Krananlagen für Pumpspeicherwerk komplett modernisiert

Konecranes hat für die Schluchseewerk AG im Pumpspeicherkraftwerk Witznau im Südschwarzwald veraltete Komponenten demontiert und die Maschinenhaus-Zweiträgerbrückenkrane mit neuen Hilfshubwerken und digitalen Features ausgestattet. Sie machen Transportprozesse im Kraftwerk Witznau jetzt deutlich sicherer, effizienter und können bei Bedarf von nur einem Kranführer gesteuert werden.

18. April 2017
Schwere Aufgabe: Mehr als 200 Tonnen wiegen die Generatorpolräder im Pumpspeicherkraftwerk Witznau, die einmal jährlich zur Revision müssen. Konecranes hat dafür die Krananlagen rundum modernisiert, damit der Transport der Generatorpolräder jetzt deutlich sicherer und präziser funktioniert.  Bild: Konecranes
Bild 1: Krananlagen für Pumpspeicherwerk komplett modernisiert (Schwere Aufgabe: Mehr als 200 Tonnen wiegen die Generatorpolräder im Pumpspeicherkraftwerk Witznau, die einmal jährlich zur Revision müssen. Konecranes hat dafür die Krananlagen rundum modernisiert, damit der Transport der Generatorpolräder jetzt deutlich sicherer und präziser funktioniert. Bild: Konecranes)

Im Südschwarzwald ist die Energiewende seit Jahrzehnten Realität. Rund um den Schluchsee liefern fünf Pumpspeicherkraftwerke der Schluchseewerk AG aus Laufenburg umweltfreundliche Ener-gie. Das Wasser aus dem See treibt die Turbinen der Kraftwerke an. Sie erzeugen mit ihren Generatoren Strom – jährlich rund 2,2 Milliarden Kilowattstunden.

Die rund 360 Mitarbeiter der Schluchseewerk AG decken so rechnerisch den Jahresstromverbrauch von rund 630.000 Haushalten. Seit 1943 ist das Pumpspeicherkraftwerk Witznau in Betrieb. Hier fällt das Wasser des Schluchsees aus 250 Meter Höhe in den mehr als neun Kilometer langen Druckstollen; rund 130 Kubikmeter Wasser drücken pro Sekunde gegen die Rotorblätter der Turbinen. Sie treiben die vier Generatoren an, die den Strom erzeugen – mit einer Leistung von 220 Megawatt.

Jetzt müssen die jeweils mehr als 200 Tonnen schweren Generatoren zur Revision. Dafür benötigt die Schluchseewerk AG extrem tragfähige Krane. Sie sollen die Generatorenwellen präzise positionieren und Kollisionen zwischen Rotor und Stator beim Anheben verhindern. Konecranes hat deshalb für die Schluchseewerk AG wichtige, in die Jahre gekommene Komponenten der Krananlagen demontiert und er-setzt sowie die Katzbahn eines der beiden Maschinenhaus-Zweiträgerbrückenkrane exakt vermessen und geprüft.

Um die Sicherheit beim Ein- und Ausbau sowie beim Transport der Generatorenkomponenten zu erhöhen, hat Konecranes die Krananlagen mit neuer Antriebs- und Steuerungstechnik ausgestattet. „Das hier ist eine besondere Aufgabe, weil keine Konstruktionszeichnungen der beiden Maschinenhauskrane mehr existieren“, erklärt Andreas Scheerer, Leiter der Modernisierungsabteilung bei Konecranes. Zudem erfolgte die Montage der Komponenten in Einzelteilen, weil in der Kraftwerkshalle zwischen Träger und Hallendecke kein Platz für den Einsatz eines Autokrans ist.

Konecranes hat im Kraftwerk Witznau unter anderem neue Hilfshubwerke, Getriebemotoren und Schmiersysteme für die Zweiträgerbrückenkrane installiert. Zusätzlich hat der Kran- und Hebetechnikhersteller beide Maschinenhauskrane mit rückspeise-fähigen Frequenzumrichtern für stufenloses Heben und Fahren ausgestattet sowie die Schaltschränke und elektrischen Anschlüsse komplett modernisiert.

 Eine Fernsteuerung für zwei Krane im Tandembetrieb

Um Komponenten und die Generator-Polräder zu heben, verfügen die zwei Maschinenhauskrane im Kraftwerk Witznau jeweils über ein Haupthubwerk mit 120 Tonnen und ein Hilfshubwerk mit 12,5 Tonnen Tragkraft. „Für den sicheren Transport der Generatoren ist die gesamte Kraft beider Haupthubwerke nötig“, erläutert Andreas Scheerer. Die Hilfshubwerke konnten nicht mit der geforderten Technik nachgerüstet werden, „wir haben deshalb die beiden alten Hilfshubwerke gegen neue ausgetauscht“. Sie drehen mit ihren jeweils 12,5 Tonnen Tragkraft bei 30 Meter Hubhöhe jetzt Komponenten während der Montagearbeiten in die richtige Position und unterstützen so die Haupthubwerke. Zugleich lassen sie sich komplett autark nutzen.

