Kunden Journal Nr. 21 (PDF, 4.7 MB) - E.ON AG

Kunden Journal Nr. 21 (PDF, 4.7 MB) - E.ON AG Kunden Journal Nr. 21 (PDF, 4.7 MB) - E.ON AG

September 2013<br />

<strong>Journal</strong><br />

<strong>Kunden</strong>magazin/Customer Magazine<br />

Ausgabe/Issue <strong>21</strong><br />

Neuigkeiten und<br />

interessante Projekte<br />

News and<br />

project highlights


02 E.<strong>ON</strong> Anlagenservice<br />

Innovative Ideen setzen Akzente<br />

Instandhaltung mit Mehrwert<br />

Komplettleistungen und angepasste Servicekonzepte<br />

Christian Mehrhoff<br />

Leiter Vertrieb & Marketing<br />

Head of Sales & Marketing<br />

Konventionelle Kraftwerke waren über Jahrzehnte<br />

der Garant für eine sichere Energieversorgung und<br />

werden auch weiterhin eine wichtige Rolle spielen.<br />

Der Umgestaltungsprozess in der Energieerzeugung<br />

ist jedoch von zunehmenden Belastungen<br />

für die Betreiber geprägt. Einerseits kommen<br />

aufwändige und kostenintensive Anforderungen<br />

auf sie zu, andererseits stellen sinkende Betriebsstunden<br />

die Wirtschaftlichkeit von Anlagen infrage.<br />

Sichere Prognosen für die künftige Entwicklung sind<br />

zurzeit kaum möglich.<br />

In dieser schwierigen Situation haben wir uns die<br />

Aufgabe gestellt, unsere <strong>Kunden</strong> noch intensiver als<br />

bisher zu unterstützen.<br />

Unverzügliche Reaktionen auf Schadensmeldungen<br />

und individuelle Leistungen, speziell auf<br />

den jeweiligen Bedarf zugeschnitten, spielen<br />

dabei eine signifikante Rolle. Darüber hinaus<br />

wollen wir aber mit innovativen Ideen und<br />

vorteilhaften Servicekonzepten zur Reduzierung<br />

von Instandhaltungskosten und zur Entlastung der<br />

Betreiber beitragen.<br />

Im Rahmen unserer Aufträge übernehmen<br />

wir durchaus auch Leistungen, die bisher nicht<br />

unbedingt Bestandteil unseres Portfolios waren.<br />

Unsere Intention ist es aber vor allem, neue<br />

Perspektiven zu schaffen und Konzepte mit<br />

nachhaltigem Nutzen zu entwickeln.<br />

Ein Modell dafür ist die verantwortliche Übernahme<br />

kompletter Instandhaltungsbereiche. Den<br />

ersten Vertrag dazu haben wir mit dem Kraftwerk<br />

Staudinger abgeschlossen und im Laufe von<br />

wenigen Monaten bereits eine messbare Wirkung<br />

erzielt.<br />

Die Zusammenarbeit mit Partnern innerhalb<br />

und außerhalb des E.<strong>ON</strong>-Konzerns trägt dazu<br />

bei, unsere Möglichkeiten zu erweitern.<br />

Kompetenz, Erfahrung und eine betreiberorientierte<br />

Denkweise spiegeln sich in wertvollen<br />

Leistungen im gesamten Prozess einer Projektabwicklung<br />

wider.<br />

Nur so gelingt es, einen nachhaltigen Mehrwert<br />

für unsere <strong>Kunden</strong> zu generieren.<br />

Innovative ideas deliver new approach<br />

Value-adding maintenance solutions<br />

Complete service packages and tailor-made concepts<br />

For decades, conventional power plants were the guarantee for secure<br />

energy supplies, and they will continue to play an important role.<br />

However, the transformation of the energy industry is placing a<br />

growing burden on plant operators. They are faced with increasingly<br />

complex and costly requirements while having to cope with a<br />

reduction in the number of operating hours, which leaves serious<br />

question marks over the economic viability of these plants. As a result,<br />

it is hardly possible at present to make safe predictions for the future<br />

of power generation.<br />

In these difficult times we have set ourselves the task of supporting<br />

our clients even move effectively.<br />

Being able to respond immediately to a reported defect and<br />

bespoke solutions tailored to the needs of each individual plant play<br />

a significant role here. In addition we want to help cut maintenance<br />

costs and reduce the burden on operators by delivering innovative<br />

ideas and beneficial service concepts.<br />

As part of our contracts we also provide services which until<br />

now were not included in our portfolio. Out aim is to open up new<br />

opportunities and develop concepts with a lasting benefit.<br />

One such model involves taking over responsibility for the<br />

maintenance of entire plant sections. The first of these contracts was<br />

signed with the Staudinger power plant, and it has already had a<br />

measurable impact after only a few months.<br />

Cooperation with partners inside and outside the E.<strong>ON</strong> Group helps<br />

us expand our possibilities. Competence, experience and our ability<br />

to think like an operator are the core to delivering valuable services<br />

throughout the entire project management process. This way we can<br />

create sustainable added value for our clients.


<strong>Journal</strong> 03<br />

Inhaltsverzeichnis<br />

List of contents<br />

E.<strong>ON</strong> Anlagenservice Seite 04<br />

Full-Service in Eigenregie<br />

Neues Instandhaltungskonzept im Kraftwerk Staudinger<br />

Geschäftsbereich Apparate-/Kesseltechnik<br />

E.<strong>ON</strong> Anlagenservice Page 05<br />

A self-managed comprehensive service<br />

New maintenance concept for the Staudinger power plant<br />

Mechanical Technology Division<br />

MHKW Frankfurt Seite 10<br />

Leistungsvielfalt und Flexibilität<br />

Dritter Auftrag in diesem Jahr in der Abwicklung<br />

Geschäftsbereich Apparate-/Kesseltechnik<br />

Frankfurt power plant Page 11<br />

Wide variety of services and flexibility<br />

Work on third contract this year is underway<br />

Mechanical Technology Division<br />

Joule Enerji Seite 12<br />

Unser Partner in der Türkei<br />

Gemeinsame Serviceaktivitäten weiten sich aus<br />

Geschäftsbereich Maschinentechnik<br />

Joule Enerji Page 13<br />

Our partner in Turkey<br />

Joint service delivery expanded<br />

Rotating Technology Division<br />

Kraftwerk Gersteinwerk Seite 14<br />

Kurzfristiger Einsatz zur Schadensbehebung<br />

Schnelle Reaktion verhindert Leistungsausfall<br />

Geschäftsbereich Maschinentechnik<br />

Gersteinwerk power plant Page 15<br />

Emergency callout to repair damage<br />

Swift response prevents stoppage<br />

Rotating Technology Division<br />

Kraftwerk Wilhelmshaven Seite 18<br />

EAS-Konzept überzeugt<br />

Laufradsanierung fristgemäß durchgeführt<br />

Geschäftsbereich Maschinentechnik<br />

Wilhelmshaven power plant Page 19<br />

EAS comes up with convincing concept<br />

Rotor repair completed on time<br />

Rotating Technology Division<br />

Kraftwerk Schkopau Seite 22<br />

ND-Turbinenrevision Block A<br />

Ersatzteilbeschaffung inklusive<br />

Geschäftsbereich Maschinentechnik<br />

Schkopau power plant Page 23<br />

LP turbine overhaul of unit A<br />

Spare parts procurement included<br />

Rotating Technology Division<br />

Hochtouriges Auswuchten Seite 26<br />

Speisepumpenantriebsturbine im Wuchtbunker<br />

Erfolgreiche Vorbereitung und Durchführung<br />

Geschäftsbereich Maschinentechnik<br />

High-speed balancing Page 27<br />

Feed pump drive turbine in balancing facility<br />

Successful project preparation and execution<br />

Rotating Technology Division<br />

Kraftwerk Plattling/E.<strong>ON</strong> Energy Projects Seite 34<br />

Revision einer GE Frame 6 FA+e Gasturbine<br />

Heißgaswegeinspektion<br />

Mit gebündelter Kompetenz zum erfolgreichen Abschluss<br />

Geschäftsbereich Maschinentechnik<br />

Plattling power plant/E.<strong>ON</strong> Energy Projects Page 35<br />

GE Frame 6 FA+e gas turbine overhaul<br />

Hot gas path inspection<br />

Pooling competences for project delivery<br />

Rotating Technology Division


04 E.<strong>ON</strong> Anlagenservice<br />

Geschäftsbereich Apparate-/Kesseltechnik<br />

Full-Service in Eigenregie<br />

Eine Idee aus dem Kraftwerk Staudinger führte zu einer neuen Strategie<br />

für die Instandhaltung der Mahlanlagen und Bekohlungswege. Der EAS-<br />

Geschäftsbereich Apparate-/Kesseltechnik entwickelte dazu das richtige<br />

Konzept und ist seit April 2013, im Rahmen einer durchsatzorientierten<br />

Instandhaltung, für die Wartung der Kohlemühlen verantwortlich.<br />

Der Vertrag läuft über einen Zeitraum von sechs Jahren und<br />

bezieht sich auf die Komplettbetreuung der gesamten Anlage,<br />

quasi vom Bunkerschieber bis an den Brennerflansch, in<br />

Eigenregie. Die Abrechnung erfolgt über einen so genannten<br />

Kohlecent je Tonne Kohledurchsatz und beinhaltet sowohl<br />

die Leistungen im Schadensfall als auch gegebenenfalls<br />

erforderliche Ersatzteile. Darüber hinaus garantieren wir für<br />

unseren Verantwortungsbereich eine Verfügbarkeit von 98<br />

Prozent.<br />

In der Kraftwerksszene ist eine derartige Vereinbarung<br />

ein absolutes Novum. Bisher war es üblich,<br />

Instandhaltungsaufträge nach Aufwand oder zum Festpreis<br />

abzurechnen. Der Austausch von Teilen verursachte<br />

zusätzlich hohe Kosten, und so manche unvorhersehbare<br />

Reparaturmaßnahme wirkte sich äußerst negativ auf die<br />

ohnehin schon knappen Budgets der Betreiber aus.<br />

Im Kraftwerk Staudinger ist der Aufwand im Bereich<br />

der Kohlemühlen nun überschaubar. Zusätzliche Kosten für<br />

Reparaturen oder Ersatzteile entfallen komplett und da eine<br />

maximale Verfügbarkeit in beiderseitigem Interesse liegt, ist<br />

das Kraftwerk auch hier auf der sicheren Seite.<br />

Kraftwerk Staudinger / Staudinger power plant<br />

Quelle/Source: E.<strong>ON</strong><br />

Liefergrenze Primärluft- und Kohlestaubleitungen<br />

Battery limits of primary air and polarised coal lines


<strong>Journal</strong> 05<br />

Mechanical Technology Division<br />

A self-managed comprehensive service<br />

An idea from the Staudinger power plant has led to a new<br />

maintenance strategy for coal grinding and feeding systems.<br />

The EAS Mechanical Technology Division developed a customised<br />

throughput-based maintenance concept and in April 2013<br />

assumed full responsibility for coal mill maintenance.<br />

Under the contract, which has a term of six years, EAS is<br />

taking care of the whole grinding and conveying plant from<br />

the hopper gates and shafts to the burner flange under its<br />

own direction. Payment is by a so-called 'coal cent' per tonne<br />

of coal moved and covers all services required in the event<br />

of any damage as well as any necessary spare parts. For this<br />

part of the plant we also guarantee 98% availability.<br />

This kind of contract is a first in the power plant industry.<br />

Until now, maintenance contracts were billed on a time and<br />

material basis or at a fixed price. Having to replace parts was<br />

extremely costly, and many unscheduled repairs put further<br />

pressure on the already stretched budgets of power plant<br />

operators.<br />

At Staudinger, coal grinder maintenance costs and now<br />

easier to budget.<br />

There are no additional costs for repairs or spare parts,<br />

and with maximum availability being in everybody's interest,<br />

the operator is also on the safe side.<br />

This type of contract really differentiates us from other<br />

service providers in the market. One of the EAS principles<br />

has always been to think and act like an operator. Staudinger<br />

now has it in writing.<br />

The challenge<br />

It is, of course, somewhat risky to take over responsibility for<br />

a part of the power plant we do not fully know, as it was<br />

previously maintained by a competitor. We are also aware<br />

that this concept will not be profitable for us from the very<br />

start, but this was factored in when we developed our new<br />

approach.<br />

Battery limits of coal grinding mills<br />

Liefergrenze Kohlemühlen


06 E.<strong>ON</strong> Anlagenservice<br />

Liefergrenze Kohlemühlengetriebe<br />

Battery limits of grinding mill gearbox<br />

Mit dieser Vertragskonstellation heben wir uns deutlich<br />

von anderen Anbietern im Markt ab. Es war schon immer unser<br />

Grundsatz, wie ein Betreiber zu denken und entsprechend zu<br />

verfahren. Dem Kraftwerk Staudinger haben wir das jetzt<br />

schriftlich gegeben.<br />

Herausforderung für EAS<br />

Es ist natürlich ein Risiko, unter diesen Gesichtspunkten<br />

einen Anlagenbereich zu übernehmen, der vorher von einem<br />

Mitbewerber gewartet wurde und den wir daher nicht im<br />

Detail kennen. Wir gehen auch davon aus, dass die Rechnung<br />

für uns in der ersten Zeit noch nicht wirklich aufgeht. Diese<br />

Überlegung war jedoch von Anfang an Bestandteil unserer<br />

Planung.<br />

Wie bei allen unseren Projekten verfolgen wir auch hier<br />

eine spezielle Strategie. Unser Ziel liegt in der Optimierung<br />

der Anlage, indem wir Zug um Zug neue Technologien<br />

einbringen, Prozesse verbessern und Material mit hoher<br />

Standfestigkeit verbauen. Wir verarbeiten Werkstoffe, mit<br />

denen wir bereits gute Erfahrungen gemacht haben und<br />

visieren ein hohes Qualitätsniveau an.<br />

Dadurch werden unsere Ausgaben anfangs höher<br />

sein, sich auf die Zeit gesehen aber rentieren. Wenn die<br />

Anlage möglichst störungsfrei läuft und wir durch gezielte<br />

Maßnahmen die Standzeiten erhöhen können, reduziert sich<br />

im Nachhinein unser Aufwand. Im Rahmen dieses long term<br />

service agreements, bei dem uns die volle Verantwortung<br />

übertragen wurde, ist so ein Vorgehen machbar und sinnvoll.<br />

Liefergrenzen Mühlenbedampfung 10 – 40<br />

Battery limits of grinding mill steam supplies 10 – 40


<strong>Journal</strong> 07<br />

Battery limits of grinding mill chamber steam supply and seal air piping<br />

Liefergrenze Mahlraumbedampfung und Sperrluft<br />

As with all our projects, we pursue a specific strategy.<br />

Our aim is to optimise the plant by gradually introducing<br />

new technologies, improving processes and installing highly<br />

resistant components. We rely on materials that we have used<br />

successfully in the past and aim for high quality standards.<br />

As a result, our costs will be higher to start with, but<br />

this will pay off over the long term. Getting the plant to run<br />

without any major problems and extending service lives<br />

through targeted measures will reduce expenditure at the<br />

end of the day.<br />

Under this long-term service agreement, which gives us<br />

full responsibility for the grinding and conveying plant, this<br />

new maintenance approach is feasible and makes sense.<br />

Course of action in the event of damage<br />

We have a direct SAP link to the client, so any fault or<br />

failure signal from any of the systems we look after will be<br />

transmitted directly to us.<br />

One of the EAS team members at the power plant<br />

workshop is responsible, among other things, for monitoring<br />

the coal feeding system. If a failure occurs, he will be the first<br />

to report the problem to the Mechanical Technology Division<br />

in Gelsenkirchen.<br />

Gelsenkirchen will immediately take whatever action is<br />

necessary to repair the damage as soon as possible. This may<br />

mean despatching a specialist or an entire team to site or<br />

procuring specific spare parts.<br />

This works extremely well because our teams are flexibly<br />

organised to be available even at weekends and provide<br />

professional support at short notice. This professionalism<br />

also shows in our ability to come up with and implement<br />

innovative ideas even under immense time pressure.<br />

A good example of this approach being applied was the<br />

repair of a defective traction rod and bearing on a coal grinder<br />

at Staudinger: the standard practice would have been to fully<br />

dismantle all of the components, which would have caused<br />

five days of downtime. Our team managed to complete the<br />

repair during a normal shift (eight hours) without having to<br />

dismantle any components.<br />

This is one of the features that set us apart us from our<br />

competitors and really pay off for the client.<br />

We always explore new avenues and decide for ourselves<br />

what is necessary and what we do not need to arrive at a<br />

cost-efficient solution.<br />

We have the experience and the experience it takes and<br />

can rely on innovative people.


