Turbinendesign auf dem Prüfstand

Flexibilität und Effizienzsteigerung

Um den Herausforderungen der Energieversorgung in der Zukunft zu entsprechen, wird in der Entwicklung von Gas- und Dampfturbinen ein besonderes Augenmerk auf das Testen von Prototypen in Prüfständen gelegt. Der Fokus liegt vor allem auf der Steigerung der Effizienz von Turbinen und der Auslegung auf flexible Einsatzmöglichkeiten. Um diese beiden Punkten zu erfüllen, treten Fragestellungen wie die richtige Parametrisierung der Brennkammer und der richtigen Mischverhältnisse der Brennstoffe in den Vordergrund.

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Herausforderungen

Eine Herausforderung sind hier thermoakustische Resonanzfälle bzw. thermoakustische Schwingungen. Diese oft auch als Verbrennungsschwingung bezeichneten Druckschwingungen, werden durch die Resonanzfrequenzen der Brennkammer hervorgerufen und können zu schwerwiegenden Schäden der Brennkammer führen, sowie aller umgebenden Bauteile.

Als weiteres Ziel wird das Verhindern gefährlicher Schwingungen an Rotoren, Kompressoren und Wellen postuliert. Damit ließen sich sichere Betriebsbereiche der zukünftigen Turbine festlegen und das Design der Turbine könnte auf einen vergrößerten Einsatzbereich angepasst werden.

Intelligente Mess- und Analysetechnik

Unsere Lösung

Die Installation eines vollständigen Mess- und Analysesystems für die Auswertung der unterschiedlichen Schwingungsarten, die an Turbinenprüfständen vorkommen können. Dieses beinhaltet Sensorik, um jegliche Abweichungen der Standartwerte feststellen zu können, eine hochwertige Hardware für die Verarbeitung der Daten und eine smarte Software zur Analyse der Daten. Auf Basis der resultierenden Rückschlüsse kann das Design der Bauteile verbessert und darüber hinaus der sichere Betrieb der Prüfstände gewährleistet werden. Die für die Auswertung relevanten Größen belaufen sich unter anderem auf Druck, Beschleunigung, Dehnung und Temperatur.

Das IFTA ArgusOMDS, unsere All–in-One Lösung in Verbindung mit der Auswertungssoftware IFTA TrendViewer liefert eine, auf den spezifischen Prüfstand anpassbare Lösung, um die richtigen Rückschlüsse auf alle zu testenden Bauteile ziehen zu können. Auf der Basis einer flexiblen Hard- und Software liefert das vollständige Mess- und Analysesystem die Grundlage für die Inbetriebnahme des Prüfstands, dem Aufzeichnen von Messpunkten als Referenz und zur Protokollierung bis hin zum Schutz der Turbine.

Die flexible Eingangskarte AD4Pro mit galvanischer Trennung und integriertem Ladungsverstärker, die zu jedem Sensor passt, ermöglicht eine einfache und schlanke Messkette und vermeidet so Fehlerquellen. Durch eine lückenlose Langzeitspeicherung inklusive der hochauflösenden Rohdaten von IFTA Systemen werden Testläufe über längere Zeiträume (Wochen & Monate) ermöglicht und schleichende Veränderungen messbar.