring

Die Lebensdauer zentraler Kraftwerkskomponenten exakt zu ermitteln und vorzeitige Sanierungs- oder Austauschmaßnahmen zu vermeiden, ist ein wichtiger Schritt zum Erfolg.
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Durch eine flexiblere Fahrweise werden die Komponenten in vielen thermischen Großkraftwerken deutlich höher beansprucht. Zugleich steigt der Wettbewerbsdruck und Investitionen in neue Kraftwerke bleiben vielfach aus. Die Lebensdauer von Bauteilen in bestehenden Anlagen muss also weiter verlängert werden.

Will man Komponenten jedoch so lange wie möglich und so sicher wie nötig betreiben, müssen erfahrene Experten diese zuverlässig überwachen. TÜV Süd kombiniert modernste zerstörungsfreie Prüfverfahren mit Zustandsbewertungen und -prognosen. So ist es möglich, potenzielle Risiken frühzeitig zu identifizieren und Korrekturmaßnahmen einzuleiten. Wie das in der Praxis aussehen kann, zeigt ein Fallbeispiel aus dem Saarland. Die Steag Power Saar betreibt in Querschied das Steinkohlekraftwerk Weiher III. Im Rahmen einer Revision werden zentrale Kraftwerkskomponenten mit zerstörungsfreien Prüfverfahren (ZfP) untersucht. Dabei wurden in der Vergangenheit bereits einmal Ermüdungsrisse von sehr geringer Tiefe im Gehäuse der Umwälzpumpe gefunden. Diese ersten Schäden konnten damals durch einfaches Ausschleifen behoben werden.

Es gehört zu den Einsatzbedingungen einer solchen Umwälzpumpe, dass sie während des Betriebes starke Temperaturunterschiede aushalten muss. Je höher die Zahl der Lastwechsel im Kraftwerksbetrieb (zwischen Volllast und Teillast), desto höher auch die Zahl der Thermoschocks und Druckwechsel, denen die Umwälzpumpe ausgesetzt ist. Dabei wirkt eine enorme Zugspannung auf das Material des Gehäuses und führt mit der Zeit zur Ermüdung und Rissbildung.

Im Rahmen einer weiteren Revision zeigten sich daher 2011 erneut Risse an derselben Stelle des Gehäuses. Diesmal war das Schadensbild allerdings deutlich ausgeprägter: die Risse konnten über circa 50 Prozent des Umfanges mit einer maximalen Risstiefe von circa 15 Prozent der zeichnerischen Wanddicke nachgewiesen werden.

Kommt es durch die Beanspruchung zu betriebsbedingten Schäden wie hier, muss deren Ausprägung mittels zerstörungsfreien Prüfverfahren ermittelt und die weitere Entwicklung genau überwacht werden. Auf Basis der Ergebnisse kann dann exakt die Lebensdauer der Komponente prognostiziert werden. Das ist gerade bei zentralen Kraftwerkskomponenten von großer Bedeutung – um so mehr, wenn die Lieferzeit wie in diesem Fall zwei Jahre beträgt.

Für die Experten von TÜV Süd galt es daher, in der kurzen Phase des revisionsbedingten Stillstands alle notwendigen Fakten auszuwerten, um sichere Prognosen zu folgenden Punkten abzugeben: Ist ein plötzliches Versagen der Pumpe im laufenden Betrieb auszuschließen? Und ist ein sicherer Betrieb trotz Rissbildung für zwei weitere Jahre möglich?


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IQ 02/2013
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