08 E.<strong>ON</strong> Anlagenservice<br />

Ablauf im Schadensfall<br />

Wir haben eine direkte SAP-Anbindung zum <strong>Kunden</strong>. Eine<br />

Störungsmeldung zu den von uns betreuten Anlagenteilen<br />

läuft direkt bei uns auf.<br />

Aus dem Team der EAS-Werkstatt im Kraftwerk ist einer<br />

der Mitarbeiter u. a für die Kontrolle der Bekohlungsanlage<br />

zuständig. Dieser reagiert im Schadensfall als Erster und<br />

berichtet an den Geschäftsbereich Apparate-/Kesseltechnik<br />

in Gelsenkirchen. Hier organisieren die Verantwortlichen<br />

umgehend alles Erforderliche für eine schnellstmögliche<br />

Behebung des Schadens, ganz gleich, ob es um den Einsatz<br />

von Spezialisten, einer kompletten Mannschaft oder die<br />

Beschaffung von Ersatzteilen geht.<br />

Das funktioniert bestens, denn unsere Teams sind selbst<br />

an Wochenenden flexibel genug für kurzfristige Einsätze<br />

und professionelle Leistungen. Die Professionalität spiegelt<br />

sich besonders in der Eigenschaft wider, auch unter einem<br />

enormen Zeitdruck zündende Ideen zu entwickeln und<br />

umzusetzen.<br />

Ein gutes Beispiel dafür zeigt die Reparatur eines Defekts<br />

an einer Zugstange bzw. am Lager einer Kohlemühle im<br />

Kraftwerk Staudinger: Bei der üblichen Vorgehensweise<br />

wären die Komponenten komplett demontiert worden. Das<br />

hätte zu einer Ausfallzeit von rund fünf Tagen geführt.<br />

Unser Team hat es geschafft, diese Reparatur ohne<br />

Demontage durchzuführen und innerhalb einer normalen<br />

Schicht (acht Stunden) abzuschließen.<br />

Das ist einer der Punkte, mit denen wir uns vom Wettbewerb<br />

abheben und unseren <strong>Kunden</strong> Vorteile verschaffen. Wir gehen<br />

immer wieder neue Wege, entscheiden selbst, was getan<br />

werden muss und was nicht erforderlich ist und erzielen<br />

damit wirtschaftliche Ergebnisse.<br />

Dafür haben wir die Erfahrung, die Kompetenz und<br />

innovative Teams.<br />

Ein weiter Punkt liegt in der Material-/Ersatzteilbeschaffung.<br />

In der Kraftwerkstechnik geht der Trend,<br />

allein schon aus Budgetgründen, ganz klar hin zu Non-<br />

OEM-Komponenten. Die Erfahrung hat gezeigt, dass wir von<br />

unseren Unterlieferanten gleiche, teilweise sogar bessere<br />

Qualität zu deutlich günstigeren Konditionen beziehen<br />

können. Dieser Aspekt ist Bestandteil unserer Kalkulation für<br />

eine durchsatzorientierte Instandhaltung und rechnet sich<br />

umso mehr, wenn weitere Kraftwerke sich für dieses Konzept<br />

entscheiden.<br />

Davon gehen wir aus, denn diese Vertragsvariante<br />

trägt als bedeutsamer Baustein zu mehr Effizienz in<br />

Energieerzeugungsanlagen bei.<br />

Die EAS geht als Partner auf unsere <strong>Kunden</strong>wünsche ein,<br />

und so konnten bereits im Stillstand im Sommer erste<br />

Optimierungen an den Zuteilern gemeinsam umgesetzt<br />

werden.<br />

Dr. Patrick Fleischer<br />

Instandhaltungsleiter<br />

Kraftwerk Staudinger


<strong>Journal</strong> 09<br />

Fuel hopper / Kohlebunker<br />

Battery limits of coal feed conveyor<br />

Liefergrenzen Zuteiler Plattenband<br />

Feed conveyor gear / Plattenbandantrieb<br />

Another aspect is material/spare parts procurement.<br />

In the power industry, there is a trend towards non-OEM<br />

components, not least for cost reasons. Experience has<br />

shown that our subcontractors can offer the same or even<br />

higher quality standards at much lower prices. This aspect<br />

is an integral part of our throughput-based maintenance<br />

approach. It will become even more cost-effective, if other<br />

power plants decide to follow suit. We expect they will,<br />

because this contract option is an important element in<br />

achieving greater efficiency for power generating facilities.<br />

EAS is very good at tailoring its services to our<br />

requirements as a client. This has allowed us to<br />

complete the first modifications to the feed conveyors<br />

in summer when the plant was down for the first time.<br />

Dr. Patrick Fleischer<br />

Head of Maintenance<br />

Staudinger Power Plant


10 E.<strong>ON</strong> Anlagenservice<br />

MHKW Frankfurt<br />

Leistungsvielfalt und Flexibilität<br />

Das Müllheizkraftwerk Frankfurt (MHKW) gehört zu den modernsten und<br />

umweltfreundlichsten Müllverbrennungsanlagen Deutschlands. Die Kapazität der<br />

vier Verbrennungslinien liegt bei rund 525.000 Tonnen Hausmüll pro Jahr. Mit<br />

einer maximalen Leistung von 47 MW el<br />

und 99 MW th<br />

können etwa 47.000 Haushalte<br />

mit elektrischer Energie und Fernwärme beliefert werden. Betrieben wird die<br />

Anlage von der MHKW Frankfurt am Main GmbH, einer gemeinsamen Gesellschaft<br />

der FES Frankfurter Entsorgungs- und Service GmbH und der Mainova <strong>AG</strong>.<br />

Bereits mit der Abwicklung des ersten Auftrags überzeugte der EAS-<br />

Geschäftsbereich Apparate-/Kesseltechnik seinen Neukunden MHKW. Die<br />

Reparaturarbeiten an der Membranwand des Kessels verliefen nach den<br />

Vorstellungen des <strong>Kunden</strong>. Alle Schweißarbeiten wurden mit einer Null-Fehler-<br />

Quote abgeschlossen.<br />

Der Kunde war sehr zufrieden mit den Abläufen auf der Baustelle, der<br />

Qualität der Arbeiten und einer abschließenden Dokumentation.<br />

In einem zweiten Auftrag stellten wir unser Leistungsportfolio an den<br />

Verbrennungsrosten vor. Flexible Reaktion auf wechselnde <strong>Kunden</strong>ansprüche<br />

konnten wir unter anderem dadurch unter Beweis stellen, indem<br />

wir zusätzliche Kapazitäten für Zerspanungsarbeiten in unserer Zentralwerkstatt<br />

zur Verfügung stellten. Im Ergebnis konnte der Kunde<br />

seine Anlage termingerecht in Betrieb nehmen.<br />

Inzwischen bearbeiten wir mit der Teilsanierung des Müllbunkers den<br />

dritten Auftrag im MHKW Frankfurt in diesem Jahr. Im Zuge dieser Teilsanierung<br />

erbringen wir, unter dem hohen zeitlichen Druck eines Gesamtstillstandes,<br />

Facharbeiten in Verbindung mit Stahl und auch Holz.<br />

In diesem sehr sensiblen Bereich eines Müllheizkraftwerkes, unter<br />

Berücksichtigung der Durchführung verschiedenster anderer Gewerke und<br />

unter Einhaltung des Arbeitsschutzes, müssen die Arbeiten in sehr enger<br />

Abstimmung mit dem <strong>Kunden</strong> und anderen Lieferanten durchgeführt<br />

werden. Für diese Arbeiten wurde zusätzlich ein Autokran auf der Bunkersohle<br />

eingesetzt.<br />

Aufgrund der korrodierten Halterungen des Holzes entwickelten wir ein<br />

spezielles Konzept, das zur Sicherung der Hölzer angewandt werden konnte,<br />

um eine aufwändige Sanierung der Träger zu vermeiden (Bild 1).<br />

In dem laufenden Projekt, das in der zweiten Hälfte August 2013<br />

abgeschlossen sein wird, wurde der Stahlbau am Boden des Flachbunkers<br />

bereits erneuert. Die Träger zur Bunkerschürze werden noch verschweißt<br />

(Bild 2).<br />

Im Außenbereich werden die Harthölzer mittels Bandsägen auf Maß<br />

gesägt. Der erste Teil ist bereit zum Einbau (Bild 3).<br />

Bild 4 zeigt das Verschweißen des Abschlussträgers mit der Bunkerschürze.<br />

Die Wand am Müllabwurf ist bereits entkernt. Nachdem die Erneuerung<br />

des Stahlbaus erfolgt ist, wird das Holz eingebaut (Bild 5).<br />

Während der Projektabwicklung werden die laufenden Arbeiten immer<br />

wieder zwischen Kunde, Fachbauleiter, Bauleiter und Projektierer abgestimmt<br />

(Bild 6). Ein wichtiger Punkt dieser Besprechungen vor Ort ist darüber hinaus<br />

die ständige Kontrolle der erforderlichen Sicherheitsvorkehrungen für eine<br />

unfallfreie Durchführung aller Arbeiten.<br />

Mit der Holzverarbeitung haben wir in diesem Projekt durchaus Neuland<br />

betreten, gleichzeitig aber auch unser Konzept „Komplettleistung aus einer<br />

Hand“ mehr als deutlich unterstrichen.<br />

Bild / Fig. 1<br />

Bild / Fig. 3<br />

Bild / Fig. 5


<strong>Journal</strong> 11<br />

Frankfurt power plant<br />

Wide variety of services and flexibility<br />

The waste-to-energy power plant in Frankfurt is one of the most modern and<br />

environmentally friendly waste incineration plants in Germany. It is designed to<br />

burn some 525,000 tonnes of household waste per year. With a maximum power<br />

generating capacity of 47 MW el<br />

and a thermal capacity of 99 MW th<br />

, it can supply<br />

about 47,000 households with electrical energy and district heat. The plant<br />

operator is MHKW Frankfurt am Main GmbH, a joint-venture company established<br />

by FES Frankfurter Entsorgungs- und Service GmbH and Mainova <strong>AG</strong>.<br />

The EAS Mechanical Technology Division had already won over its new client<br />

MHKW with its first contract – the repair of the boiler's membrane wall. This<br />

job was completed to the client's full satisfaction, with a zero-defect rate for all<br />

of the welding work.<br />

The client was very happy with the processes on site, the quality of the work<br />

and the final documentation.<br />

A second contract gave us the opportunity to demonstrate our capabilities<br />

on the firing grates. We showed that we can respond flexibly to changing<br />

customer requirements by making additional machining capacities available<br />

at our central workshop. In the end, the client was able to restart his plant<br />

according to schedule.<br />

EAS has meanwhile been awarded the third contract this year at MHKW<br />

Frankfurt. It calls for a partial refurbishment of the waste bunker. As part of<br />

this contract, which has to be delivered to a tight schedule, we are providing a<br />

number of specialist services involving the use of steel and wood.<br />

In this very sensitive area of a waste-to-energy power plant, all activities<br />

have to be coordinated closely with the client and the other disciplines, with<br />

due consideration for health and safety. For this work, EAS set up a truckmounted<br />

crane on the floor of the waste bunker.<br />

As the supports of the wooden structure were severely corroded, we<br />

developed a special concept to save the wood without the need for an<br />

extensive renewal of the supports (Fig. 1).<br />

As part of the ongoing project, which will be completed during the second<br />

half of August 2013, the steelwork on the floor of the flat bunker has already<br />

been replaced. The beams are now being welded to the bunker panel (Fig. 2).<br />

In the outside area, the hard wood sections are cut to size using band saws.<br />

The first section is ready for installation (Fig. 3). Figure 4 shows the final beam<br />

being welded to the bunker panel.<br />

The wall at the waste dropping point has already been gutted. Once the<br />

new steel is in place, the wood sections will be installed (Fig. 5).<br />

Throughout the project, all work is constantly coordinated between the<br />

client, the discipline supervisors, the construction manager and the design<br />

engineers (Fig. 6). Another important element of these consultations are the<br />

regular checks for compliance with applicable health and safety regulations to<br />

ensure that the work is completed without any accidents.<br />

While the wood processing work in this project was a first for EAS, it clearly<br />

underlined the benefits of our "one-stop-shop" concept for all services.<br />

Fig. / Bild 2<br />

Fig. / Bild 4<br />

Fig. / Bild 6


12 E.<strong>ON</strong> Anlagenservice<br />

Joule Enerji<br />

Unser Partner in der Türkei<br />

Mit dem Ziel, in der Türkei einen leistungsfähigen Kraftwerksservice auf Non-OEM-Niveau<br />

aufzubauen, gründete Kibar Dursun im Jahr 2010 in Osmangazi/Bursa das Unternehmen<br />

Joule Enerji. Gleichzeitig suchte er einen Partner aus dem Non-OEM-Bereich für<br />

gemeinsame Serviceaktivitäten. Nach einem ersten Kontakt mit der EAS erfolgte der<br />

