Von gesammelten Erfahrungen profitieren
Erfahren Sie hier mehr zu den Themen und Herausforderungen bei denen wir in der Vergangenheit unsere Expertise anwenden konnten, um projektspezifische Lösungsansätze für unsere Kunden zu entwickeln und umzusetzen.
Einige IfTA Referenzen
Siemens - CEC
Berlin - SGT5-8000H
Produkt: ArgusOMDS
Untersuchung von Verbrennungsschwingungen in Gasturbinen unter realen Bedingungen.
SWM München,
Frühwarnsystem
Produkt: ArgusOMDS + Precursor
Effektivitätssteigerungen bei Gasturbinen durch den Einsatz eines Frühwarnsystems.
MTU &
UniBw M
Produkt: AIC System
Luftfahrtforschungsprogramm zur aktiven Verdichterkontrolle.
Großfeuerungen
in der Industrie
Vermeidung von Verbrennungsschwingungen in unterschiedlichen Großbrennergeometrien.
Kleinfeuerungs-
anlagen im Alltag
Vermeidung von Verbrennungsschwingungen in Gasthermen, Großküchen und Heizgeräten.
Siemens, CEC Berlin - SGT5-8000H
Produkt: Argus OMDS
Mit intelligenter Schwingungsmesstechnik zur sauberen Energie
Der zunehmende Einsatz von regenerativen Energien aus Photovoltaik und Windkraft führt zu einem gesteigerten Bedarf an schnell erzeugbarer elektrischer Energie, wenn es zu Schwankungen in der solaren Einstrahlung oder der Windversorgung kommt. Moderne Gaskraftwerke überbrücken diese Versorgungslücke perfekt, da sie schnell hochfahren und ihre Leistung in einem weiten Bereich variieren. Dieses komplexe Zusammenspiel wird durch intelligente Schwingungsmesstechnik signifikant unterstützt. Fünf entscheidende Anforderungen, um Komplexes einfach messbar zu machen. Der Gas- und Dampfturbinen (GuD)-Betrieb verfügt über einen sehr guten Wirkungsgrad bei gleichzeitig geringem CO2-Ausstoß - circa 60 % weniger als aus Braunkohlekraftwerken. Das aktuell modernste Kraftwerk von diesem Typ steht nördlich von München in Irsching und hat einen Wirkungsgrad von 60,75 %. Die weltweit leistungsstärkste Maschine der Firma Siemens, die Gasturbine SGT5-8000H mit einer elektrischen Leistung von über 375 MW, ist dort im Einsatz.
Prüfstände zur Optimierung von Gasturbinen
Um die Verbrennungseffizienz seiner Kraftwerke kontinuierlich zu optimieren, hat Siemens ein hochmodernes Testcenter, das Clean Energy Center (CEC) in Ludwigsfelde nahe Berlin, errichtet. Einzelne Brennkammern der Gasturbine werden unter hohem Druck und vorgeheizter Luft oder Gas - das heißt unter realistischen Bedingungen - betrieben. Neben den Emissionen sind thermoakustische Phänomene bzw. Verbrennungsschwingungen in der Brennkammer und die dynamischen Materialbelastungen Teil der Untersuchung. Zur Messung dieser Signale kommen Hochtemperaturdruck- und -beschleunigungsaufnehmer, Dehnmessstreifen und diverse andere Sensoren zum Einsatz.
SWM München, Frühwarnsystem PreCursor
Produkt: ArgusOMDS + Precursor
Effizienzsteigerungen in Gaskraftwerken im Kontext der Energiewende
Das Heizkraftwerk Süd der Stadtwerke München zeigt, wie es – unter der Bedingung, dass keine Grundlast gefragt ist - möglich ist, sich den Herausforderungen der Energiewende zu stellen: durch Nutzung von Wind- und Sonneneinstrahlung in Kombination mit Regelleistung durch Gasturbinen. Für die erforderliche Wirtschaftlichkeit sorgt das Monitoring- und Frühwarnsystem von IfTA.
Die Energiewende und die Entwicklung hin zu erneuerbaren Ressourcen stellen den Energiemarkt vor neue Herausforderungen. Konkret heißt dies, immer mehr erneuerbare Energie fließt in die Stromnetze mit Schwankungen aufgrund von Sonneneinstrahlung und Wind. Um diese Schwankungen auszugleichen wird Regelenergie bereitgestellt. Da Gasturbinen flexibel an den Strombedarf anpassbar sind, sind sie oft im Einsatz, um diese Regelenergie zu liefern und somit das Netz zu stabilisieren. Gegenwärtig sind sie im Grundlastbetrieb verglichen mit anderen Anlagen z. B. Kohlekraftwerken nicht konkurrenzfähig. Um diese Regelenergie zu liefern, werden die Maschinen in Teillast betrieben und reagieren so in kurzer Zeit auf zunehmenden oder auch sinkenden Energiebedarf. Ein breites verwertbares Leistungsband, sowie eine niedrige Teillastgrenze sind dabei wichtig.
