Zustandsmonitoring für die Optimierung des Betriebes von Dampferzeugerspeisepumpen in Mantelgehäuseausführung

Projektnummer 276

Schadensfälle an großen Mantelspeisepumpen in der Vergangenheit haben gezeigt, dass die bisherigen Überwachungsmethoden unzureichend sind. Auch während der Konstruktions- und Auslegungsphase fehlen ausreichend validierte Simulationstools um diese Pumpen thermomechanisch optimal auch für instationäre Vorgänge wie Störfälle, Drehwerksbetrieb, Anwärm- und Kaltfahrbetrieb und Laständerungen auszulegen.

Ergebnis dieses Forschungsvorhabens wird ein Speisewasserpumpen-Monitoring-Tool sein. Dieses Tool wird mit gekoppelten, kommerziellen CFD- und FEM-Programmen, die den thermomechanischen Zustand von Mantelspeisewasserpumpen modellieren können, entwickelt, die durch den Vergleich mit Messwerten der Speisewasserpumpen in Niederaußem und Lippendorf validiert wurden. Des Weiteren fließen die Erfahrungen mit Speisewasserpumpen anderer Kraftwerke von E.ON und EnBW mit ein.

Basierend auf geeigneten Oberflächentemperatur-Messwerten und einigen wenigen weiteren Messwerten wird es in der Lage sein, Speisewasserpumpen kontinuierlich zu überwachen, notwendige Wartezeiten zu minimieren, alle Reserven bei Laständerungen, Störfällen, im Drehwerks-, Anwärm- und Kaltfahrbetrieb zu nutzen, den Lebensdauerverbrauch an kritischen Stellen zu bestimmen, und zwar vom Beginn der Inbetriebnahme an, und dadurch den Lebensdauerverbrauch zu minimieren.

Dies wird eine Optimierung des Betriebes, wesentliche Verbesserungen der Verfügbarkeit des Kraftwerks, eine Verringerung der Wartungskosten und Vermeidung von Schäden sowie eine Verkürzung der Inbetriebnahme zur Folge haben.

Gleichzeitig können die validierten CFD- und FEM-Programme für die optimale thermomechanische Auslegung und Konstruktion dieser Speisewasserpumpen und für die Auswahl der Messstellen genutzt werden. Außerdem wird der Erfahrungsrückfluss von den Betreibern zu den Herstellern verbessert und erleichtert.

Das Vorhaben wird unter der Leitung von Prof. Dr. Reinhard Leithner am Institut für Wärme- und Brennstofftechnik der Technischen Universität Braunschweig mit Unterstützung des Pfleiderer-Instituts für Strömungsmaschinen (Prof. Dr. G. Kosyna) durchgeführt. Unmittelbar am Forschungsvorhaben beteiligte Betreiberunternehmen sind RWE Power AG, Vattenfall Europe Generation AG & Co KG, E.ON Energie AG und EnBW Kraftwerke AG. Beteiligte Herstellerunternehmen sind KSB Aktiengesellschaft, Frankenthal, Sulzer Pumps Ltd., Winterthur/Schweiz und Weller Pumpen GmbH, Kamen. Das Vorhaben wird von einem Lenkungskreis des Fachausschusses " Maschinen " fachlich begleitet. Die Ergebnisse werden im Februar 2010 vorliegen.

Ansprechpartner

  • Peter Richter
    Telefon: +49-(0)2 01-81 28-2 68
    Telefax: +49-(0)2 01-81 28-3 21
    E-Mail: peter.richter@vgb.org

Projektergebnisse

  • Sohail Ahmed, Increasing Life Time and Reliability of a Large Boiler Feed Water Pump by Means of Coupled FEM-CFD Simulations, International Rotating Equipment Conference (Pump Users International Forum), Düsseldorf 2008
  • Abschlussbericht