Startschuss für eine kooperative und ausbaufähige Zusammenarbeit.<br />

Das Leistungsspektrum von Joule Enerji, die technische Ausrüstung<br />

und die Anzahl der Mitarbeiter haben sich seit der Gründung rasant<br />

entwickelt. Die Schwerpunkte liegen heute bei der Projektierung<br />

und Durchführung von Montageleistungen in Kombi- und Kohlekraftwerken,<br />

an Gasturbinen, Dampfturbinen und Generatoren<br />

verschiedener Hersteller.<br />

Angeboten werden Wartungs- und Revisionstätigkeiten, Ingenieurdienstleistungen<br />

und die Lieferung von Ersatzteilen auf hohem<br />

Qualitäts- und Arbeitssicherheitsniveau. Ingenieurleistungen<br />

werden unter anderem gemeinsam mit dem EAS-Geschäftsbereich<br />

Maschinentechnik/Konstruktion und Technik (MTK) nach <strong>Kunden</strong>wunsch<br />

und Anforderung erbracht.<br />

Die gemeinsame Zusammenarbeit begann im Sommer 2011 mit<br />

dem ersten Projekt bei der ICDAS, einem Stahlwerk in Biga/<br />

Canakkale, im Bereich der Schwingungsdiagnostik.<br />

Das folgende Projekt im Kraftwerk Kemerköy, in dem wir ebenfalls<br />

Schwingungsmessungen durchführten, wurde Anfang 2013<br />

erfolgreich abgeschlossen. Hierbei erfolgte die Anforderung planmäßig<br />

über Joule Enerji, sodass sämtliche Formalitäten, z. B. die<br />

Erstellung eines Carnets und der Versand aller benötigten Messgeräte<br />

und Werkzeuge von Gelsenkirchen in die Türkei, von uns erledigt<br />

werden konnten.<br />

In der Türkei nahmen Joule Enerji-Mitarbeiter die Lieferung in<br />

Empfang und transportierten sie auf die Baustelle. Dort wurde die<br />

Ausrüstung dann von uns installiert und in Betrieb genommen.<br />

Nach Abschluss der Messungen vor Ort wurde das Schwingungsverhalten<br />

des Dampfturbosatzes im Kraftwerk Kemerköy über ein<br />

Online-Monitoring weiter beobachtet und in Deutschland ausgewertet.<br />

Anbringung zusätzlicher Schwingungsgeber<br />

Installation of additional vibration transducers<br />

Kurz danach startete das Projekt im Kraftwerk Soma, das im Juni<br />

2013 erfolgreich abgeschlossen wurde. Wir nahmen hier ebenfalls<br />

Schwingungsmessungen am Dampfturbosatz vor und setzten anschließend<br />

die Beobachtung und Auswertung des Schwingungsverhaltens<br />

per Online-Monitoring in Deutschland fort.<br />

Joule Enerji begann nach Abschluss der Arbeiten an Maschine 3<br />

mit den Revisionsarbeiten an Maschine 4. Danach soll auch hier<br />

eine Schwingungsmessung durchgeführt werden, da der Kunde<br />

dies durchaus als eine Art Qualitätsnachweis für die erfolgreiche<br />

Durchführung der Revision sieht.<br />

Joule Enerji- und MTK-Personal im Kraftwerk Kemerköy<br />

Joule Enerji and MTK personnel at the Kemerköy power plant<br />

Nach den bisherigen guten Erfahrungen in der Zusammenarbeit<br />

planen wir eine schrittweise Intensivierung und Erweiterung der<br />

gemeinsamen Aktivitäten.<br />

Es ist unser Ziel, in der Türkei einen starken und nachhaltigen<br />

Non-OEM-Kraftwerksservice weiter auf- und auszubauen.


<strong>Journal</strong> 13<br />

Joule Enerji<br />

Our partner in Turkey<br />

In 2010, Kibar Dursun founded Joule Enerji in Osmangazi/Bursa with a view<br />

to building an efficient, high-quality non-OEM power plant service provider.<br />

At the same time he was looking for a non-OEM partner to jointly deliver a<br />

range of service support solutions. After a first contact with EAS, the two<br />

sides decided to build a collaborative relationship.<br />

The range of services offered by Joule Enerji, their technical<br />

equipment and the number of staff has grown rapidly since the<br />

launch of the company. Today, Joule Enerji focuses on installation<br />

and assembly services for combined-cycle and coal-fired power<br />

plants, gas turbines, steam turbines and generators of various<br />

makes and sizes.<br />

Services include maintenance and overhauls, engineering and<br />

spare parts sourcing to high quality and health & safety standards.<br />

Engineering services are delivered in cooperation with partners<br />

such as the Mechanical Engineering Department (MTK) of the<br />

EAS Rotating Technology Division to specification and in line with<br />

specific customer needs.<br />

Cooperation began in the summer of 2011 with a vibration<br />

diagnostics project for ICDAS, a steelworks in Biga/Canakkale.<br />

The next project at the Kemerköy power plant, where we also<br />

conducted vibration measurements, was completed successfully in<br />

early 2013. The service request was submitted by Joule Enerji<br />

according to plan, so all formalities including the issuing of a carnet<br />

and the shipment of all necessary tools and instruments from<br />

Gelsenkirchen to Turkey could be handled by EAS.<br />

In Turkey, the consignment was received by a Joule Enerji<br />

employee and delivered to site where the equipment was installed<br />

and put into operation by EAS.<br />

After the completion of measurements on site, EAS continued to<br />

monitor and analyse the vibration behaviour of the steam turbine<br />

set at Kemerköy online from Germany.<br />

This project was followed shortly afterwards by the Soma power<br />

plant project, which was completed successfully in June 2013.<br />

from left / von links: Nurija Kuduzovic, Kibar Dursun, Arndt Fischer<br />

Again, EAS performed vibration measurements on the steam<br />

turbine set on site and then continued monitoring and analysing<br />

the vibration behaviour online from Germany.<br />

After the work on engine 3, Joule Enerji started with the<br />

overhaul of engine 4. This work was again followed by vibration<br />

measurements which are seen as proof by the client that the<br />

overhaul was successful.<br />

To build on the positive experience gained so far, both sides are<br />

planning to step up activities and strengthen their cooperation.<br />

Our aim is to establish and broaden the range of services<br />

delivered by EAS as a strong and sustainable non-OEM partner in<br />

Turkey.<br />

Vibration data being analysed by EAS and Joule Enerji personnel / Auswertung der Schwingungsdaten in Zusammenarbeit mit Joule Enerji-Mitarbeitern


14 E.<strong>ON</strong> Anlagenservice<br />

Kraftwerk Gersteinwerk<br />

Kurzfristiger Einsatz zur Schadensbehebung<br />

Am Freitag, den 19. April 2013, trennte sich der Generator im Kraftwerk Gersteinwerk<br />

Block K mit Läufer-Erdschlussschutz vom Netz. Bei einer visuellen Kurzinspektion<br />

bei drehender Welle stellte das Betriebspersonal an den Lötverbindungen der<br />

Drehstromwicklung des Haupterregerrotors Brandstellen fest. Die Vermutung, dass<br />

Teilleiter abgeschmolzen waren, bestätigte die Befundaufnahme bei stehender<br />

Welle. Die Wicklung des Erregerläufers war für den weiteren Leistungsbetrieb nicht<br />

mehr geeignet.<br />

Um den Ausfall von Block K so gering wie möglich zu halten,<br />

musste der Schaden schnellstens behoben werden. Der EAS-<br />

Geschäftsbereich Maschinentechnik/Generatoren (MTG) wurde<br />

umgehend informiert und mit dem Austausch des Erregerläufers<br />

durch einen vorhandenen Reserveläufer beauftragt.<br />

Innerhalb kürzester Zeit disponierte MTG das erforderliche Personal<br />

für einen Zweischichteinsatz. Nachdem die Turbine abgefahren<br />

war und die Welle stillgesetzt werden konnte, wurden die Arbeiten<br />

am 24. April aufgenommen.<br />

Die Erregermaschine wurde demontiert und komplett – einschließlich<br />

der Diodenräder, Anschlusslaschen, Lüfter und Wuchtebenen<br />

– inspiziert. Zwei Lötverbindungen am Wickelkopf des<br />

Haupterregerrotors zeigten Brandspuren sowie Kupferabschmelzungen<br />

an den Wicklungsstäben (Bilder 1, 2).<br />

keine weiteren Auffälligkeiten festgestellt. Insgesamt befand sich<br />

der Läufer in einem guten Zustand. Der Läufer wurde kurzfristig<br />

bearbeitet und fehlende Teile in der Werkstatt angefertigt, sodass<br />

ein Einsatz im Gersteinwerk möglich war.<br />

Bild / Fig. 2<br />

Um eine einwandfreie Funktion des Reserveläufers sicherzustellen,<br />

wurden elektrische Messungen durchgeführt. Die Messungen<br />

zeigten ein zufrieden stellendes Ergebnis.<br />

Die Wicklung des Haupterregerstators wurde von den Schmauchspuren<br />

gereinigt und elektrisch gemessen. Die Messergebnisse<br />

gaben keinen Anlass, diesen nicht weiter zu betreiben.<br />

Bild / Fig. 1<br />

Bei einer Inspektion der Spulenpakete-Abstützungen und elektrischen<br />

Anschlussverbindungen ergaben sich keine weiteren Befunde.<br />

Auch das Blechpaket, der Blechrücken, die Wickelköpfe<br />

sowie die Rundverbindungen und Spulenaustritte des Hilfserregers<br />

zeigten keine Auffälligkeiten.<br />

Befundung Reserve-Erregerläufer<br />

Der Läufer wurde zunächst komplett inspiziert. Mit Ausnahme eines<br />

fehlenden Kennmelders an einer RG-Sicherung (Bild 3), eines<br />

fehlenden Ringes für die Sperrluftabdichtung (Bilder 4a, 4b) und<br />

der unterschiedlichen Stromführungsbolzen (Bilder 5, 6) wurden<br />

Bild / Fig. 3<br />

Fehlender Kennmelder<br />

Missing indicator


<strong>Journal</strong> 15<br />

Gersteinwerk power plant<br />

Emergency callout to repair damage<br />

On Friday, 19 April 2013, the generator of unit K at the Gersteinwerk power plant<br />

tripped as a result of an earth fault. A brief visual inspection by operating<br />

personnel with the shaft still rotating showed that the soldered connections of<br />

the main exciter rotor‘s three-phase winding had suffered heat damage. The<br />

assumption that some strands had actually molten was confirmed by a subsequent<br />

inspection after the shaft had stopped. The state of the winding did not allow unit<br />

operation to continue.<br />

To minimise unit K downtime, the turbine had to be repaired as<br />

quickly as possible. The operator immediately contacted the<br />

Generator Department (MTG) of the EAS Rotating Technology<br />

Division and asked them to replace the exciter rotor by a spare<br />

rotor kept in stock.<br />

Within no time, MTG had mobilised an expert team to site for<br />

a two-shift emergency response mission. Work commenced on<br />

24 April after the turbine had stopped and the shaft had been<br />

locked in place.<br />

The exciter engine was dismantled for a full inspection which<br />

included the diode wheels, the connection straps, the fans and<br />

the balancing planes. Two soldered connections on the coil end of<br />

the main exciter rotor showed signs of heat damage and copper<br />

melting on the winding bars (Fig. 1, 2).<br />

Additional examination of the coil pack supports and electrical<br />

connections revealed no other findings. The core, the core back, the<br />

coil ends and the round connections and coil exits of the auxiliary<br />

exciter appeared undamaged.<br />

Inspection of spare exciter rotor<br />

As a fist step, the rotor underwent a full inspection. Apart from a<br />

missing indicator on a rotating rectifier exciter fuse (Fig. 3), a<br />

missing seal air sealing ring (Fig. 4a, 4b) and the different terminal<br />

bolts (Fig. 5, 6), nothing unusual was detected. On the whole, the<br />

rotor was in a good condition. EAS did a workover at short notice<br />

and fabricated missing parts in the workshop so that the rotor could<br />

be used at Gersteinwerk.<br />

Fig. / Bild 6<br />

Spare exciter rotor<br />

with terminal bolts<br />

screwed in<br />

Reserve-Erregerläufer<br />

mit eingeschraubten<br />

Stromführungsbolzen<br />

Fig. / Bild 5<br />

Dismantled exciter rotor<br />

with inserted terminal<br />

bolts<br />

Demontierter Erregerläufer<br />

mit gesteckten<br />

Stromführungsbolzen<br />

Missing seal air sealing<br />

ring<br />

Fehlender Ring für die<br />

Sperrluftabdichtung<br />

Fig. / Bild 4a<br />

Fig. / Bild 4b


16 E.<strong>ON</strong> Anlagenservice<br />

Induktor<br />

Um sicherzustellen, dass bei der Schutzabschaltung der Induktor<br />

nicht geschädigt wurde, wurden an diesem ebenfalls elektrische<br />

Messungen durchgeführt. Nach Auswertung der Messergebnisse<br />

konnte der Induktor für den weiteren Leistungsbetrieb freigegeben<br />

werden.<br />

Vor dem Austausch, der unter Verwendung des vorhandenen<br />

Haupt- und Hilfserregerstators durchgeführt werden sollte, waren<br />

diverse Reinigungsarbeiten an Haupt- und Hilfserregerstator sowie<br />

sämtlichen Anbauteilen, inklusive der externen Kühlluftkanäle bzw.<br />

Zuführungen erforderlich.<br />

Anschließend wurde ein Maßabgleich des alten mit dem neuen<br />

Erregerläufer vorgenommen. Die defekte RG-Sicherung wurde durch<br />

eine gewichtsgleiche Reservesicherung ausgewechselt und die<br />

Isolierstücke an die Stromführungsbolzen angepasst.<br />

Anpassung der Sperrluft-Seitenwandabtrennung<br />

Durch die konstruktiv unterschiedlichen Erregerläufer musste das<br />

Spiel der Sperrluftabdichtung vergrößert werden. Gemeinsam mit<br />

dem EAS-Fachbereich Konstruktion & Technik wurden Spaltmaße<br />

festgelegt.<br />

Diese Spielvergrößerung kann zu Änderungen in der Sperrluftbzw.<br />

Kühlgasführung führen. Aufgrund dieses Umstandes war<br />

bei der Inbetriebnahme verstärkt auf die Kalt- und Warmlufttemperaturen<br />

des Erregersatzes zu achten. Im späteren Lastbetrieb<br />

sollten in regelmäßigen Abständen Kontrollen durchgeführt<br />

werden.<br />

Nach erfolgreichem Abschluss aller Arbeiten, die selbstverständlich<br />

unter Einhaltung aller erforderlichen Arbeitssicherheitsmaßnahmen<br />

ausgeführt wurden, ging Block K im Gersteinwerk<br />

am 29. April 2013 wieder ans Netz.<br />

Der Fachbereich Generatoren von E.<strong>ON</strong> Anlagenservice hat unverzüglich auf<br />

unsere Anforderung reagiert. Fachlich qualifiziertes Personal stand pünktlich<br />

zur Aufnahme aller erforderlichen Maßnahmen bereit.<br />

Mit Norbert Thiesmeier hatten wir einen versierten und umsichtigen Bauleiter<br />

vor Ort, der mit seiner Montagecrew maßgeblich zum Gelingen der Arbeiten<br />

beigetragen hat.<br />

Die gesamte Abwicklung erfolgte so, wie wir uns das bei einem zuverlässigen<br />

