Gasturbinen laufen heiß – aber ROTALIGN Touch hält sie unter Druck kühl

Der Strombedarf steigt weltweit rasant, da viele Länder auf erneuerbare Energien umsteigen. Doch die Stilllegung von Kohlekraftwerken hinterlässt eine Lücke in der Energieproduktion, die Unternehmen schnellstmöglich schließen müssen. Gasturbinen – weit verbreitet in der Stromerzeugung, der Luftfahrt sowie der Öl- und Gasbranche – springen ein, um zuverlässigen Strom auf Abruf bereitzustellen, wenn die erneuerbaren Energien nicht ausreichen.

Der globale Gasturbinenmarkt wird voraussichtlich von 18.9 Milliarden US-Dollar im Jahr 2021 auf 22.5 Milliarden US-Dollar bis 2026 wachsen. Dies ist auf die industrielle Expansion, die Rückverlagerung der Produktion und das explosionsartige Wachstum von Rechenzentren mit künstlicher Intelligenz (KI) zurückzuführen. In den USA werden bis 54 Kohlekraftwerke mit einer Leistung von 2030 Gigawatt stillgelegt. Während die Nutzung erneuerbarer Energien zunimmt, bleibt Erdgas die flexibelste und zuverlässigste Option zur Stabilisierung des Stromnetzes.

Doch es geht nicht nur darum, den Status quo zu erhalten. Auch die Hersteller von Gasturbinen stehen unter Druck, die nächste industrielle Revolution voranzutreiben, da der rasante Ausbau KI-gesteuerter Rechenzentren das Stromnetz in beispiellosem Ausmaß belastet. Goldman Sachs prognostiziert, dass der Strombedarf von Rechenzentren bis 160 um 2030 % steigen wird – und Gasturbinen werden 60 % dieses Wachstums befeuern.

Gasturbinen stehen daher mehr denn je unter dem Druck, härter, länger und effizienter zu laufen. Und das bedeutet für die Techniker, die sie am Laufen halten, eine zunehmend anspruchsvolle Aufgabe.

Gasturbinen arbeiten mit Tausenden von Umdrehungen pro Minute, wobei die Innentemperaturen über 2,000 °C betragen. Selbst kleinste Fehlausrichtungen verringern nicht nur die Effizienz, sondern verkürzen auch die Lagerlebensdauer, erhöhen den Kraftstoffverbrauch und steigern das Risiko kostspieliger Abschaltungen.

Und wenn Sie dafür verantwortlich sind, dass es läuft, ist selbst die kleinste Fehlausrichtung nicht unbedeutend. denn es bleibt nicht nur klein. Angesichts des zunehmenden Drucks auf die Gasturbinenindustrie werden Ausrichtungswerkzeuge der nächsten Generation wie die RotAlign Touch werden immer wichtiger, um den zuverlässigen Betrieb von Maschinen mit minimalen Ausfallzeiten zu gewährleisten.

Sie haben Ihre Gasturbine perfekt ausgerichtet. Warum versagt sie trotzdem?

Eine Turbine kann mit einer leichten Fehlausrichtung weiterlaufen. Doch wenn sich die Anzeichen in Form verstärkter Vibrationen, höherer Temperaturen, erhöhtem Kraftstoffverbrauch oder vorzeitiger Ausfälle bemerkbar machen, ist der Schaden an der Turbine bereits angerichtet. Dies sind die wichtigsten Anzeichen für Turbinenfehlausrichtungen: 

• Abrieb: Wellen reiben an Bauteilen und verschleißen diese. 
• Thermisches Wachstum: Hitze dehnt Metall aus 
• Erosion und Verschmutzung: Ablagerungen beeinträchtigen die Effizienz und erhöhen den Kraftstoffverbrauch. 
• Vibrationsüberlastung: Lager und Kupplungen werden stark beansprucht, was die Lebensdauer der Turbine verkürzt. 

