neuer Turbinenläufer
 

Neuer Turbinenläufer

Nach Turbinenschaden bei Innovatherm in Lünen sorgt Uniper Anlagenservice für schnellen Ersatz.

Kunde:

Innovatherm

Zeitraum:

2017

Zusammenfassung

In Europas größtem Wirbelschichtofen zur Entsorgung kommunalre und industrieller Klärschlämme fällt die angeschlossene Dampfturbine aus. Sie erzeugt Strom für den Eigenbedarf, eine benachbarte Kohlemahlanlage und die Stadt Lünen. Die Experten von Uniper Anlagenservice handeln schnell und bauen eine neue Turbine ein.

Herausforderung

Bei der Befundaufnahme Anfang 2017 stellt sich heraus, dass der Schaden nicht zu reparieren ist. Ein neuer Turbinenläufer muss gefertigt werden, und das möglichst schnell, da jeder ausgefallene Produktionstag Innovatherm eine Menge Geld kostet. Vier Monate hatte Uniper Anlagenservice Zeit, um Ersatz zu beschaffen. 

Lösung

Mit einem eingespielten Kooperationspartner in Rumänien, der den Rohling herstellte, einem umfangreichen Re-Engineering der Experten von Uniper Anlagenservice und mit Prüfspezialisten vor Ort, die den Produktionsfortschritt begleiteten, gelang die Aufgabe. Im Sommer 2017 verließ der neue Turbinenläufer die Produktionshalle. Nach drei Tagen und 2.300 Kilometern Transport erreichte er zunächst die Werkstatt von Uniper Anlagenservice in Gelsenkirchen. Dort wurde noch einmal die Passgenauigkeit überprüft. Für den anschließenden Transport nach Lünen demontierte UAS die Anlage und baute sie dort wieder zusammen. In zwei Schichten von morgens früh bis in die Nacht installierten täglich acht Mitarbeiter die neue Anlage. Am Ende schaffte es das Team sogar einige Tage früher als geplant.
 

Key Facts

1.000

Grad Celsius

erreichte die Temperatur in der beschädigten Turbine

2.300

km weit

wurde die neue Turbine transportiert, von Rumänien nach Deutschland

8.000

Runden pro Minute

drehen die neuen Turbinenläufer wieder anstandslos

„Es geht immer super zügig, und die Abwicklung ist sehr gut.“
Frank Slickers
Innovatherm
Peter Brüggemann (links) und Frank Slickers in der Halle mit der Dampfturbine
Peter Brüggemann (links) und Frank Slickers in der Halle mit der Dampfturbine
Eingerahmt von zahlreichen Apparaturen und Leitungen: die defekte Turbine m grünen Gehäuse
Eingerahmt von zahlreichen Apparaturen und Leitungen: die defekte Turbine m grünen Gehäuse
Abgerissen und teilweise geschmolzen: die beschädigte Laufschaufel in der Turbine
Abgerissen und teilweise geschmolzen: die beschädigte Laufschaufel in der Turbine
Der Läufer-Rohling in Bearbeitung bei General Turbo in Rumänien
Der Läufer-Rohling in Bearbeitung bei General Turbo in Rumänien

Komplette Projekt-Story

In Europas größtem Wirbelschichtofen entsorgt in Lünen kommunale und industrielle Klärschlämme. Die angeschlossene Dampfturbine erzeugt Strom für den Eigenbedarf, eine benachbarte Kohlemahlanlage und die Stadt. Als sie ausfällt, handeln die Experten von Uniper Anlagenservice schnell. Denn jeder verlorene Tag kostet eine Menge Geld.

Turbinenschaden in Lünen

An einem Abend Anfang Februar 2017 ging bei Innovatherm in Lünen die Turbine in den sogenannten Schnellschluss. Die Maschine hatte sich selbst abgeschaltet, weil etwas nicht rund lief. Zuvor hatten sich Schwingungen an der Welle bemerkbar gemacht, Schleifgeräusche waren zu hören. Die Turbine schaltete sich ab, als die Schwingungen die Toleranz überschritten. Die Folge: Innovatherm musste auch den Dampfkessel außer Betrieb nehmen. Damit lag die gesamte Anlage still.

Befundaufnahme

Von außen war allerdings kein Schaden zu sehen. „Wir müssen aufdecken“, empfahl daher Falko Poy, der von Uniper Anlagenservice (UAS) sofort nach Lünen gekommen war. Binnen kürzester Zeit rückte ein Expertenteam an und wertete die Daten aus. Dann öffneten die Fachleute Teil für Teil – aber entdeckten zunächst nichts. Erst bei der letzten Reihe, als die Turbinenwelle gedreht wurde, sahen sie den Schaden: Mehrere Schaufeln waren abgerissen und zum Teil geschmolzen. Eine Reparatur war damit ausgeschlossen, ein neuer Turbinenläufer musste gefertigt werden. Und das möglichst schnell, da jeder ausgefallene Produktionstag Innovatherm eine Menge Geld kostet.

