Kleiner Aufwand, große Wirkung

Service Im Kraftwerksbereich können bereits kleine Investitionen die Wirtschaftlichkeit erhöhen und das Schadensrisiko vermindern. Alstom nutzt die Monitoringlösung ›Amodis‹.

24. April 2008

»Kraftwerksbetreiber müssen heute hohe Flexibilität und maximale Betriebszeiten mit geringen Kosten vereinen«, sagt Herbert Senn, Technischer Geschäftsführer von Alstom Power Service. »Neben der bestmöglichen Brennstoffnutzung stehen daher minimale Stillstandszeiten sowie eine zeitoptimierte, günstige und effektive Instandhaltung ganz oben auf der Prioritätenliste.« Mit herkömmlichen Methoden ist der Zielkonflikt aus gewinnbringender Stromproduktion und materialschonendem Kraftwerksbetrieb nicht aufzulösen. Nur Monitoring- und Diagnosesysteme ermöglichen, die Gratwanderung zwischen erhöhtem Verschleiß und optimierter Fahrweise zu bewältigen. Alstoms Lösung heißt ›Amodis‹ (Alstom Monitoring and Diagnostic System). »Amodis ist modular aufgebaut und kann passend zum jeweiligen Kraftwerkstyp zu einem ganzheitlichen System zusammengestellt werden«, erläutert Senn. Damit ist es gleichermaßen für Wasser-, Kohle-, Gas- und Kernkraftwerke geeignet, und je nach Art der Diagnose ermöglicht das System eine Vor-Ort-Auswertung oder ein Aufschalten per Datenfernübertragung auf das Service-Center von Alstom Power Service zur spezifischen Auswertung.

Das Monitoring ermöglicht es, die Betriebsdaten des gesamten Kraftwerkes zu erfassen und zudem die Daten wesentlicher Bauteile über Sensoren auszuwerten. Das System analysiert den Verlauf der Werte über die Zeit, deren Veränderungen in Abhängigkeit von der Lastsituation und erkennt Trends. Aus diesen Trends sowie aus dem Vergleich der Daten mit denen ähnlicher Kraftwerke ergeben sich wertvolle Informationen über den Grad des Verschleißes oder bevorstehende Schäden. Außerdem bezieht das Monitoring die Betriebswerte des Gesamtkraftwerkes sowie die Zustände peripherer Anlagen ein, etwa der Wasseraufbereitung. So ist dem System der Zustand der kompletten Anlage bekannt. »Die Summe an Informationen vereinfacht die Interpretation der gemessenen Daten, denn viele Verschleißfaktoren hängen von der Fahrweise des Kraftwerkes ab«, erklärt der Serviceexperte. Der Überblick, den Amodis verschafft, erlaube es, Wartungsarbeiten zustandsorientiert zu planen, schleichende Schäden zu erkennen und Überholungs- und Reparaturarbeiten an verschiedenen Komponenten mit anstehenden Wartungsarbeiten zu synchronisieren. »Das minimiert die Stillstandszeiten und vermindert das Ausfallrisiko, denn statt auf einen Schadenseintritt zu warten, können Reparaturen vorausschauend geplant werden«, nennt Senn einen weiteren Vorteil des Systems. Amodis erfasst die Werte ohne Gefahr für die einzelnen Kraftwerkskomponenten, arbeitet also komplett rückwirkungsfrei. Ein Beispiel dafür liefert das Generator- Monitoring. Laut einer Statistik des VGB Powertech, in der Generatorschäden von mehr als 40 Jahren ausgewertet wurden, sind neun von zehn Ausfällen auf Schäden in Stator oder Rotor zurückzuführen. Alstom entwickelte daher allein für Turbo- Generatoren fünf verschiedene Diagnosemodule, mit denen sich die häufigsten potenziellen Fehler im Generator erkennen lassen, ohne direkt in die Technik einzugreifen. Denn viele der Systeme messen elektrotechnische Größen wie elektrische Felder oder unerwünschte Spannungsabfälle (Wellenspannung) und arbeiten als Frühwarnsystem, indem sie aus solchen Informationen Verschleißtrends ableiten und gegebenenfalls Alarm schlagen. Doch nicht nur die vereinfachte OnlineÜberwachung der Kraftwerke haben die Techniker von Alstom im Visier. Sie erarbeiten auch neue Inspektionsverfahren, die heute noch zeitaufwendige Arbeitsschritte in Zukunft entbehrlich machen sollen. Ein Beispiel dafür ist die Phased- Array-Technologie für die zerstörungsfreie Prüfung von Turbinenschaufeln.

Diese Technologie ist eine spezialisierte Weiterentwicklung der Werkstoffprüfung mit Ultraschallwellen. Mit ihrer Hilfe soll etwa die Inspektion von Niederdruckturbinen beschleunigt werden. Diese werden heute nach einem vorgegebenen Intervall geöffnet und die Schaufeln vom Rotor demontiert, um sowohl die Rotorzacken als auch die Schaufeln selbst und insbesondere die Schaufelfüße auf Schäden zu überprüfen. Bei dieser Methode senden Ultraschallprüfköpfe Schallwellen durch Turbinenschaufel und Rotorzacken. »Dies senkt die Zeit für Turbineninspektionen«, sagt Senn, »denn sind Rotorzacken und Schaufeln ohne Befund, müssen sie nicht ausgebaut werden.« Noch befindet man sich in der Pilotphase. Für bestimmte Rotor- und Schaufelgeometrien ist sie aber kalibriert und hat sich bewährt. »Wir arbeiten daran, das Verfahren für weitere Schaufeltypen nutzbar zu machen und auch eine Prüfung des Schaufelblatts im eingebauten Zustand zu ermöglichen «, so Senn.

Ralf Dunker

Erschienen in Ausgabe: 05/2008