Eine Turbine läuft trotz dieser Probleme weiter – aber nicht lange. Und wenn Sie weiterhin auf die alte Art ausrichten, werden diese Probleme nie auftreten. Das liegt daran, dass herkömmliche Ausrichtwerkzeuge wie Messuhren und frühe Lasersysteme die Wellen im Stillstand messen. Die Werte scheinen zwar korrekt, geben aber kein vollständiges Bild des Turbinenzustands wieder.

Beim Anfahren einer Gasturbine bewegen sich Komponenten aufgrund der Wärmeausdehnung. Lager setzen sich. Kupplungen verbiegen sich. Durch die Rohrspannung werden Kräfte erzeugt, die bei der Ausrichtung im Stillstand der Maschine nicht vorhanden waren.

Sogar Kippfuß- und Basisverzerrungen – Probleme, die beim Herunterfahren geringfügig erscheinen – können den Ausrichtungszustand im Betriebszustand mit der Zeit verschieben.

Techniker versuchen, dies durch thermische Zielabweichungen oder erfahrungsbasierte Anpassungen der Unterlegscheiben auszugleichen. Ohne Echtzeitdaten basiert die Ausrichtung jedoch eher auf Annahmen als auf dem tatsächlichen Maschinenverhalten.

Und deshalb kommt es immer wieder zu Fehlstellungen.

Intelligentere Werkzeuge für eine präzisere Turbinenausrichtung

Wie können Sie diesen Teufelskreis durchbrechen? Indem Sie die Art und Weise ändern, wie Sie die Ausrichtung messen.

Dies erfordert eine Anpassung der Messmethode und die Berücksichtigung von Einflüssen. Im Gegensatz zu kleineren Maschinen lassen sich Turbinenwellen nicht leicht drehen. Sie sind auf Kräne, Kettenzüge oder Hydraulikzylinder angewiesen – Methoden, die unbeabsichtigte Bewegungen verursachen, Wellen in ihren Lagern anheben oder eine plötzliche, „ausbrechende“ Rotation verursachen können, die die Messwerte verfälscht. Selbst wenn sich die Wellen bewegen, sind kontinuierliche Sweep-Messungen nicht zu empfehlen. Wellensetzungen, Rahmenverzerrungen und externe Vibrationen können die Daten verfälschen, bevor Techniker eine einzige Korrektur vornehmen.

Deshalb sind Echtzeit-Ausrichtungssysteme wie RotAlign Touch messen nicht nur – sie passen sich an.

• IntelliPoint-Messmodus löst ein Problem, das jeder Turbinentechniker nur zu gut kennt: Wellen, die sich nicht reibungslos drehen. Anstatt sich auf einen einzigen Schwung zu verlassen, RotAlign Touch zeichnet die Ausrichtung an mehreren Haltepunkten auf und eliminiert so Fehler, die durch Wellenabsenkung oder ungleichmäßige Rotation verursacht werden.
  
  
• Live-Trend misst und zeichnet/protokolliert in Echtzeit die dynamische Bewegung der Maschine vom Offline- in den Betriebszustand.
  
  
• Standardabweichungsfilterung dringt durch das Rauschen. Gasturbinen arbeiten in Umgebungen mit vielen externen Vibrationen, wodurch es schwierig ist zu erkennen, ob eine Fehlausrichtungsanzeige echt ist oder nur auf eine Störung zurückzuführen ist. RotAlign Touch Filtert automatisch fehlerhafte Datenpunkte heraus und stellt sicher, dass Techniker nicht nach falschen Korrekturen suchen. Bei Anpassungen können Techniker darauf vertrauen, dass diese auf dem tatsächlichen Maschinenverhalten basieren – und nicht auf unzuverlässigen Daten.
  