Auftragnehmer vorstellen: kompetent, zügig und unfallfrei. Block K konnte<br />

schon nach wenigen Tagen wieder angefahren werden.<br />

Hans Schmidt<br />

Leiter Anlagenerhalt<br />

RWE Generation SE<br />

Kraftwerk Gersteinwerk


<strong>Journal</strong> 17<br />

To ensure proper functioning, EAS also conducted a series of<br />

electrical tests on the spare rotor with satisfactory results.<br />

The smoke deposits on the main exciter stator winding where<br />

removed and the winding checked. These measurements did not<br />

reveal anything that would have prevented its continued use.<br />

Inductor<br />

To make sure that the safety trip had not damaged the inductor, it<br />

too underwent a series of electrical tests. Following analysis of the<br />

results, the inductor was approved for further operation.<br />

Prior to the replacement, which relied on the use of the existing<br />

main and auxiliary exciter stators, extensive cleaning work had to<br />

be undertaken on both stators as well as all ancillary parts,<br />

including the external cooling air ducts and supply lines.<br />

After that, the dimensions of the old and new exciter rotors were<br />

compared. The defective rotating rectifier exciter fuse was replaced<br />

by a spare fuse of the same weight, and the insulators adapted to<br />

the terminal bolts.<br />

Modification of seal air side wall<br />

Given the slightly different exciter rotor designs, the play of the<br />

radial seal for the seal air had to be increased. The new gap<br />

sizes were selected together with the Mechanical Engineering<br />

Department of EAS.<br />

This increase in play can lead to changes in the seal air and<br />

cooling gas piping, which is why the cold and hot air temperatures<br />

of the exciter set were observed very closely during commissioning.<br />

These temperatures should be checked regularly during subsequent<br />

load operation.<br />

Following successful completion of all work, and, of course,<br />

compliance with all safety rules and regulations, unit K of the<br />

Gersteinwerk power plant was reconnected to the grid on 29 April<br />

2013.<br />

E.<strong>ON</strong> Anlagenservice‘s generator specialists responded promptly to our<br />

request. Qualified experts were mobilised to site in time to start all<br />

necessary work.<br />

In Norbert Thiesmeier we had an experienced and prudent construction<br />

manager on site. He and his team made a substantial contribution to the<br />

success of this project.<br />

The whole project was handled exactly as we would expect from a reliable<br />

contractor: competently, swiftly and without any accidents. Unit K was<br />

restarted after only a few days.<br />

Hans Schmidt<br />

Head of Maintenance<br />

RWE Generation SE<br />

Gersteinwerk Power Plant


18 E.<strong>ON</strong> Anlagenservice<br />

Kraftwerk Wilhelmshaven<br />

EAS-Konzept überzeugt<br />

Der Turbosatz im Kraftwerk Wilhelmshaven wird seit der Inbetriebnahme<br />

im September 1976 in der Mittel- und Grundlast eingesetzt. Im Rahmen einer<br />

Modernisierungsmaßnahme wurde die Dampfturbine Ende der 90er Jahre<br />

durch den OEM mit einer Zweigturbine (zwei zusätzliche ND-Teilturbinen<br />

mit eigenem Generator) nachgerüstet, um nach 140.000 Betriebsstunden<br />

für die weitere Laufzeit das Potenzial des „kalten Endes“ zu nutzen. Die<br />

installierte Gesamtleistung konnte um 42 MW erhöht werden.<br />

Nach Aufnahme des Zweigturbinenbetriebs kam es zu erhöhtem<br />

Erosionsverschleiß an der Hauptturbine und Bauteilen der ND-<br />

Teilturbinen. Im Bereich der letzten ND-Leitschaufelträger (L-0-Reihe)<br />

war von erheblichen Tropfenschlag-Erosionsbefunden auszugehen.<br />

Eine in 2007 durchgeführte Schweißreparatur im Übergangsbereich<br />

vom Außenring des Leitschaufelträgers zum Schaufelblatt<br />

hielt den Betriebsbelastungen - wie geplant - bis zur Revision in 2012<br />

stand.<br />

Bei nachfolgenden Inspektionsarbeiten wurden zunehmende<br />

Erosionsschädigungen des L-0-Leitrades an allen vier Endstufen der<br />

Niederdruckturbinen vorgefunden. Betroffen waren hauptsächlich<br />

der Innenring, die Schweißnaht von der Leitschaufel (Hohlschaufel)<br />

zum Außenring sowie der Leitschaufelrücken des Leitrades (Bilder<br />

1, 2). Eine Decklage, die während einer Inspektion im Bereich der<br />

Schweißnaht aufgebracht wurde, konnte den Erosionsabtrag im<br />

Bereich des jeweiligen Außenringes nicht mindern.<br />

Das Ausmaß der erodierten Stellen auf dem Leitschaufelrücken<br />

und das Fortschreiten der jeweiligen Schädigung wurde jährlich,<br />

während eines Kurzstillstandes, mittels Endoskop kontrolliert<br />

(vier Referenzschaufeln). Im Laufe der Beobachtungen zeigten<br />

sich im Bereich der erodierten Zonen lokale Durchbrüche in der<br />

Schaufelwand.<br />

Dampfturbosatz<br />

Technische Daten<br />

Typ<br />

Siemens HMN<br />

Fabrik-<strong>Nr</strong>. Turbosatz T 7088<br />

Bauart<br />

axiale<br />

Kondensationsturbine<br />

Zwischenüberhitzung<br />

1-fach<br />

Anzapfungen 6<br />

Wellenstränge/Gehäuse/Abdampffluten 1/4/4/+2ND<br />

Turbine bestimmt zum Antrieb<br />

eines Generators<br />

Nennleistung/Nachrüstung 1998 740 MW/ca. 800 MW<br />

Drehzahl<br />

3000 U/min<br />

Frischdampfmassenstrom<br />

640 kg/s<br />

Frischdampfzustand (vor Ventilsatz) 197 bar/530 °C<br />

HZÜ-Dampfzustand (vor Ventilsatz) 41 bar/534 °C<br />

Abdampfdruck<br />

0,0491 bar<br />

Kühlwasser 10/14,2 °C<br />

Bild / Fig. 1


<strong>Journal</strong> 19<br />

Wilhelmshaven power plant<br />

EAS comes up with convincing concept<br />

The turbo generator set at the Wilhelmshaven power plant has been operated<br />

at medium and base load ever since it was commissioned in September 1976.<br />

After some 140,000 operating hours, the steam turbine had been fitted with<br />

a branch turbine (two additional LP turbine sections with a separate generator)<br />

in the 1990s as part of an OEM upgrade to be able to use the „cold end“ potential<br />

for the remaining service life. This retrofit increased the turbo generator‘s<br />

installed capacity by 42 MW.<br />

After commissioning of the branch turbine, the main turbine and<br />

some of the LP turbine section components had suffered serious<br />

erosion-induced wear. Significant erosion caused by droplet impact<br />

was therefore also to be expected in the area of the last LP guide<br />

blade carrier (row L-0).<br />

Repair welding carried out in the transition area between the outer<br />

ring of the blade carrier and the blade in 2007 withstood operating<br />

conditions as intended until the 2012 overhaul.<br />

Subsequent inspections showed increasing damage from erosion<br />

in the L-0 guide wheel on all four final stages of the LP turbine.<br />

The areas mainly affected were the inner ring, the weld from the<br />

hollow guide blade to the outer ring and the back of the guide wheel<br />

blades (Fig. 1, 2). A cap pass applied in the area of the weld during<br />

an inspection failed to reduce metal loss from erosion in the area of<br />

the outer ring.<br />

The size of the eroded areas on the back of the guide wheel<br />

blades and general damage development were checked annually by<br />

boroscope inspection (on four reference blades). Over time, actual<br />

holes had developed in the blade wall.<br />

Following an overhaul in 2007, the plant is now scheduled to run<br />

until 20<strong>21</strong>. The operator had the choice of either repairing the guide<br />

wheels or replacing them by new ones.<br />

Repair would have required an extended shutdown and the<br />

removal of the upper LP sections and the relevant rotor.<br />

This would have been followed by measurements (to check<br />

axial and radial clearances and align the couplings). There was also<br />

the question of the repair scope, which depended on the planned<br />

shutdown period and the related costs.<br />

A boiler overhaul, for which the plant had to be down for about six<br />

weeks (incl. shutdown and restart), was scheduled for 2012, so there<br />

were two options:<br />

(1) Install new guide wheels<br />

This work could have been scheduled to coincide with the boiler<br />

overhaul but the cost would have been a 7-digit figure, which was<br />

well over budget.<br />

(2) Repair guide wheels in the area of the inner ring<br />

and the back of the blades<br />

The costs of this option (a 6-digit figure) were far more acceptable,<br />

but repairs were much more time-consuming, so the time window<br />

seemed too short.<br />

Steam turbine generator set<br />

Technical data<br />

Type<br />

Siemens HMN<br />

Serial no. of turbine generator set T 7088<br />

Design<br />

axial condensing turbine<br />

Reheater<br />

single-stage<br />

Extraction points 6<br />

Shaft trains/casings/exhaust steam flows 1/4/4/+2LP<br />

Turbine designed to drive a generator<br />

Nominal capacity/1998 retrofit<br />

740 MW/approx. 800 MW<br />

Speed<br />

3,000 rpm<br />

Live steam mass flow rate<br />

640 kg/s<br />

Live steam (upstream of valve set) 197 bar/530 °C<br />

Reheated steam (upstream of valve set) 41 bar/534 °C<br />

Exhaust steam pressure<br />

0.0491 bar<br />

Cooling water 10/14.2 °C<br />

Fig. / Bild 2


20 E.<strong>ON</strong> Anlagenservice<br />

Die Anlage wurde in 2007 revidiert und ist zunächst für einen<br />

Einsatz bis 20<strong>21</strong> eingeplant. Daher ergab sich nun folgende<br />

Situation: Der Betreiber stand vor der Entscheidung, entweder<br />

einen Austausch gegen neue Leiträder vorzunehmen oder<br />

Sanierungsmaßnahmen einzuleiten.<br />

Sanierungsmaßnahmen waren jedoch mit einem längeren<br />

Anlagenstillstand verbunden. In diesem Fall musste, neben dem<br />

Abfahren der ND-Oberteile, auch der jeweilige Läufer ausgefahren<br />

werden, und dieses Vorgehen erforderte anschließende Messungen<br />

(Axial-/Radial-Spiele, Ausrichtmessungen an den Kupplungen).<br />

Darüber hinaus stellte sich die Frage nach Art und Umfang der<br />

Sanierung, in Abhängigkeit von der geplanten Stillstandszeit sowie<br />

den damit verbundenen Kosten.<br />

In 2012 war eine Kesselrevision mit einem geplanten Anlagenstillstand<br />

von rund sechs Wochen (inkl. An- und Abfahrt) vorgesehen.<br />

Dabei ergaben sich folgende Möglichkeiten:<br />

1. Einbau neuer Leiträder<br />

Diese Maßnahme hätte innerhalb des Revisions-Zeitrahmens<br />

ausgeführt werden können. Allerdings lagen die Kosten in einem<br />

siebenstelligen Bereich und waren vom Budget her nicht vertretbar.<br />

2. Sanierung der Leiträder im Bereich Innenring und<br />

Schaufelrücken<br />

Auf der Kostenseite - im sechsstelligen Bereich - bot sich damit<br />

eine wesentlich attraktivere, jedoch auch zeitaufwändigere<br />

Variante, sodass der verfügbare Zeitrahmen zu kurz erschien.<br />

Eine Lösung der EAS für die Sanierung der Leiträder führte<br />

schließlich zur Entscheidung. Der gemeinsam von den EAS-<br />

Geschäftsbereichen Maschinentechnik und UK (Power Engineering<br />

Services/PES, Birmingham) entwickelte Montage- und<br />

Reparaturablaufplan überzeugte den <strong>Kunden</strong>.<br />

Koordination<br />

Entscheidend bei der Ausführung war die sorgfältige Abstimmung<br />

der verschiedenen Arbeitsabläufe bei EAS und PES. Die<br />

Vorgehensweise wurde genauestens analysiert und vor Ort mit den<br />

jeweiligen Unterlieferanten, unter eingehender Betrachtung der<br />

einzelnen Werkskapazitäten, zeitlich abgestimmt.<br />

Für die Montagearbeiten im Kraftwerk wurden im Vorfeld<br />

zusätzliche Hilfswerkzeuge beschafft und mobile Bearbeitungsfirmen<br />

in Standby genommen. Kritisch war der Transport der<br />

Leiträder vom Kraftwerk Wilhelmshaven nach Birmingham und<br />

zurück. Sämtliche Transporte mussten im Vorfeld bezüglich der<br />

Einschränkungen an Wochenenden, in der Ferienzeit und im<br />

Hinblick auf die Fährzeiten exakt organisiert, angemeldet und<br />

genehmigt werden. Alle nachfolgenden Arbeiten und Reparaturen<br />

erfolgten nach den von EAS und PES erstellten Termin-, Bauprüfund<br />

QS-Plänen, die zuvor von EKW geprüft und freigegeben worden<br />

waren.<br />

Die Arbeiten begannen am 6. August 2012. Nach Abfahren der<br />

ND-Oberteile wurden alle Leitradoberteile (L-0) demontiert und zur<br />

Sanierung nach Birmingham transportiert. Vier Tage später folgten<br />

die Leitradunterteile.<br />

Bei PES wurde der Außenring der Leiträder egalisiert und mit<br />

einem neuen Ring (Segmente) aus verschleißfesterem Material<br />

versehen (Bild 3). Die Segmente wurden angeschraubt und am<br />

jeweiligen Stoß - von Segment zu Segment sowie Segment zum<br />

Innenring - verschweißt.<br />

Bild / Fig. 3<br />

Quelle / Source: KW Wilhelmshaven, K. W. Möller/ENT<br />

Ein Unterlieferant der PES war für die eigentliche Schaufelreparatur<br />

zuständig. Bei diesem Verfahren wurde die beschädigte<br />

Stelle an der Leitschaufel unter Beachtung der Wandstärke<br />

ausgeschnitten und mit einem Füllstück aus artgleichem Material<br />

verschlossen. Nach der Heftung des Füllstückes wurde dieses mit<br />

der Schaufel verschweißt (Bild 4) und die Oberfläche anschließend<br />

egalisiert. Aufgrund des bei allen Schweißarbeiten verwendeten<br />

Schweißgutes (Ni-Basis) und des Schweißverfahrens war eine<br />

Wärmebehandlung des jeweiligen Leitrades nicht erforderlich.<br />

Während der Sanierungsarbeiten in Birmingham erfolgte<br />

im Kraftwerk die Vorbereitung der Bauteile für die Remontage.<br />

Zusätzlich wurden weitere Arbeiten, wie z. B. die Kontrolle aller<br />

Traglager sowie eine Inspektion von jeweils zwei Ventilgruppen an<br />

der HD- und MD-Turbine, durchgeführt.<br />

Rücklieferung und Remontage<br />

Die Leitradoberteile trafen fristgemäß nach vier Wochen wieder<br />

im Kraftwerk Wilhelmshaven ein. Vor dem Ausbau im Kraftwerk<br />

war die Lage zum jeweiligen Innengehäuse fixiert worden. Dadurch<br />

konnte das ND-Innengehäuse einbaufertig vorbereitet und ein<br />

zeitsparender Ablauf bei der Remontage gewährleistet werden.<br />

Die Rücklieferung der Leitradunterteile erfolgte ebenfalls zum<br />

vereinbarten Termin.<br />

Aufgrund einer umsichtigen Planung, der termintreuen Durchführung<br />

der Sanierungsarbeiten in Birmingham und einer reibungslosen<br />

Transportorganisation, konnte der vorgegebene Montageendtermin<br />

12. September eingehalten werden.<br />

Die Anlage wurde am 15. September 2012 synchronisiert und<br />

der Lastbetrieb wieder aufgenommen.


