Kraftwerk im Gleichgewicht mit VEGAFLEX 81

Nur wenn die richtige Dampfqualität vorliegt, kann das Kraftwerk Marchwood seinem Ruf, eines der effizientesten Kraftwerke Großbritanniens zu sein, gerecht werden. Eine instabile Füllstandmessung bereitete dem Technikerteam jedoch regelmäßig Kopfzerbrechen. Erst die Füllstandmessung von VEGA brachte Sicherheit.
Effizienz ist nicht immer einfach. Gerade im Kraftwerksbereich sorgen schon winzige Temperatur- und Druckunterschiede dafür, dass das sorgsam ausgeklügelte Gleichgewicht zwischen Dampfdruck und -temperatur ins Schwanken gerät und dadurch wertvolle Effizienz verloren geht. So auch in einem Kraftwerk in der Nähe von Southampton, wo der Betreiber eine zuverlässigere und genauere Füllstandmessung benötigte. Das bis dahin zum Einsatz kommende Messsystem – eine sehr komplexe, jedoch übliche Lösung für die Messung von Kondensat – war alles andere als einfach.
Marchwood Power unterhält im Marchwood Industrial Park, unmittelbar neben dem Fluss Test gelegen, ein mit Erdgas betriebenes Gas- und Dampfturbinen-Kraftwerk. Insgesamt wurden 380 Mio. Pfund investiert. Das Kraftwerk erzeugt 900 MW Strom für das nationale Stromnetz. Genug, um fast eine Million Haushalte zu versorgen. Die Anlage ist eines der effizientesten Kraftwerke in Großbritannien.

Messtechnik von VEGA als Lösung

Zu der hohen Effizienz trägt unter anderem auch die Messtechnik von VEGA bei, die tief im Innern der Anlage sitzt. Direkt unter der Dampfturbine befindet sich ein Kondensatbehälter, indem der aus der Turbine ausströmende Dampf wieder kondensiert wird. Dieses Kondensat wird danach wieder aufgeheizt und verdampft, um anschließend wieder in die Dampfturbine geleitet zu werden. Eine zuverlässige und genaue Füllstandkontrolle im Kondensator ist in diesem Teil des Prozesses entscheidend. Ist der Füllstand zu hoch, könnte Flüssigkeit in die Turbine gelangen, was unter Umständen zu weitreichenden Schäden führen kann. Gleichzeitig muss das Kondensat auf einem konstanten Niveau mit optimalem Gegendruck und Vakuum gehalten werden, um den Kondensationsprozess und den Wirkungsgrad der Turbine zu optimieren.

Bypassrohr mit einem Durchmesser von 50 mm und mit oben und unten liegenden Absperrventilen

Bei der ursprünglichen Planung und Inbetriebnahme bestand die Anlage aus drei Differenzdruckmessumformern in einer 2 aus 3-Auswahlschaltung. Der LP-Schenkel (Niederdruck) des DP-Systems erforderte ein kontinuierliches Nachfüllen aus einem Kondensatbehälter. Dies lag daran, dass das Vakuum innerhalb des Kondensators den LP-Schenkel entleerte, was zu Fehlern in der Füllstandmessung führte. Das Hauptproblem war also die Aufrechterhaltung einer konstanten Kondensatversorgung des Niveausystems mit einer Reihe von Ventilen und Rotametern, da Schwankungen im Durchfluss Fehler im System verursachen würden.

Bei dieser Auswahlschaltung kann ein Messwert abweichen, sobald jedoch zwei Messwerte außerhalb der Toleranzen liegen, wird ein Fehler gemeldet und entsprechende Maßnahmen eingeleitet. Und genau das war das Problem. Aufgrund der komplexen Anordnung lieferte einer der drei Differenzdruckmessumformer immer wieder falsche Pegelmessungen. Das Risiko war also groß, dass eine Störung ausgelöst wird. Wenn alle drei Sensoren einen anderen Messwert anzeigen, muss die Anlage vorsorglich abgeschaltet werden, was wiederum die Verfügbarkeit der Anlage senkt.
Die Herausforderung: Ein Differenzdruckmessgerät in dieser Anwendung ist aufgrund der miteinander verbundenen Rohrleitungen, Ventile, Rotameter und Kondensatbehälter ausgesprochen komplex. Die Wartung des Systems war zeitaufwändig, da das Kondensat in den Töpfen und der ND-Rohrleitung auf gleichem Niveau gehalten und die Kalibrierung der Differenzdrucktransmitter beibehalten wurde.
Marchwood Power wollte daher eine neue Lösung, die zuverlässiger und genauer arbeitet, aber auch wartungsärmer ist, um letztendlich eine höhere Anlagenverfügbarkeit zu ermöglichen. Dabei setzte man aus Sicherheitsgründen weiterhin auf die 2 aus 3-Auswahlschaltung.

Optimale Messergebnisse in Bypassrohren mit dem VEGAFLEX 81

Verbindungsleitungen des Kondensatbehälters mit drei Geführten Radarsensoren des Typs VEGAFLEX 81 in den Bypassrohren.

VEGA empfahl dem Unternehmen, zusätzliche Verbindungsleitungen des Kondensatbehälters zu installieren, so dass drei Geführte Radarsensoren des Typs VEGAFLEX 81 in die Bypassrohre mit einem Durchmesser von 50 mm und mit oben und unten liegenden Absperrventilen eingesetzt werden können. Großer Vorteil des Geführten Radarsensors VEGAFLEX ist, dass dieser unabhängig von Temperatur, Druck und Vakuum ist, was sich auch in der Praxis zeigte. So gab es keine Messprobleme in den Bypassrohren, bei einem Messbereich von knapp über 1,7 m, einem Druckbereich von 25mBar Abs bis Atmosphärisch und einer Temperatur von immer unter 40° C. Diese Bedingungen stellen für die VEGAFLEX 80-Serie, die bis 450°C und 400 Bar mit Zulassung zur direkten Kesselniveauregelung aushalten kann, keine echte Herausforderung dar, um den Anforderungen des automatisierten/unbemannten Betriebs nach EN12952-11:2007 und EN12953-9 :2007 (auch als Begrenzungseinrichtung in Redundanz) gerecht zu werden.

Nachdem die Geräte in die Bypasskammern installiert waren, mussten diese nur noch verkabelt werden und waren dann bereit für die Inbetriebnahme. Dabei konnten die Techniker von Marchwood Power die Inbetriebnahme selbst mithilfe der PACTware-Software durchführen. Vorteil: Sie erhielten gleich eine Rückmeldung zur Konfiguration und zuverlässige, genaue Aufzeichnungen über den Abgleich.
Und auch sonst überwiegten die Vorteile: Neben der Reduzierung der Wartungskosten erhielt Marchwood Power das gewünschte zuverlässige und vor allem einfache Messsystem für die Ermittlung des Füllstandes im Kondensatbehälter. Gleichzeitig waren die Kosten wesentlicher geringer, als die der Differenzdruckgeräte, die ursprünglich zum Einsatz kamen.

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