Vibrationsgrenzschalter mit Turboantrieb sorgt für sicheres Messsignal

Manchmal können scheinbar schwierige Messsituationen durch einfache Technologien gelöst werden – vorausgesetzt sie sind für die anspruchsvollen Umgebungen robust genug. So geschehen im Jining Thermal Wärmekraftwerk der China Huaneng Group Co, Ltd. in Jining in der ostchinesischen Provinz Shandong. Dort vereinfachte der Vibrationsgrenzschalter VEGASWING 66 schlagartig die bisher als kompliziert geltende Füllstandmessung.

Im Produktionsprozess des chinesischen Wärmekraftwerks in Shandong mit einer Leistung von 380 MW wird ein Hochdruck-Dampf-Bypass-System eingesetzt, das jedoch in erster Linie beim Hochfahren der Turbine zum Tragen kommt. Startet die Turbine, wird Wasser im Kessel erhitzt und Dampf erzeugt. Zu diesem Zeitpunkt entsprechen die Dampfparameter jedoch noch nicht dem Turbinenbetriebszustand. Die Temperatur des Dampfes ist noch zu niedrig und er enthält zu viel Feuchtigkeit. Vor allem die Feuchtigkeit ist problematisch für die Turbine, da feinste Wassertröpfchen die Turbinenschaufeln mit hoher Geschwindigkeit treffen, was zu Beschädigungen auf den Turbinenschaufeln führen kann. Daher wird der Dampf aus dem Kessel zunächst durch ein Bypass-System geführt. Erst wenn der Dampf im richtigen Zustand – sprich ohne Wassertröpfchen und auf Betriebstemperatur – ist, wird das System abgeschaltet und der Dampf in die Turbine geführt.

Bei Verwendung des Dampf-Bypass-Systems sammelt sich Wasser am Boden der Leitung. Wird das Wasser nicht rechtzeitig abgelassen, wird das Rohr überflutet, was zu problematischen Situationen führen kann. Daher muss der Wasserstand rechtzeitig erkannt und abgelassen werden. In der Vergangenheit wurde das Wasser im Dampfbypass-System der Turbine durch einen Schwimmerschalter detektiert. Wegen häufiger Fehlermeldungen kam es vermehrt zu Ausfällen. Es wurde daher ein Grenzschalter gesucht, der zuverlässig selbst bei hohen Temperaturen (bis zu 325,5 °C) und hohem Druck (38 bar) funktioniert.

Jedoch sind viele Messverfahren mit diesen Prozessbedingungen überfordert. So sind Vibrationsgrenzschalter eigentlich wegen ihrer Einfachheit geschätzt. In der Vergangenheit stießen sie jedoch an ihre Grenzen, sobald die Temperaturen über 280 °C stiegen oder in extrem tiefe Bereiche sanken. Hintergrund ist, dass der Antrieb, der die Schwinggabel in einer bestimmten Frequenz anregt, auf der Piezotechnik basiert und diese wiederum ist für solche extremen Temperaturen nicht ausgelegt.