MTU & UniBW M
Produkt: AIC-System
Forschungsprojekt der IfTA mit der Universität der Bundeswehr München und der MTU Aero Engines
Interdisziplinäre Forschung und Entwicklung auf hohem Niveau konnten wir im Rahmen eines vom Freistaat Bayern geförderten Vorhabens erfolgreich betreiben. Nach drei Jahren Projektdauer waren alle anfangs definierten Ziele erfüllt: die Projektpartner ISA der Universität der Bundeswehr München, MTU Aero Engines und IfTA konnten mit dem durch die IfTA GmbH entwickelten Regler den stabilen Arbeitsbereich des ISA-eigenen Larzac Triebwerkes mit Hilfe einer aktiven Verdichterkontrolle signifikant vergrößern. Dieses Projekt wurde im Rahmen eines vom Freistaat Bayern geförderten Luftfahrtforschungsprogramms durchgeführt und initiiert von der Universität der Bundeswehr München.
In dessen Rahmen wurde die Möglichkeit der aktiven Kontrolle von Verdichterinstabilitäten an einer Fluggasturbine untersucht. Ziel der Forschung war es, die Pumpgrenze des am Institut für Strahlantriebe zur Verfügung stehenden Verdichters eines LARZAC 04 C5 Triebwerks mit Hilfe aktiver Maßnahmen, d.h. dem Einsatz eines Reglers, so zu verschieben, dass der stabile Arbeitsbereich vergrößert und damit die Effizienz des Verdichters gesteigert wird.
Die IfTA als kompetenter Partner
Nach ersten erfolgreichen Regelversuchen anderer Forschungseinrichtungen an reinen Versuchsverdichtern stellte diese Arbeit eine erste Anwendung an einem realen und kompletten Flugtriebwerk dar. Die IfTA GmbH lieferte bei diesem Projekt die gesamte Reglerhardware und -software und unterstützte die Universität bei der Signalerfassung (Messtechnik, Aufzeichnung) und Auswertung (Analyse, Algorithmen). Außerdem wurden natürlich im Verlauf des Projekts Weiter- und Neuentwicklungen der Hard- und Software durchgeführt, um eine optimierte Regelung zu ermöglichen.
Großfeuerungen in der Industrie
Ausgangslage
Die Leistung der Großfeuerungsbrenner liegt im oberen kW bis unteren MW Bereich und sie werden z.B. in größeren Büros oder Kaufhäusern, in Stadien oder in Flughäfen eingesetzt. Sie besitzen keine eigene Brennkammer mehr, sondern werden mit verschiedensten Kesseln anderer Hersteller betrieben. Das bedeutet, dass die Brenner in unterschiedlichen Geometrien, unter variierenden Bedingungen ein stabiles Verhalten aufweisen müssen. Es ist deshalb wichtig, die Schwingungsneigung der Brenner genau zu kennen, um deren Instabilitätsrisiko beim Einsatz in verschiedenen Geometrien abschätzen zu können.
Kleinfeuerungsanlagen im Alltag
Ausgangslage
Unter Kleinfeuerungen verstehen wir Verbrennungssysteme im unteren kW-Bereich, die z.B. als Gasthermen, Brennwertgeräte, Ölbrenner usw. in Wohnungen, Ein- und Mehrfamilienhäusern zum Einsatz kommen. Des Weiteren zählen dazu Gasöfen bzw. Bräter für Großküchen, Gasheizungen im Campingbereich und ähnliche Systeme mit einer definierten Brennraumgeometrie, in der sich akustische Eigenschwingungen etablieren können, sowie einer darin brennenden Flamme.
Auswirkungen
Vor allem im Bereich der Heizgeräte ist neben einem schadstoffarmen und effizienten Betrieb besonders eine ruhige Verbrennung von Bedeutung, da eine direkte oder indirekte Geräuschentwicklung durch thermoakustische Schwingungen zu einer z.T. erheblichen Beeinträchtigung der Wohn- und damit auch Lebensqualität führen kann. Wie für Großsysteme gilt auch für Kleinfeuerungen, dass Verbrennungsschwingungen von unscheinbaren Umgebungsänderungen verursacht werden können (Gaszusammensetzung, Einbaubedingungen, Arbeitspunkt, Umgebungstemperatur etc.). Die Auswirkungen dieser Änderungen können vielfältig sein: niederfrequentes Brummen mit fester oder auch variabler Frequenz beim Anfahren, plötzliches, kurzzeitiges Auftreten von Instabilitäten, verursacht z.B. durch das Schließen einer Türe (und dem damit verbundenen Druckstoß), hochfrequentes Pfeifen (etwa 800Hz, 120dB) beim Betrieb in einem bestimmten Arbeitspunkt, etc.