<strong>Journal</strong> <strong>21</strong><br />

EAS eventually decided to repair the guide wheels. The repair and<br />

assembly concept developed by the Rotating Technology Division in<br />

collaboration with the Power Engineering Services/PES department<br />

in Birmingham/UK convinced the client.<br />

Coordination<br />

Key to the work was the careful alignment of EAS and PES work<br />

processes. The approach was analysed in detail and time lines<br />

were agreed with the local subvendors with due consideration for<br />

workshop availability.<br />

Auxiliary tools were provided for disassembly on site, and mobile<br />

contractors were asked to be on standby. The critical part was the<br />

shipment of the guide wheels from Wilhelmshaven to Birmingham<br />

and back.<br />

This had to be carefully planned to take account of transportation<br />

restrictions at weekends and during the holiday period as well as<br />

ferry schedules.<br />

In addition, the authorities had to be advised and had to approve<br />

each shipment. All subsequent work and repairs were carried out<br />

in accordance with the timetables, inspection programmes and QA<br />

schedules prepared by EAS and PES, which had previously been<br />

checked and approved by EKW.<br />

Work started on 6 August 2012. Following the removal of the upper<br />

LP sections, all upper guide wheel parts (L-0) were dismantled and<br />

shipped to Birmingham for repair. The bottom guide wheel sections<br />

followed four days later.<br />

PES smoothed out the outer ring of the guide wheels which was<br />

then fitted with a new ring made of a wear-resistant material (Fig. 3).<br />

The segments were bolted on and welded at the joints to the next<br />

segment and to the inner ring.<br />

A PES subcontractor was tasked with the actual bade repair. The<br />

repair process involved cutting the damaged section from the guide<br />

vane with due consideration for the wall thickness and replacing it by<br />

a filler section made of the same kind of material. This filler section<br />

was first tack-welded and then properly welded to the blade (Fig.<br />

4) and the surface was smoothened. Given the type of filler used (a<br />

nickel-based material) and the welding method, the guide wheels did<br />

not require heat treatment.<br />

While the guide wheels were being repaired in Birmingham,<br />

preparations on site were already underway for reassembly.<br />

Additional activities included checking all journal bearings and<br />

inspecting two valve sets on each of the HP and MP turbines.<br />

Fig. / Bild 4<br />

Quelle / Source: KW Wilhelmshaven, K. W. Möller/ENT<br />

Return shipment and installation<br />

The upper guide wheel sections were returned to the site in<br />

Wilhelmshaven after four weeks as planned. Prior to disassembly, they<br />

had been fixed in place relative to their inner casings. This allowed<br />

the inner LP casings to be prepared in advance for installation, which<br />

saved time during reassembly. The bottom guide wheel sections also<br />

arrived back on site by the agreed date.<br />

Thanks to careful planning, strict adherence to the repair schedule<br />

in Birmingham and the smooth organisation of all shipments,<br />

reassembly was completed by 12 September as planned.<br />

The plant was synchronised and brought back on load on 15<br />

September 2012.


22 E.<strong>ON</strong> Anlagenservice<br />

Kraftwerk Schkopau<br />

ND-Turbinenrevision Block A<br />

Das Braunkohlekraftwerk Schkopau in Sachsen-Anhalt gehört<br />

zu den modernsten KWK-Anlagen in Deutschland. Die Blöcke A<br />

und B mit einem elektrischen Wirkungsgrad von rund 40 Prozent<br />

und einer Nettoleistung von jeweils 450 MW wurden 1995/96 in<br />

Betrieb genommen. Das Kraftwerk produziert elektrische Energie<br />

für den benachbarten Chemiepark, die Deutsche Bahn und das<br />

öffentliche Netz sowie Prozessdampf für die chemische Industrie.<br />

Die große Revision der ND-Turbine in Block A begann planmäßig<br />

mit dem Abfahren des Blocks am 16. September 2012. Im Vorfeld<br />

stand fest, dass der Läufer zur Generalüberholung ins Herstellerwerk<br />

geschickt werden musste.<br />

Für die De- und Remontage war der EAS-Geschäftsbereich<br />

Maschinentechnik zuständig, der den Auftrag nach einer<br />

bundesweiten Ausschreibung mit einem Angebot in überzeugendem<br />

Preis-/Leistungsverhältnis erhalten hatte.<br />

Bereits am 18. September begann die EAS-Mannschaft mit der<br />

Demontage der ND-Turbine. Der rd. 63 Tonnen schwere Turbinenläufer<br />

wurde ausgebaut und für den Transport vorbereitet. Damit<br />

waren alle Maßnahmen für den fristgemäßen Versand des Läufers<br />

zum Herstellerwerk erfolgt.<br />

Während der Demontage der ND-Turbine ergaben sich Befunde,<br />

die aus einem vorhergehenden Schaden am Kompensator der<br />

Überströmleitung resultierten.<br />

Weitere wesentliche Ereignisse im Revisionsverlauf wurden bei<br />

einer Befundaufnahme an den Bauteilen der ND-Turbine festgestellt.<br />

Hier zeigten sich Schäden, die umfangreiche Reparaturmaßnahmen<br />

erforderten.<br />

Aufgrund der Ergebnisse mussten Oberteil und Unterteil des<br />

ND-Innengehäuses ebenfalls komplett demontiert und zur Durchführung<br />

der Reparaturen zum Werk des Herstellers transportiert<br />

werden.<br />

Dieser zusätzliche Aufwand war nicht vorhersehbar und daher<br />

auch nicht Bestandteil der ursprünglichen Revisionsplanung. Infolgedessen<br />

wurde der Zeitrahmen entsprechend erweitert.<br />

Technische Informationen Turbine<br />

<strong>Nr</strong>. techn. Informationen Format abgelesene Bemerkungen<br />

Werte<br />

1 Typ - DKYE-2N41A<br />

2 Seriennummer - GM 00587<br />

3 Nennwirkleistung MW 387,3<br />

4 Nenndrehzahl rpm 3000<br />

5 Baujahr 1996<br />

6 Frischdampfdruck bar 253<br />

7 Frischdampftemperatur °C 543,7<br />

8 ZÜ-Druck bar 50,65<br />

9 ZÜ-Temperatur °C 560<br />

10 Kondensator-Druck bar abs. 0,047 oder Gegendruck<br />

Terminplanung<br />

<strong>Nr</strong>. Vorgang geplanter tatsächlicher<br />

Termin Termin<br />

1 Abfahren der Turbine 16.09.2012 16.09.2012<br />

2 Wellenstillstand/ 19.09.2012 18.09.2012<br />

Montagebeginn 8:00 Uhr 14:00 Uhr<br />

3 Montageende/ 08.11.2012 16.11.2012<br />

Maschine drehwerksbereit 16.00 Uhr 17:00 Uhr<br />

4 Anfahren der Turbine 09.11.2012 <strong>21</strong>.11.2012<br />

Quelle/Source: Peter Wölk


<strong>Journal</strong> 23<br />

Schkopau power plant<br />

LP turbine overhaul of unit A<br />

The lignite-fired power plant in Schkopau/Saxony-Anhalt is one<br />

of Germany‘s most modern CHP plants. Units A and B were<br />

commissioned in 1995/96. They have a power generating efficiency<br />

of some 40% and a net capacity of 450 MW each. The Schkopau plant<br />

generates electricity for a neighbouring chemical factory, the<br />

German railway operator Deutsche Bahn and the public grid as<br />

well as process steam for the chemical industry.<br />

The major overhaul of the LP turbine of unit A began with the<br />

shutdown of the unit on 16 September 2012 according to schedule.<br />

At that time it was already clear that the turbine rotor would have<br />

to be shipped to the manufacturer’s workshop for a general<br />

overhaul.<br />

The contract for the disassembly and reassembly of the turbine<br />

had gone to the Rotating Technology Division of EAS whose bid in a<br />

Germany-wide tender had been selected for its compelling<br />

price/performance ratio.<br />

On 18 September EAS started stripping the LP turbine. The 63-<br />

tonne turbine rotor was removed and prepared for shipping to<br />

ensure on-time delivery to the manufacturer's workshop.<br />

Disassembly of the LP turbine revealed previous damage to the<br />

expansion joint in the crossover piping.<br />

A number of other findings on several LP turbine components<br />

during the course of the overhaul meant that extensive repairs<br />

were required. On the basis of these findings, the upper and lower<br />

sections of the inner LP casing were fully stripped and shipped<br />

to the manufacturer’s workshop for repair. This additional work<br />

was unexpected and therefore not included in the original project<br />

schedule. As a result, the timeline had to be altered accordingly.<br />

Turbine data<br />

No. Technical information Unit Nameplate Comments<br />

details<br />

1 Type - DKYE-2N41A<br />

2 Serial no - GM 00587<br />

3 Rated output MW 387.3<br />

4 Nominal speed rpm 3,000<br />

5 Year built 1996<br />

6 Live steam pressure bar 253<br />

7 Live steal temperature °C 543.7<br />

8 Reheater pressure bar 50.65<br />

9 Reheater temperature °C 560<br />

10 Condenser pressure bar abs. 0.047 or back-pressure<br />

Schedule<br />

No. Activity Scheduled date Actual date<br />

1 Turbine shutdown 16 Sept. 2012 16 Sept. 2012<br />

2 Shaft stopped/ 19 Sept. 2012 18 Sept. 2012<br />

start of work 8 a.m. 2 p.m.<br />

3 Work completed/ 8 Nov. 2012 16 Nov. 2012<br />

turbine ready to turn 4 p.m. 5 p.m.<br />

4 Turbine re-start 9 Nov. 2012 <strong>21</strong> Nov. 2012<br />

Quelle/Source: Peter Wölk


24 E.<strong>ON</strong> Anlagenservice<br />

Anschließend setzte die EAS-Mannschaft die Revisionsarbeiten<br />

im Kraftwerk fort und nahm unter anderem die Demontage des<br />

Kompensators der Überströmleitung sowie der Dampfdurchführung<br />

zum ND-Innengehäuse vor. Die Dampfdurchführung wurde<br />

umgehend erneuert.<br />

Ein Ersatz-Kompensator stand im Materiallager des Kraftwerks<br />

nicht zur Verfügung. Gute Kontakte der EAS bewirkten jedoch, dass<br />

kurzfristig ein neuer Kompensator beschafft und zügig eingebaut<br />

werden konnte. Eine weitere Verlängerung der Revision wurde<br />

dadurch vermieden.<br />

Nach Rücklieferung aller instandgesetzten Bauteile stand für<br />

die EAS-Mannschaft Präzisionsarbeit an, die schließlich zu einem<br />

erfolgreichen Revisionsergebnis führte. Der ND-Turbinenläufer wurde<br />

exakt eingebaut und die Remontage der ND-Turbine termingerecht<br />

ausgeführt.<br />

Block A nahm am 22. November 2012 den Betrieb auf und das<br />

Kraftwerk Schkopau liefert seinen <strong>Kunden</strong> wieder zuverlässig und<br />

mit voller Leistung elektrische Energie und Prozessdampf.<br />

Remontage des ND-Turbinenläufers<br />

Reassembly of the LP turbine rotor<br />

Bauleiter/Site manager Oliver Gutkowski<br />

Quelle/Source: Peter Wölk<br />

Als Auftraggeber wissen wir den hohen Arbeitssicherheitsstandard der EAS<br />

sehr zu schätzen.<br />

Durch das umsichtige und verantwortungsvolle Handeln der gesamten<br />

Mannschaft konnte ein unfallfreier Ablauf aller Arbeiten auf der Baustelle<br />

realisiert werden.<br />

Die EAS-Maschinentechnik reagierte umgehend auf zusätzliche Befunde und<br />

führte die erforderlichen Maßnahmen kompetent und zuverlässig aus.<br />

Mit der Qualität und der fachgerechten Ausführung des Auftrags sind wir in<br />

hohem Maße zufrieden.<br />

Sylvio Sauer<br />

Technische Leitung<br />

Kraftwerk Schkopau


<strong>Journal</strong> 25<br />

Turbinenschnitt / Schaltbild<br />

Turbine section / schematic diagram<br />

Following these repairs, the EAS team continued its overhaul<br />

activities on site, removing the expansion joint in the crossover<br />

piping and the steam supply piping to the internal LP casing. The<br />

steam supply piping was replaced immediately.<br />

The warehouse on site did not have another expansion joint in<br />

stock, so EAS used its contacts to obtain and install a new<br />

expansion joint relatively quickly, thereby avoiding further delay.<br />

Following the return of all repaired components to site, it was<br />

time for some high-precision work which culminated in the<br />

successful completion of the whole project with the LP rotor<br />

installed and the LP turbine reassembled according to schedule.<br />

Unit A was restarted on 22 November 2012 and the Schkopau<br />

power plant returned to full capacity to reliably deliver electricity<br />

and process steam to its customers.<br />

As the client and plant operator, we have come to appreciate the health & safety<br />

standards of EAS.<br />

Thanks to the circumspect and responsible behaviour of the entire EAS team, the<br />

work on site was completed without any accidents.<br />

The EAS experts responded immediately to new findings during the course of the<br />

overhaul and delivered a very competent and reliable service.<br />

We are delighted with the high quality and professional workmanship provided<br />