  
• Live Move-Modus Korrekturen sind kein Rätselraten mehr. Bei Hochgeschwindigkeits- und Hochtemperaturturbinen sind Ausrichtungsverschiebungen erst sichtbar, wenn die Maschine unter Volllast läuft. Für eine Live-Move-Neuausrichtungskorrektur muss die Maschine abgeschaltet werden. Techniker können die Ausrichtungsänderungen gleichzeitig in horizontaler und vertikaler Richtung in Echtzeit beobachten. 

Wenn Techniker die Ausrichtung dynamisch statt statisch messen, laufen Turbinen mit weniger Belastung, weniger Ausfällen und höherer Effizienz.

Case Study

Kaum ein Unternehmen kennt die Vorteile der dynamischen Ausrichtung besser als Mitsubishi Power Aero. Die von Aero-Derivaten abgeleiteten Turbinen arbeiten bei Startgeschwindigkeiten, bei denen selbst eine geringe Fehlausrichtung zu einem katastrophalen Ausfall führen kann. Um diesem Problem zuvorzukommen, nutzten die Außendienstteams von Mitsubishi Power Aero FT8® und FT4000® die RotAlign Touch um ihren Kunden dabei zu helfen, Strom auf Abruf bereitzustellen.

Nach der präzisen Wellenausrichtung liefen die Turbinen schneller und zuverlässiger an und waren sofort bereit, Strom zu erzeugen. Das Ergebnis:

• Die Mitsubishi Power Aero FT4000® SWIFTPAC®-Einheit – die weltweit leistungsstärkste aeroderivative Gasturbine – erreicht nun in nur 10 Minuten ihre volle Betriebskapazität. Dank dieser schnellen Inbetriebnahme ist sie eine wichtige Ressource zur Deckung eines plötzlichen Stromversorgungsbedarfs.
  
  
• Eine präzise Ausrichtung sorgt für einen effizienten Motorenbetrieb. So können Mitsubishi Power Aero-Turbinen bei hohem Strombedarf bis zu 140 Megawatt Leistung erzeugen. Das Serviceteam kann selbst kleinste Fehlausrichtungen mit dem RotAlign Touch und korrigieren Sie sie für eine optimale Leistung. Dies verbessert nicht nur die Lebensdauer des Geräts, sondern auch die Gewinnspanne des Kunden.

Mitsubishi Power Aero beweist, was jeder Turbinentechniker weiß: Bei der Ausrichtung geht es nicht nur darum, sie einmal richtig zu machen, sondern sie auch unter realen Betriebsbedingungen richtig zu halten. 

Klicken Sie hier, um mehr über Mitsubishis Erfolg mit der RotAlign Touch.

Wartung von Maschinen, die für einen reibungslosen Betrieb sorgen

Jeder Turbinentechniker weiß, wie wichtig seine Arbeit ist. Wenn das Stromnetz auf Gasturbinen angewiesen ist, um den Bedarf zu decken, und jede Sekunde Ausfallzeit Kosten verursacht, sind sie diejenigen, die dafür sorgen, dass alles läuft.

Jedes Megawatt, das eine Turbine erzeugt, ist Präzisionssache. Nicht nur die Turbinenkonstruktion ist entscheidend – auch die Ausrichtung, Wartung und tägliche Belastung dieser Maschinen haben einen maßgeblichen Einfluss auf die Leistung. Es steht viel auf dem Spiel, und bei steigendem Strombedarf ist kein Raum für Spekulationen.

Deshalb kann die Ausrichtung keine einmalige Lösung sein. Sie muss unter realen Bedingungen bei jeder Temperaturänderung und Laständerung halten. Werkzeuge wie RotAlign Touch Die Software zeigt, wie die Ausrichtung tatsächlich abläuft und gibt Technikern die nötige Kontrolle, um stets die Nase vorn zu behalten. Denn unter Druck dürfen weder die Maschinen, die den Betrieb gewährleisten, noch die Menschen, die sie am Laufen halten, ins Hintertreffen geraten.

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