Thermodynamische Methode zur Energieoptimierung
In den letzten Monaten haben unsere Ingenieure an drei Anlagen thermodynamische Leistungsmessungen durchgeführt. Ziel: Auslotung von Möglichkeiten zur Produktionsoptimierung.
Nach einer ersten Messung, die auf einer Pelton-Turbine mit mehr als 140 MW durchgeführt wurde, konnte dem Eigentümer ein Vorschlag für eine geeignetere Düsenanzahl unterbreitet werden. Die daraus resultierende Energieeinsparung entsprach dem Jahresverbrauch von 200 Haushalten.
Bei einer weiteren Messkampagne
an einer Francis-Turbine wurde ein Wirkungsgradabfall von fast 14% bei Teillast
und das Vorhandensein von potenziell erosiver Kavitation festgestellt. Um
diesem entgegenzuwirken, wurde eine ein Verbesserungsmassnahme vorgeschlagen,
mit der der Produktionsverlust signifikant reduziert werden kann. Der
Energiegewinn entspricht der Jahresproduktion einer 300 m² Photovoltaik-Anlage.
Schliesslich wurde die Leistung
von zwei Pumpenaggregaten von 15 MW, die mit Laufrädern mit und ohne
Beschichtung gegen hydro-abrasive Erosion ausgestattet sind, mehrmals
ausgewertet. Das Ziel bestand darin, die Entwicklung des Wirkungsgrads über die
Pumpzeiträume hinweg zu beobachten und so die Strategie für die Überholung der
Verschleissteile zu optimieren. Die Ergebnisse der unbeschichteten Räder waren
überraschend: Sie wiesen einen leichten Rückgang des Wirkungsgrads, aber eine
höhere Pumpenleistung auf. Eine echte Herausforderung!
Diese Beispiele machen deutlich, dass die thermodynamische Methode, die vor mehr als einem Jahrhundert erfunden wurde und üblicherweise für die Überprüfung vertraglicher Garantien verwendet wird, heute auch erfolgreich für die Optimierung der Stromerzeugung angewandt werden kann.
Bild: Temperatursonde am Auslaufkanal einer Francis-Turbine
Grafik: Optimierter Betriebsmodus einer Pelton-Turbine