throughout this contract.<br />

Sylvio Sauer<br />

Technical Manager<br />

Schkopau Power Plant


26 E.<strong>ON</strong> Anlagenservice<br />

Hochtouriges Auswuchten<br />

Speisepumpenantriebsturbine im Wuchtbunker<br />

Im Juni 2013 erhielt der EAS-Geschäftsbereich Maschinentechnik den<br />

Auftrag zur Revision/Reparatur einer Speisepumpenantriebsturbine<br />

(SPAT) aus dem Gemeinschaftskraftwerk Veltheim. Die Revision sollte<br />

die volle Funktionsfähigkeit und Betriebssicherheit des Turbosatzes<br />

für die erwartete Restbetriebsdauer sichern.<br />

Die axiale Kondensationsturbine (Typ Escher-Wyss) mit Regelrad ist<br />

zum Antrieb einer Kesselspeisepumpe bestimmt.<br />

• Nennleistung 9 MW<br />

• Betriebsdrehzahlbereich von 2.000 bis 4.175 U/min<br />

• Gewicht rund 6.800 kg<br />

Projektbeschreibung<br />

Zur Ausführung der mechanischen Arbeiten war der Turbinenrotor<br />

in die EAS-Zentralwerkstatt transportiert worden (Bild 1 – Mechanische<br />

Bearbeitung in der Zentralwerkstatt, Gelsenkirchen).<br />

Als finaler Arbeitsgang stand ein hochtouriges Auswuchten des<br />

Rotors an. Dabei schrieb der Kunde in seinem Leistungsverzeichnis<br />

eine Wuchtgüte von mindestens G 1,6 gemäß DIN ISO 1940-1vor.<br />

Diese Vorgabe allein wäre mit einer niedertourigen Auswuchtung<br />

bei einem Unterlieferanten „um die Ecke“ erreichbar gewesen. Die<br />

Auswuchtmaschinen für dieses niedertourige Auswuchten bei<br />

geringen Drehzahlen sind recht häufig in mechanischen Werkstätten<br />

vorhanden.<br />

Um aber gleichzeitig das im Leistungsverzeichnis geforderte<br />

Schwingungsverhalten (Gehäuseschwingungen: Bewertungszone<br />

A nach DIN ISO 10816; Wellenschwingungen: Bewertungszone<br />

A nach DIN ISO 7919) sicherzustellen, war aufgrund des wellenelastischen<br />

Charakters der Turbine ein hochtouriges Auswuchten<br />

bis zur maximalen Betriebsdrehzahl erforderlich.<br />

Durch den hohen Betriebsdrehzahlbereich der SPAT - im<br />

Gegensatz zu einer festen Betriebsdrehzahl bei „normalen“<br />

Turbinen - kam dem hochtourigen Auswuchten eine besondere<br />

Bedeutung zu.<br />

Wahl des Unterlieferanten<br />

Unter den potenziellen Partnern für hochtouriges Auswuchten<br />

wählte EAS für diesen Auftrag ČKD KOMPRESORY in Prag. Das<br />

Unternehmen verfügt über jahrzehntelange Erfahrung im<br />

hochtourigen Auswuchten wellenelastischer Rotoren und hat sich<br />

bereits mehrfach als zuverlässiger Partner erwiesen.<br />

ČKD verfügt über die Maschinenkapazitäten für das hochtourige<br />

Auswuchten von Rotoren mit einem Gewicht von 150 kg bis zu<br />

24.000 kg und einem Rotordurchmesser bis zu 2.800 mm. Abhängig<br />

vom Gewicht erreichen die Betriebsdrehzahlen bis zu 20.000<br />

U/min.<br />

Grundsätzlich sind EAS-Mitarbeiter bei Auswuchtvorgängen<br />

in den Betrieben von Kooperationspartnern zugegen. Bei dem<br />

Wuchtvorgang selbst ist eine Vielzahl von Details zu berücksichtigen,<br />

die nachfolgend näher beschrieben werden.<br />

Vorbereitungen<br />

Nach Abschluss der mechanischen Arbeit in der Zentralwerkstatt<br />

stand der Transport des Rotors nach Prag an (Bild 2 – Rotor im<br />

Wuchtbunker).<br />

Lange vor dem eigentlichen Wuchttermin waren alle erforderlichen<br />

Daten, wie z. B. Lagerdurchmesser, Lagermittenabstand,<br />

Gesamtlänge des Rotors, Rotormasse, größter Rotordurchmesser<br />

usw. an ČKD übermittelt worden.<br />

In dieser überaus wichtigen Phase können Fehler oder Versäumnisse<br />

eine termingerechte Wuchtung gefährden. Dies soll<br />

am Beispiel der Lagerung verdeutlicht werden (Bild 3 – Rotor in<br />

den Lagerständern).<br />

Bild / Fig. 1 Bild / Fig. 2


<strong>Journal</strong> 27<br />

High-speed balancing<br />

Feed pump drive turbine in balancing facility<br />

In June 2013, the EAS Rotating Technology Division was<br />

awarded a contract to overhaul/repair a feed pump drive turbine<br />

at the Veltheim power plant. The aim of the overhaul was to<br />

ensure the full functionality and operational safety of the turbine<br />

generator set for the remainder of its service life.<br />

The turbine – an Escher-Wyss axial condensation turbine with a<br />

control wheel – is designed to drive a boiler feed pump.<br />

• It has a rated output of 9 MW,<br />

• is operated at speeds of 2,000 to 4,175 rpm, and<br />

• weighs about 6,800 kg.<br />

Project description<br />

For the mechanical work, the turbine rotor had been shipped to the<br />

central EAS workshop in Gelsenkirchen (Picture 1 – Mechanical work<br />

at the central workshop). The final step was to balance the rotor at<br />

high speed. The client specification called for a balancing grade of at<br />

least G 1.6 according to DIN ISO 1940-1.<br />

This requirement alone could have been met by simple low-speed<br />

balancing at any workshop "around the corner". Low-speed balancing<br />

machines are common in many workshops.<br />

However, given the shaft’s elasticity, it was necessary to balance<br />

the turbine at its maximum operating speed to achieve the vibration<br />

characteristics detailed in the specification (casing vibration:<br />

evaluation zone A according to DIN ISO 10816; shaft vibration:<br />

evaluation zone A according to DIN ISO 7919).<br />

In view of the high speed at which this turbine is operated (as<br />

opposed to the fixed speeds of "normal" turbines), high-speed<br />

balancing was critical.<br />

Choice of subcontractor<br />

Among the potential partners offering high-speed balancing, EAS<br />

selected the Prague-based company ČKD KOMPRESORY for this<br />

contract.<br />

Fig. / Bild 3<br />

ČKD has decades of experience in balancing elastic rotors at<br />

high speeds and has proven to be a reliable partner on a number of<br />

occasions.<br />

ČKD's balancing facility is designed for rotors weighing 150 kg<br />

to 24,000 kg with diameters of up to 2,800 mm. Depending on the<br />

weight, operating speeds can be as high as 20,000 rpm.<br />

Rotor balancing at a contractor’s workshop is always carried out<br />

in the presence of EAS representatives. For the balancing process<br />

itself, it is important to take account of a number of details which are<br />

described below.<br />

Preparations<br />

Following the completion of the mechanical work at the central<br />

workshop, the rotor was shipped to Prague (Picture 2 – Rotor inside<br />

balancing facility).<br />

All technical parameters including bearing diameter, distance<br />

between centre points, total rotor length, rotor mass, largest rotor<br />

diameter etc. had been submitted to ČKD long before the balancing<br />

date.<br />

This is a very critical phase where mistakes or omissions can lead<br />

to the project deadline being missed. One area of crucial importance<br />

are the bearings (Picture 3 – Rotor in bearing stand).<br />

When mounted in balancing facilities, the rotor is normally<br />

supported by journal bearings. The rotor is either delivered to the<br />

workshop with its original bearings, or the balancing facility uses its<br />

own bearings. Balancing contractors usually keep a wide stock of<br />

journal bearings of different types and sizes.<br />

The bearing of choice tends to be the so-called "lemon bearing"<br />

which derives its name from its inside contour. To ensure proper<br />

oil supply, it features oil grooves (oil pockets) on the side. A big<br />

advantage of lemon bearings is that their internal diameter can be<br />

easily adapted to the rotor to be balanced using a standard lathe.<br />

However, this has to be done by an experienced lathe operator. To<br />

ensure smooth running of the rotor, the internal bearing diameters<br />

must be adapted to the rotor's bearing surfaces with accuracies of<br />

0.01 mm.<br />

Early information about the exact rotor bearing diameters is<br />

therefore critical for meeting deadlines because despite the internal<br />

machining option, these adjustments take time. Machining basically<br />

involves boring out the bearing, which is why the internal diameter<br />

of the "solid bearing" has to be smaller than the final dimension of<br />

the modified bearing.<br />

If the balancing facility does not have the right bearing in<br />

stock, a bearing with a larger internal diameter will be lined with a<br />

babbitt metal to reduce its internal diameter. This is then followed<br />

by boring.


28 E.<strong>ON</strong> Anlagenservice<br />

In der Auswuchtanlage werden Rotoren überwiegend in<br />

Gleitlagern gelagert. Daraus ergeben sich zwei mögliche Abläufe:<br />

Entweder werden die Originallager des Rotors mitgeliefert oder<br />

es werden Lager der Wuchtanlage eingesetzt. Dazu verfügt jede<br />

Wuchtanlage über ein umfangreiches Sortiment an Gleitlagern<br />

unterschiedlicher Größen und Typen.<br />

Bevorzugt werden so genannte „Zitronenlager“ benutzt. Die<br />

Bezeichnung ergibt sich aus der inneren Kontur der Lager. Für<br />

eine optimale Ölversorgung der Lager sind seitliche Ölnuten<br />

(Öltaschen) erforderlich. Ein großer Vorteil dieser Zitronenlager<br />

ist die einfache Anpassung der Lagerinnendurchmesser an den<br />

auszuwuchtenden Rotor auf einer Standarddrehmaschine. Das<br />

spezielle Know-how bei der spanenden Bearbeitung durch einen<br />

erfahrenen Dreher ist eine absolute Voraussetzung. Für eine gute<br />

Laufruhe müssen die Innendurchmesser der Lager im 0,01 mm-<br />

Bereich an die Lagerstellen des Rotors angepasst werden.<br />

Eine frühe Information über die exakten Lagerstellendurchmesser<br />

des zu wuchtenden Rotors ist entscheidend für die termingerechte<br />

Abwicklung, da diese Anpassarbeiten, trotz der Möglichkeit der<br />

internen Bearbeitung, einige Zeit in Anspruch nehmen. Bei der<br />

Anpassung handelt es sich im Wesentlichen um Ausdreharbeiten.<br />

Das bedeutet, der Innendurchmesser des „Lagerrohlings“ muss<br />

kleiner sein als das Fertigmaß des angepassten Lagers.<br />

Sollte im Sortiment der Wuchtanlage kein geeignetes Lager<br />

für diese Anpassung vorhanden sein, muss ein Lager mit einem<br />

größeren Innendurchmesser mit einer neuen Weißmetallbeschichtung<br />

ausgegossen werden, um dadurch einen kleineren Innendurchmesser<br />

für das nachfolgende Ausdrehen zu erzeugen.<br />

Da der Betrieb einer Gießerei mit hohen Umweltauflagen und<br />

einer kostenintensiven Ausstattung verbunden ist, scheuen viele<br />

Unternehmen den Unterhalt einer Gießerei. Das Ausgießen kann<br />

dann nicht intern durchgeführt werden, und die Lager müssen für<br />

diesen Arbeitsgang zu einer externen Gießerei versandt werden. Das<br />

kann schon mal etwas länger dauern …<br />

Für den Fall, dass die Originallager für das Auswuchten benutzt<br />

werden sollen, sind spezielle Adapterringe für die Aufnahme der<br />

Originallager in den Lagerständern der Wuchtanlage erforderlich.<br />

Diese Ringe sind teuer und erfordern eine lange Fertigungszeit.<br />

Daher sind Originallager beim Auswuchten eher die Ausnahme und<br />

werden meistens nur auf ausdrücklichen <strong>Kunden</strong>wunsch oder zur<br />