Bei den Hebeprozessen bieten neueste Features höhere Sicherheit und Effizienz. „Mit dem Master/Slave-Modus lenkt ein Kranführer mit einer Funkfernsteuerung gleich-zeitig beide Krane“, sagt Andreas Scheerer. „Die Krane lassen sich so im Tandembetrieb absolut synchron steuern.“ Wo früher zwei Kranführer die Kranbewegungen per Zuruf koordinieren mussten, ist heute jede Kranbewegung im Sekunden-Takt synchronisiert.

Für zusätzliche Sicherheit während des Transports der Generator- Polräder sorgen die lasergesteuerten Zusammenfahrsicherungen und die Lastmessung samt Überlastschutz. Auch beim Heben „denken“ die beiden Maschinenhauskrane mit: Sie sind mit einem intelligenten System zur Drehzahlrückführung ausgestattet, das prüft, ob sich die Seilwinden korrekt drehen. Entspricht die aktuell gemessene Drehzahl nicht der vom Kranführer via Fernsteuerung vorgegebenen, korrigiert das System automatisch die Synchrongeschwindigkeit zwischen Master- und Slavekran.

Neben Transportsicherheit spielt im Pumpspeicherkraftwerk Witznau natürlich auch Energieeffizienz eine Rolle. Die beiden Maschinenhauskrane sind mit rückspeisefähigen Frequenzumrichtern ausgestattet, die stufenloses Heben ermöglichen und zugleich die Bremsenergie zurück ins Stromnetz speisen. „Im Kraftwerk ist eine hohe Arbeits-sicherheit enorm wichtig. Deshalb sind die Sicherheitssysteme wie zum Beispiel Überlastsicherung und Endabschaltungen redundant“, sagt Andreas Scheerer.

Ein wichtiger Bestandteil der Anlagenmodernisierung im Pumpspeicherkraftwerk Witznau ist die Inspektion der rund 13 Meter langen Katzbahn einer der beiden Hilfshubwerkskatzen mit der GeoQ-Methode. Dafür haben die Konecranes-Experten die Katzbahn mit Laser vermessen, ein 2D-Modell erstellt und die gesammelten Daten zu Spannweite und Geradheit der Katzbahnen sowie zur Höhendifferenz der Schienen ausgewertet. „Das Prüfergebnis ist hervorragend. Alle Werte liegen in den, nur wenige Millimeter großen, Toleranzbereichen. Damit ist sichergestellt, dass die Hilfshubwerkskatze einwandfrei auf der Katzbahn fahren kann“, sagt Andreas Scheerer.

Zentrale Anlagenprogrammierung per Touchdisplay

Um Verlässlichkeit und Sicherheit der Maschinenhauskrane zusätzlich zu erhöhen, wurden weitere Anlagenkomponenten modernisiert, etwa die Katz- und Kranfahrgetriebemotoren, die Hubseile und Getriebemotoren inklusive Magnetscheibenbremsen der Haupthubwerke, die Stromzuführungen und die gesamte Kran-verkabelung. „Auch die Schmieranlage ist komplett neu. Wir haben für jeden Kran drei neue Zentralschmiersysteme installiert, die sich elektronisch steuern lassen“, ergänzt Andreas Scheerer. In den ebenfalls ausgetauschten Schaltschränken ist jetzt ein Bildschirm mit Touchdisplay integriert, über das sich die Zyklen der Zentralschmieranlage einstellen lassen.

Zusätzlich können die Mitarbeiter der Schluchseewerk AG darüber die elektrischen Anlagen programmieren und überwachen. „Andreas Scheerer von Konecranes hat uns schon bei Modernisierungsarbeiten in zwei unserer Kraftwerke unterstützt“, sagt Manfred Spitz, Teilbereichsleiter Elektrotechnik und Projektleiter der Kranmodernisierung bei der Schluchseewerk AG. „Alles lief auch dieses Mal optimal. Und mit dem Tandembetrieb der beiden Zweiträgerbrückenkrane sind unsere Transportprozesse jetzt viel sicherer und effizienter. Denn nun kann ein Fahrer im Master/Slave-Betrieb beide Krane gleichzeitig und synchron steuern.“

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