In der Befundaufnahme stellte eine eigens gebildete Untersuchungsgruppe verschiedene Hypothesen auf und glich sie mit den Befundberichten, Anlagendaten und technischen Untersuchungsergebnissen ab. Das mögliche Szenario, in Bruchteilen einer Sekunde: Verschiedene schädliche Einflüsse auf die Turbine verketten sich. Es entstehen ungünstige Schwingungsanregungen, ein Schaufelschloss lockert sich, so dass die Schlussschaufel radial nach außen schiebt. Der Effekt setzt sich fort – die Schaufel legt sich quer zwischen der Laufschaufelreihe, dem drehenden Teil der Turbine, und der unbeweglichen Leitschaufelreihe. Es kommt zu Reibverschweißungen, die die Temperatur in der Turbine massiv auf über 1.000 Grad Celsius erhöhen. Am Ende werden gleich mehrere Turbinenschaufeln abgerissen, was die erwähnten Schwingungen und Reibungsgeräusche erklärt.

Re-Engineering

Für Innovatherm stellte sich natürlich die Frage: Wie schnell bekommen wir Ersatz? „Uniper Anlagenservice gab an, es in nur vier Monaten zu schaffen“, sagt Instandhaltungsleiter Frank Slickers. „Das war selbstverständlich sehr attraktiv. Und wegen der guten Erfahrung in der Zusammenarbeit trauten wir es unserem Dienstleister auch zu.“ Also setzte sich Uniper gegenüber einem konkurrierenden Angebot durch. „Wir haben von unserer eingespielten Kooperation mit General Turbo profitiert, einem rumänischen Unternehmen. Es zählt zu den größten unabhängigen Herstellern in Europa“, erläutert Denis Schlieper, Leiter Maschinentechnik bei UAS. General Turbo konnte mit einer benachbarten Gießerei zügig den Rohling herstellen und die weiteren Fertigungsschritte sofort anschließen. Voraussetzung dafür: ein umfangreiches Re-Engineering. Denn der Turbinenläufer musste aufwendig nachgemessen werden, um ihn exakt nachzukonstruieren. Dafür nahmen die UAS-Experten den gesamten Turbinenläufer auseinander. Stück für Stück erfassten sie so genau wie möglich, arbeiteten dabei mit dreidimensionalen Scans. „Wenn wir nur an einer Stelle ein Zehntel Millimeter danebenliegen, summiert sich das über die gesamte Anlage zu einem unhaltbaren Zustand“, sagt Projektleiter Peter Brüggemann. Eine weitere Schwierigkeit: Das Nachmessen erfolgte an einem gebrauchten Turbinenläufer mit entsprechenden Verschleißstellen. „Den Idealzustand mussten wir daher zusätzlich definieren.“

Neufertigung

Mit den fertigen Plänen war das Team von Uniper Anlagenservice aber noch längst nicht aus der Verantwortung. Nun schloss sich die Qualitätssicherung an. Dafür waren ständig UAS-Experten in Rumänien. Prüfspezialisten checkten mit verschiedenen Methoden den Produktionsfortschritt. Auch Instandhaltungsleiter Frank Slickers von Innovatherm schaute mehrere Male bei General Turbo vorbei. Zwischendurch schickten sich die Teams von Innovatherm und Uniper Anlagenservice fast täglich via Handy die Fotos vom Fortschritt der Turbinenläufer-Produktion. „Die Zusammenarbeit zwischen den Kollegen von Uniper und uns klappt seit Jahren. Es geht immer super zügig und die Abwicklung ist sehr gut“, fasst Frank Slickers zusammen.

Im Sommer 2017 verließ der neue Turbinenläufer schließlich die Produktionshalle. Nach drei Tagen und 2.300 Kilometern Transport erreichte er zunächst die Werkstatt von Uniper Anlagenservice in Gelsenkirchen; vor dem Einbau in Lünen prüften die Fachleute Läufer, Leitschaufelträger und Gehäuse ein letztes Mal auf Passgenauigkeit. „Wir nennen das Paarung: Wenn die einzelnen Komponenten zusammenkommen, sieht manchmal die Sache anders aus. Zum Beispiel kann das Spiel zwischen zwei Teilen doch zu eng sein“, erläutert Peter Brüggemann. Dann wird nachgearbeitet. Im Fall Innovatherm passten die beiden Hälften des Gehäuses um eine Winzigkeit nicht optimal aufeinander. Die Werkstatt-Mitarbeiter stellten dann in Handarbeit die nötige „Plan-Parallelität“ her. Für den anschließenden Transport nach Lünen demontierte UAS die Anlage und baute sie dort wieder zusammen. „Der Kunde verfügt nicht über die nötige Kran-Kapazität, um das große Gewicht in einem Stück zu heben“, erläutert Denis Schlieper. Deshalb ging es nur so: In zwei Schichten von morgens früh bis in die Nacht installierten täglich acht Mitarbeiter die neue Anlage – denn die Zeit drängte, vier Monate waren bald vorbei. Am Ende schaffte es das Team sogar einige Tage früher als geplant. „Das hat uns natürlich sehr gefreut und unser Vertrauen bestätigt“, sagt Frank Slickers von Innovatherm. Nun dreht der Turbinenläufer wieder anstandslos seine 8.000 Runden in der Minute.

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