Erfüllung technischer Vorgaben eingesetzt.<br />

Im vorliegenden Fall gab es diese Problematik nicht. Der<br />

Direktanschluss des Rotors an den Antriebsmotor der Wuchtanlage<br />

mittels Kardangelenkwelle war ohne vorherige Anfertigung einer<br />

speziellen Adapterscheibe möglich (Bild 4 – Direktantrieb über<br />

Kardangelenkwelle).<br />

Abnahmespezifikation<br />

Als Abnahmespezifikation an ČKD war ISO 11342 vorgeschrieben.<br />

Diese Norm unterteilt Rotoren entsprechend ihren Auswuchtanforderungen<br />

und legt Verfahren zur Beurteilung der Restunwucht<br />

fest.<br />

Unter Verwendung der Gütestufen in DIN ISO 1940/1 lassen<br />

sich, unabhängig von den Eigenschaften des Wuchtbunkers,<br />

zulässige Grenzwerte festlegen. Durch die Benutzung von modalen<br />

Restunwuchten schlägt die Norm ISO 11342 dazu eine Brücke zu<br />

ISO 1940/1.<br />

ISO 1940/1 behandelt die Auswuchtgüte von starren Rotoren und<br />

ist nicht ohne weiteres auf wellenelastische Rotoren übertragbar!<br />

Um dennoch eine Nutzung der praxisbewährten Gütestufen aus<br />

ISO 1940/1 für wellenelastische Rotoren zu ermöglichen, wurden<br />

modale Unwuchten (Restunwuchten für spezielle Eigenformen)<br />

eingeführt.<br />

Modale Unwuchten<br />

Modale Unwuchten stellen die Unwuchtverteilung als Funktion<br />

der Unwucht in den Biegeeigenformen des Rotors dar. Sie werden<br />

durch die Summenbildung der Produkte aus Einzelunwuchten in<br />

den Radialebenen und dem zugehörigen Biegepfeil der Unwucht<br />

in dieser Eigenform gebildet. Die Auslenkung jeder Eigenform ist<br />

demnach durch die Unwuchten in dieser Eigenform bestimmt.<br />

Die Größe der Auslenkung ist abhängig von<br />

• Größe der modalen Unwucht<br />

• Nähe der aktuellen Drehzahl zu einer Resonanzdrehzahl<br />

• Dämpfung des Systems Rotor/Lagerung<br />

Modale Unwuchten können aus den beim Auswuchtprozess<br />

anfallenden Daten ermittelt werden; es ist also kein zusätzlicher<br />

Messaufwand, sondern nur Rechenaufwand erforderlich.<br />

Vereinfacht gesagt entsprechen modale Restunwuchten Unwuchtkennwerten<br />

für jede relevante Drehzahl.<br />

Durch eine Umrechnung der modalen Unwuchten auf einzelne,<br />

vorhandene Ausgleichsebenen, erhält man die äquivalenten modalen<br />

Restunwuchten, die zur Beurteilung für den wellenelastischen<br />

Unwuchtzustand benutzt werden.<br />

Die Verringerung der modalen Unwuchten durch das Anbringen<br />

einer oder mehrerer Ausgleichsmassen in den Ausgleichsebenen<br />

bewirkt eine Verringerung der modalen Anteile an der Durchbiegung<br />

(Bild 5 – Ausgleichsebene 1/Bild 6 – Ausgleichsebene 2/Bild 7 –<br />

Ausgleichsebene 3). Das ist das Prinzip der Norm ISO 11342.<br />

Bild / Fig. 5 Bild / Fig. 6 Bild / Fig. 7


<strong>Journal</strong> 29<br />

Operating a foundry means having to comply with numerous<br />

environmental regulations and keeping expensive equipment on<br />

standby which is why many contractors do not operate their own<br />

foundry. The bearings then have to be shipped to an external foundry<br />

for lining, which can take time …<br />

If the original bearings are available for balancing, special adapter<br />

rings are needed to hold the bearings in the bearing stands of the<br />

balancing facility. These rings are expensive and take very long to<br />

manufacture. This is why the use of original bearings tends to be<br />

the exception rather than the rule, and they will only be used at<br />

the express request of the customer or where specific technical<br />

specifications have to be met.<br />

In the case described, this problem did not occur. The rotor was<br />

connected to the drive of the balancing facility using a cardan shaft,<br />

so there was no need to manufacture a special adapter disc (Picture<br />

4 – Direct cardan shaft connection).<br />

Acceptance specification<br />

ČKD's acceptance of specification was ISO 11342. This standard<br />

classifies rotors according to their balancing requirements and<br />

defines procedures for assessing residual unbalance.<br />

The quality grades in DIN ISO 1940/1 can be used to specify<br />

permissible thresholds regardless of the balancing facility's technical<br />

characteristics. ISO 11342 uses modal residual unbalances to bridge<br />

the gap to ISO 1940/1.<br />

ISO 1940/1 deals with balancing grade requirements of rigid rotors<br />

and is not directly applicable to elastic shaft rotors. Therefore, modal<br />

unbalances (residual unbalances for special natural modes) were<br />

introduced to be able to use the quality grades in ISO 1940/1, which<br />

have been applied so successfully, also for elastic shaft rotors.<br />

Fig. / Bild 4<br />

These days, the use of electronic data processing makes modal<br />

unbalances relatively easy to handle (Diagram 1 – Balancing planes<br />

on rotor).<br />

Diagram 1<br />

drive side<br />

plane I<br />

zero mark<br />

plane III<br />

plane II<br />

Modal unbalances<br />

Modal unbalances show the unbalance distribution as a function of<br />

the unbalance in the bending natural modes of the rotor. They are<br />

determined by forming the sum of the products calculated from<br />

individual unbalances in the radial planes and the associated deflection<br />

of the unbalance in this natural mode. Accordingly, the deflection of<br />

each natural mode is defined by the unbalances in that natural mode.<br />

The magnitude of the deflection depends on<br />

• the magnitude of the modal unbalance<br />

• the proximity of a given speed to a resonance speed<br />

• dampening of the rotor/bearing system<br />

Modal unbalances can be derived from the data collected during rotor<br />

balancing, which means there is no need for further measurements<br />

(only additional calculations).<br />

Broadly speaking, the modal residual unbalances correspond<br />

to unbalance values for each relevant speed. Conversion of the<br />

modal unbalances for individual, existing balancing planes gives<br />

the equivalent modal residual unbalances, which are then used for<br />

assessing the shaft-elastic unbalance condition.<br />

Reducing the modal unbalances by attaching one or several<br />

correction weights to the balancing planes reduces the modal shares<br />

in the bending (Picture 5 – Balancing plane 1/Picture 6 – Balancing<br />

plane 2/Picture 7 – Balancing plane 3). This is the principle of ISO<br />

11342.<br />

bearing I<br />

bearing II<br />

Balancing process<br />

In a first step, the unbalances (gmm) were recorded at a low speed<br />

(in this case 400 rpm) without there being any obvious, significant,<br />

shaft-elastic deflection of the rotor.<br />

The next step then was to determine the relevant balancing<br />

speeds in a succession of test runs. According to ISO 11342 these are:<br />

"… balancing speeds selected to ensure that within the operating<br />

speed range each individual resonance speed always has a balancing<br />

speech close to it" (DIN ISO 11342; Chapter 7.3). This is how the speed<br />

of 2,700 rpm was selected as the speed closest to the 1st resonance<br />

speed, and 4,175 rpm as the maximum operating speed.<br />

Given the lack of rotor-dynamic information, nothing was known<br />

about the deflection curve of this rotor. This tends to be the case<br />

for almost all balancing jobs performed by EAS. For this reason,<br />

test weights were attached to all three balancing planes and the<br />

largest influential coefficients (most sensitive balancing plane) were<br />

determined for each of the natural deflection modes in a series of<br />

test runs during which the rotor speed was increased to the predefined<br />

speeds. In this process, the influential coefficients reflect the<br />

impact of a test weight in a balancing plane at a defined speed.


30 E.<strong>ON</strong> Anlagenservice<br />

Durch die Einbeziehung moderner EDV-Programme ist die<br />

Handhabung mit modalen Unwuchten leicht möglich (Grafik 1 –<br />

Skizze des Rotors mit Position der Ausgleichsebenen).<br />

Grafik 1<br />

Antriebsseite<br />

Ebene I<br />

Nullmarke<br />

Lager I<br />

Ebene III<br />

Ebene II<br />

Lager II<br />

Ablauf der Wuchtung<br />

In einem ersten Schritt wurden bei niedriger Drehzahl (hier: 400 U/<br />

min), ohne eine erkennbare signifikante wellenelastische Auslenkung<br />

des Rotors, Unwuchtwerte (gmm) festgehalten.<br />

Im nächsten Schritt wurden durch Testfahrten die weiteren<br />

relevanten Auswuchtdrehzahlen festgelegt. Nach ISO 11342 bedeutet<br />

das: „… Auswuchtdrehzahlen, die so gewählt werden, dass<br />

innerhalb des Betriebsdrehzahlbereichs immer eine Auswuchtdrehzahl<br />

dicht bei jeder einzelnen Resonanzdrehzahl liegt.“ (DIN ISO<br />

11342; Kapitel 7.3). Auf diese Weise wurden die Drehzahlen 2.700 U/<br />

min als Nähe zur 1. Resonanzdrehzahl und 4.175 U/min als maximale<br />

Betriebsdrehzahl festgelegt.<br />

Wegen fehlender rotordynamischer Informationen handelte es<br />

sich um einen Rotor mit unbekannter Biegelinie. Dies ist in nahezu<br />

100 Prozent aller Wuchtungen, die von EAS abgewickelt werden,<br />

der Fall. Daher wurden in allen drei Ausgleichsebenen einzeln Testgewichte<br />

gesetzt und durch Messläufe, mit Anfahren der vorab<br />

festgelegten Drehzahlen, die jeweils größten Einflusskoeffizienten<br />

(empfindlichste Ausgleichsebene) bei den einzelnen Biegeeigenformen<br />

ermittelt. Die Einflusskoeffizienten geben dabei die<br />

Wirkung eines Testgewichts in einer Ausgleichsebene bei einer<br />

festgelegten Drehzahl wieder.<br />

Bei den Messläufen wurden jeweils die Schwinggeschwindigkeiten<br />

(mm/s) an den beiden Lagerständern bei festgelegten Auswuchtdrehzahlen<br />

gemessen und protokolliert.<br />

Einstellung der Schnellschlussbolzen<br />

Neben dem hochtourigen Auswuchten mussten auch die beiden<br />

Schnellschlussbolzen auf die korrekte Auslösedrehzahl eingestellt<br />

werden.<br />

Die Schnellschlussdrehzahl einer Turbine stellt eine maximale<br />

Drehzahlgrenze dar. Ein Überschreiten dieser Drehzahl bedeutet<br />

hohe Gefahr für Mensch und Maschine. Daher ist ein Schutzsystem<br />

erforderlich, das ein Durchfahren dieser konstruktiv bedingten<br />

Maschinendrehzahl sicher verhindert.<br />

Teil dieser Schutzeinrichtung sind zwei mechanische Bolzen,<br />

die über eine gespannte Feder im Rotor gehalten werden (Bild 8 –<br />

Einbauöffnungen der Bolzen am Wellenende/Bild 9 – Ausgebaute<br />

und gereinigte Bolzen). Der drehzahlunabhängigen Federkraft<br />

wirkt die drehzahlabhängige Fliehkraft entgegen. Erreicht<br />

oder überschreitet die Rotordrehzahl eine vorgegebene<br />

Schnellschlussdrehzahl, wird die Fliehkraft größer als die<br />

Federkraft, die Schnellschlussbolzen schnellen aus dem Rotor<br />

hervor und erzwingen über eine Mechanik ein sofortiges<br />

Schließen der Schnellschluss- und Regelventile.<br />

Die Drehzahlerfassung für die Auslöse- und Einrückdrehzahl<br />

der Schnellschlussbolzen wurde im Wuchtbunker von ČKD mit<br />

berührungslosen Messaufnehmern, wie sie häufig zur Erfassung<br />

von Wellenschwingungen benutzt werden, umgesetzt. Durch<br />

das Vorschnellen und Zurückziehen der Bolzen ist auf dem<br />

angeschlossenen Messgerät eine sprunghafte Änderung<br />

des Messsignals zu registrieren und somit die Auslöse- und<br />

Einrückdrehzahl festzustellen (Bild 10 – Messaufbau für<br />

Schnellschlussbolzenmessung). Beide Bolzen mussten leicht<br />

nachgestellt werden.<br />

Ergebnis<br />

Die Auswertung einer Wuchtung geschieht in einem ersten Schritt<br />

durch die Bildung der äquivalenten Restunwuchten bei festgelegten<br />

Auswuchtdrehzahlen. Ein anschließender Vergleich der<br />

äquivalenten Restunwuchten mit den zulässigen Restunwuchten<br />

gibt Aufschluss über den Erfolg der Wuchtung.<br />

Die zulässige Restunwucht wird nach DIN ISO 1940/1 mit einer<br />

vorgegebenen Gütestufe (G), der Rotormasse (m) und der max.<br />

Drehzahl (n) berechnet (Grafik 2). Bei Drehzahlen in Resonanznähe<br />

(hier: 2.700 U/min) wird mit einem Faktor gewichtet (meist 60<br />

%). Dadurch verringert sich die zulässige Restunwucht an dieser<br />

Stelle nochmals.<br />

Grafik 2<br />

Bild / Fig. 8


<strong>Journal</strong> 31<br />

During the test runs, the vibration velocities (mm/s) at the bearing<br />

stands were measured and recorded for specific balancing speeds.<br />

Trip settings<br />

In addition to high-speed balancing of the rotor, the two flybolts had<br />

to have their trip speeds set. Every turbine has a maximum speed at<br />

which it can be safely operated. The trip speed is the speed beyond<br />

which turbine operation represents a serious hazard for man and<br />

machine. This is why turbines are equipped with a protection system<br />

that prevents the maximum permissible speed from being exceeded.<br />

This protection system includes two mechanical bolts held in<br />

place inside the rotor by a tensioned spring (Picture 8 – Apertures<br />

for flybolts on shaft end/Picture 9 – Removed and cleaned flybolts).<br />

The rotor speeds at which the flybolts shoot out from or withdraw<br />

back into the rotor were recorded at the ČKD balancing facility<br />

using non-contact transducers of the type normally employed for<br />

measuring shaft vibration. Sudden outward or inward movement of<br />

the flybolts is detected by the instruments as a sudden change of<br />

signal, which indicates the bolt trip and withdrawal speeds (Picture<br />

10 – Test configuration for flybolt tests). The flybolt settings had to be<br />

slightly adjusted.<br />

Result<br />

Rotor balancing is analysed by determining, in a first step, the<br />

equivalent residual unbalances at specific balancing speeds.<br />

Subsequent comparison of the equivalent residual unbalances with<br />

the permissible residual unbalances indicates how successful the<br />

balancing operation actually was.<br />

The permissible residual unbalance is calculated in accordance<br />

with DIN ISO 1940/1 for a specified quality grade (G), the rotor mass<br />

(m) and the maximum speed (n) (Diagram 2). At speeds close to<br />

resonance (in this case 2,700 rpm), a weighting factor (usually 60%)<br />

is used. This again reduces the permissible residual unbalance at this<br />

position.<br />

Diagram 2<br />

Fig. / Bild 9<br />

The centrifugal force, which is dependent on the rotor speed,<br />

counteracts the spring force, which remains constant regardless<br />

of the speed. If the rotor reaches or exceeds a set trip speed, the<br />

centrifugal force exceeds the spring force, and the flybolts shoot<br />

out from the rotor and immediately cause the slam-shut and control<br />

valves to close.<br />

During acceptance, all measured values are recorded in a table<br />

and checked for compliance with the permissible residual unbalance.<br />

In this case, the values were well below the maximum permissible<br />

values.<br />

Low-speed balancing for both bearing positions was completed<br />

with a residual unbalance of 7,200 gmm and 3,760 gmm, respectively<br />

(the maximum permissible unbalance being 12,442 gmm) (Diagram<br />

3 – Low-speed balancing values during acceptance testing).<br />

Diagram 3<br />

Fig. / Bild 10


32 E.<strong>ON</strong> Anlagenservice<br />

Während der Abnahme werden die relevanten Messwerte in<br />

einer Tabelle erfasst und einer Überprüfung auf Einhaltung der<br />

zulässigen Restunwuchten unterzogen. Bei der durchgeführten<br />

Abnahme lagen die erreichten Werte weit unterhalb der zulässigen<br />

Werte.<br />

Das niedertourige Auswuchten wurde mit erreichten Restunwuchten<br />

von 7.200 gmm bzw. 3.760 gmm (zulässig 12.442<br />

gmm) für beide Lagerstellen abgeschlossen (Grafik 3 – Niedertourige<br />

Abnahmewerte).<br />

Die Werte der erreichten äquivalenten modalen Restunwuchten<br />

für die einzelnen Prüfdrehzahlen (2.700 U/min und 4.175<br />

U/min) lagen ebenfalls weit unter den zulässigen Werten und sind<br />

aus dem Abnahmeprotokoll von ČKD (Grafik 4a) und der Tabelle<br />

(Grafik 4b – Messwerte und Ergebnisse) ersichtlich. Die Werte<br />

innerhalb der roten Umrandungen müssen identisch sein. Bei einer<br />

zu erreichenden Gütestufe von höchstens G 1,6 wurde als<br />

schlechtester Wert eine errechnete Gütestufe von G 0,47 erreicht.<br />

Damit ist der Rotor in einem wuchttechnisch sehr guten Zustand.<br />

Grafik 3<br />

Grafik 4a<br />

Grafik 4b<br />

Fazit<br />

Der EAS-Geschäftsbereich Maschinentechnik hat die hochtourige<br />

Wuchtung des Turbinenrotors erfolgreich und termingerecht<br />

durchgeführt. Nach dem Rücktransport des Rotors und der<br />

Remontage läuft die SPAT im Gemeinschaftskraftwerk Veltheim<br />

wieder auf einem niedrigen Schwingungsniveau.<br />

Diese Leistungen übernimmt EAS/MTK auf Anforderung auch für<br />

externe <strong>Kunden</strong>.


<strong>Journal</strong> 33<br />

Diagram 4a<br />

The equivalent modal residual unbalances reached for each of<br />

the test speeds (2,700 rpm and 4,175 rpm) were also well below<br />

the permissible values, as can be seen from ČKD's acceptance test<br />

records (Diagram 4a) and the table (Diagram 4b – Recorded values<br />

and results). The values inside the red lines have to be identical.<br />

For a required quality grade of no more than G 1.6, the worst value<br />

recorded was a calculated value of G 0.47. This means that the rotor<br />

is very well balanced.<br />

Diagram 4b<br />

Conclusion<br />

The EAS Rotating Technology Division completed the high-speed<br />

balancing of the rotor with success and on time. The rotor was<br />

shipped back and reinstalled at the Veltheim power plant and is now<br />

once again running at very low vibration levels.<br />

These services by EAS/MTK are also available for external clients.


34 E.<strong>ON</strong> Anlagenservice<br />

Kraftwerk Plattling/E.<strong>ON</strong> Energy Projects<br />

Revision einer GE Frame 6 FA+e Gasturbine<br />

Heißgaswegeinspektion<br />

Die umfangreiche Planung der Gasturbinenrevision ermöglichte eine<br />

erfolgreiche und termingerechte Abwicklung des Auftrags mit<br />

deutlichem Kostenvorteil für den Betreiber. Zusätzlicher Aufwand für<br />

unerwartete Befunde wurde im Vorfeld bereits personell berücksichtigt,<br />

wobei der wirtschaftliche Nutzen für E.<strong>ON</strong> immer im Vordergrund stand.<br />

Der Fachbereich Gasturbinentechnik/EAS-Geschäftsbereich Maschinentechnik<br />

setzte auch bei diesem Projekt die erfolgreiche<br />

Zusammenarbeit mit Fortum Power Solutions fort. Erstmals waren<br />

auch Kollegen des CHP-Teams (Combined Heat and Power) des<br />

EAS-Geschäftsbereichs UK (PES/Power Engineering Services) mit<br />

eingebunden. Sämtliche leittechnischen Arbeiten wurden mit<br />

Unterstützung des EAS-Geschäftsbereichs Elektro-/Leittechnik<br />

durchgeführt.<br />

Heißgaswegeinspektion (HGPI)<br />

In diesem Projekt wurde an der GE Frame 6 FA+e mit DLN 2.6<br />

(Dry Low NOx) eine erweiterte HGPI durchgeführt. Der Umfang<br />

der HGPI musste erweitert werden, da aufgrund der geänderten<br />

Fahrweise „am Markt“ einige Teile am Kompressor getauscht werden<br />

mussten. Dies war mit einem Ausheben des Rotors verbunden,<br />

was normalerweise während einer HGPI nicht erforderlich ist<br />

(Bild 1, 3 – Das Team EAS/Fortum bereitet das Ausheben des Rotors<br />

vor / Bild 2 – Befundaufnahme).<br />

Insgesamt konnte das gesamte Revisionsvolumen, einschließlich<br />

zusätzlicher zerstörungsfreier Prüfungen und neu aufgetretener<br />

TILs (technical information letters), zügig und effizient innerhalb<br />

des vorgegebenen Zeitrahmens abgearbeitet werden, wobei der<br />

gesteckte Zeitrahmen im Vergleich zu den OEM-Vorgaben deutlich<br />

anspruchsvoller war.<br />

Ein guter Grund für die Auftragsvergabe an EAS war sicherlich<br />

die in relativ kurzer Zeit erreichte hohe Reputation des Fachbereichs<br />

Gasturbinentechnik. Den Ausschlag gab jedoch letztlich<br />

der Angebotspreis, der deutlich unter den OEM- bzw. Marktkonditionen<br />

lag.<br />

Kraftwerk Plattling / Plattling power plant<br />

Quelle / Source: Rolf Sturm/ E.<strong>ON</strong><br />

Dieses sehr gute Preis-/Leistungsverhältnis konnte nur durch<br />

die hohe technische Kompetenz von EAS/Fortum und die detaillierte<br />

Vorbereitung der Revision, die gemeinsam mit dem<br />

Kraftwerk Plattling und E.<strong>ON</strong> Energy Projects durchgeführt<br />

worden ist, erreicht werden. Die vor Vertragsabschluss bekannten<br />

durchzuführenden Maßnahmen aufgrund von TILs waren<br />

im Standardumfang des Angebots enthalten. Vorab schwer<br />

einschätzbare Risiken (z. B. Tuning) waren ebenfalls abgedeckt.<br />

Die sorgfältige Planung im Vorfeld führte zu einer klaren<br />

Aufgabenverteilung und somit zum optimalen Einsatz einer<br />

schlanken Abwicklungsmannschaft.<br />

Bild / Fig. 1


<strong>Journal</strong> 35<br />

Plattling power plant / E.<strong>ON</strong> Energy Projects<br />

GE Frame 6 FA+e gas turbine overhaul<br />

Hot gas path inspection<br />

A successful project performance with significant cost savings for the<br />

customer was the result of a detailed planning and preparation of<br />

a gas turbine inspection at the Plattling power plant. High flexibility<br />

of the site team made it possible to react on unexpected findings<br />

without endangering the project economics.<br />

This turbine inspection was the next step to continue the successful<br />

cooperation between the Gas Turbine Department of the EAS<br />

Rotating Technology Division and Fortum Power Solutions. The<br />

team was completed by colleagues from the EAS Power Engineering<br />

Services (PES) Division in the UK. All instrumentation and control<br />

work was carried out with support from the EAS E, C&I Technology<br />

Division.<br />

Hot gas path inspection (HGPI)<br />

The work scope was an extended hot gas path inspection on a GE<br />

Frame 6 FA+e gas turbine equipped with a DLN 2.6 (Dry Low NOx)<br />

combustion system. The scope has to be extended because of<br />

some compressor parts being close to operational limits due to the<br />

changing operating profile of the unit in line with changing market<br />

conditions. This required to lift the rotor, which is not standard part<br />

of the HGPI scope (Fig. 1, 3 – EAS/Fortum team preparing for the rotor<br />

to be lifted from the casing / Fig. 2 – Fact finding).<br />

The team managed to complete the entire inspection including<br />

all non-destructive tests and the additional work required under<br />

new TILs (technical information letters) on a high performance level<br />

within the planned time schedule. The schedule was much more<br />

ambitious compared to the OEM standard timeframe.<br />

The motivation for the customer to place an order to the EAS GT<br />

team was the reputation the gas turbine specialists had gained in a<br />

relatively short time period. The main reason, however, was the price<br />

level which was more attractive compared to OEM/market prices.<br />

Fig. / Bild 2<br />

This excellent price and performance was realised by the technical<br />

expertise of EAS/Fortum and the detailed project preparation in<br />

cooperation with Plattling power plant und E.<strong>ON</strong> Energy Projects.<br />

The scope of work coming from TILs was well known at an<br />

early stage of the project. This scope was also included in the<br />

contract as well as the handling of additional risks (e.g. tuning)<br />

that are difficult to assess beforehand. Excellent project planning<br />

at the beginning leads to clear responsibilities and a lean project<br />

team.<br />

Fig. / Bild 3


36 E.<strong>ON</strong> Anlagenservice<br />

Ein weiterer finanzieller Vorteil für den Betreiber konnte<br />

durch die teilweise Verwendung von Non-OEM Komponenten im<br />

Turbinenbereich, die von E.<strong>ON</strong> Energy Projects evaluiert, beschafft<br />

und beigestellt worden sind, erzielt werden. Daraus resultiert eine<br />

Einsparung von rund 50 Prozent der Materialkosten bei vergleichbarer<br />

bzw. teilweise sogar besserer Qualität.<br />

Herausforderungen während der De- und Remontage<br />

Im Zuge der Maßnahme wurden sowohl offene Mängel (warranty<br />

claims) aus der Garantiezeit der Anlage als auch bisher noch nicht<br />

bekannte Mängel aus der Fertigung der Gasturbine beseitigt (Bilder<br />

4, 5).<br />

Im Wesentlichen handelte es sich um folgende Positionen:<br />

• Umbau und nachfolgende Lasttests (in Zusammenarbeit mit einer<br />

zugelassenen Überwachungsstelle) an der Läufertraverse<br />

• Zwei Laufschaufeln der letzten Kompressorstufe, welche bei der<br />

Montage im Werk nicht exakt verstemmt wurden und dadurch<br />

axial gewandert und angestriffen waren (Bild 4 – Laufschaufel der<br />

Stufe 17)<br />

- Diese wurden durch neue Schaufeln ersetzt und vorschriftsmäßig<br />

verstemmt. Die Verstemmung der anderen Schaufeln<br />

wurde kontrolliert bzw. auch nachgearbeitet.<br />

• Eine Leitschaufel im Kompressor, welche um 180° gedreht montiert<br />

war (Bild 5)<br />

- Diese wurde demontiert, geprüft und korrekt installiert.<br />

• Kurzfristige Anfertigung einer Ersatzkonstruktion für das defekte<br />

Hydraulik-Werkzeug zum Lösen der Lastkupplung<br />

• Erhöhter Arbeitsaufwand zur Korrektur der GT-Strangausrichtung.<br />

Bild / Fig. 4<br />

HSE<br />

In regelmäßigen „toolbox-meetings“ wurden alle sicherheitsrelevanten<br />

Themen zeitnah mit dem gesamten Team besprochen<br />

und die Einhaltung aller Vorschriften genauestens überwacht. Das<br />

Ergebnis zeigt einen unfallfreien Verlauf und eine Revision, die in<br />

allen Details den Vorstellungen des <strong>Kunden</strong> entsprach.<br />

Wir möchten die sehr gute Zusammenarbeit mit allen<br />

Beteiligten vor und während der Revision hervorheben.<br />

Eine hohe <strong>Kunden</strong>zufriedenheit ist der Beweis, dass die<br />

Anforderungen hinsichtlich Sicherheit, Termintreue,<br />

fachlicher Kompetenz und Wirtschaftlichkeit erfüllt<br />

werden. Dies konnten wir gemeinsam in Plattling zeigen<br />

und das ist unser Anspruch für zukünftige Projekte.<br />

Kari Suhonen<br />

Leiter Gasturbinenservice<br />

Fortum<br />

Wir möchten uns im Namen der Kraftwerk Plattling GmbH ganz herzlich für die erfolgreiche<br />

Durchführung der Heißgaswegeinspektion bedanken.<br />

Bei der Revision unserer GuD-Anlage wurden alle geplanten und die notwendigen ungeplanten<br />

Maßnahmen termingerecht und unfallfrei erledigt, der anschließende Probebetrieb<br />

unterbrechungsfrei absolviert und die Performance der Gasturbine verbessert.<br />

Als Hauptauftragnehmer für die GE 6FA+e Gasturbine, das Herzstück unserer Anlage, hat Ihr<br />

Team mit seinem hohen persönlichen Einsatz und seiner umfangreichen Fachkompetenz<br />

wesentlich zu diesem großartigen Erfolg beigetragen.<br />

Besonders hervorheben möchten wir<br />

• die vorbildliche Arbeitsweise in allen Belangen der Arbeitssicherheit<br />

Beispielhaft dafür sind die regelmäßigen Sicherheitsgespräche vor Kranarbeiten sowie<br />

die Sofortmaßnahmen nach einem Beinaheunfall mit einer Gasflasche<br />

• die hohe technische Kompetenz und Problemlösefähigkeiten<br />

Beispielhaft dafür sind die kostengünstige Fehlerbeseitigung an den Kompressorschaufeln,<br />

die Einstellung der IGVs, die Anpassung von Spezialwerkzeugen wie Rotortraverse und<br />

Riverhawk<br />

• die vertrauensvolle und konstruktive Zusammenarbeit aller Beteiligten von EAS, Fortum,<br />

KWP und EEP auf der Baustelle.<br />

Dafür gebührt Ihnen unsere Anerkennung, insbesondere Ihrem Baustellenteam mit seinen<br />

Verantwortlichen Christian Busch (Projektleitung), Juha Turkia und Thom ter Stege (Technical<br />

Advisor), Jukka Pippola (Schichtleiter), Timo Tervonen und Georg Kern (Befundaufnehmer/<br />

Inspektor), Jari Kotilainen (MARK VI) und Adam Holden (Feldtechnik/EAS).<br />

Für die Zukunft wünschen wir Ihnen und uns weiterhin eine erfolgreiche und unfallfreie<br />

Zusammenarbeit.<br />

Geschäftsführung der KWP<br />

Thomas Schmidt und Rainer Bayerke


<strong>Journal</strong> 37<br />

The installation of some non-OEM turbine components, which had<br />

been assessed, obtained and made available by E.<strong>ON</strong> Energy Projects,<br />

delivered additional financial benefit for the customer. Savings of<br />

50% could be realized with a quality of the parts, comparable or even<br />

better than standard parts.<br />

Challenges during disassembly and reassembly<br />

As part of the scope the team had to fix existing warranty claims as<br />

well as previously unknown defects due to quality issues during the<br />

manufacturing process by the OEM (Fig. 4, 5).<br />

Main work packages:<br />

• Modification and load test (in cooperation with a notified body) on<br />

the rotor lifting beam.<br />

• Removal of two blades on the last compressor stage (which had<br />

not been caulked properly during assembly at the manufacturer’s<br />

workshop and had therefore shifted and suffered some axial<br />

rubbing – see stage 17 blade in figure 4). The two blades were<br />

replaced by new ones properly caulked in accordance with<br />

manufacturer’s instructions. All other blades were checked for<br />

proper caulking, and some were reworked.<br />

• Removal of one guide vane in the compressor section, which had<br />

been installed in the wrong direction (turned 180°; see figure 5).<br />

This guide vane is now correctly installed. This vane and vanes in<br />

the area had been NDT tested.<br />

• A defective hydraulic tool needed to remove the load coupling<br />

was not working. A alternative tool had to be designed and<br />

manufactured.<br />

• Some extra work to correct GT alignment.<br />

HSE<br />

All safety issues were discussed promptly with the whole team during<br />

regular toolbox talks, and compliance with all rules and procedures<br />

had been continuously monitored. As a result, the project was without<br />

any accident and fulfilled the client’s expectations.<br />

Fig. / Bild 5<br />

We would like to praise the great cooperation between<br />

everyone involved before, during and after the overhaul.<br />

The high level of customer satisfaction shows that all<br />

requirements in terms of safety, on-time project delivery,<br />

expertise and economic efficiency were fully met.<br />

This achivement at Plattling defines our ambition for<br />

future projects.<br />

Kari Suhonen<br />

Head of Gas Turbine Services<br />

Fortum<br />

On behalf of Kraftwerk Plattling GmbH we would like to thank you very much for the successful<br />

execution of the hot gas path inspection.<br />

All scheduled work and all necessary unscheduled activities were carried out as part of the CCGT<br />

overhaul on time and without any accidents. The test run was successful and the gas turbine‘s<br />

overall performance had been improved.<br />

The GT Team as the main contractor for this inspection showed a high motivation driven<br />

performance and an excellent level of Know-How. Therefore this team supported the great<br />

success of this outage in a significant way.<br />

Outstanding topics have been:<br />

• the working methods, especially in terms of health & safety<br />

(e.g. the regular safety audits prior to lifting activities and the measures taken immediately<br />

after a near-miss event)<br />

• the high level of technical expertise and problem-solving skills<br />

(e.g. best practise corrective actions on the compressor blades, the re-calibration of the IGVs,<br />

the modification of special tools like the rotor lifting beam and the Riverhawk hydraulic tools)<br />

• The constructive cooperation between all EAS, Fortum, KWP and EEP personnel on site.<br />

For this, you and especially your site team including Christian Busch (Project Manager), Juha<br />

Turkia and Thom ter Stege (Technical Advisors), Jukka Pippola (Shift Leader), Timo Tervonen<br />

and Georg Kern (inspectors), Jari Kotilainen (MARK VI) and Adam Holden (EAS field technician)<br />

deserve our appreciation.<br />

For the future, we wish you (and ourselves) that this successful and accident-free cooperation<br />

will be continued.<br />

KWP Management<br />

Thomas Schmidt and Rainer Bayerke


38 E.<strong>ON</strong> Anlagenservice<br />

An dieser Ausgabe wirkten mit:<br />

Ralf Nüchter<br />

Kesseldruckteil<br />

Boiler pressure part<br />

Geschäftsbereich Apparate-/<br />

Kesseltechnik<br />

Mechanical Technology Division<br />

T +49 2 09-6 01-55 41<br />

M +49 1 73-6 01-44 97<br />

Andreas Schneidinger<br />

Kesseldruckteil<br />

Boiler pressure part<br />

Geschäftsbereich Apparate-/<br />

Kesseltechnik<br />

Mechanical Technology Division<br />

T +49 2 09-6 01-84 88<br />

M +49 1 73-6 01-48 89<br />

Klemens Tenk<br />

Kesseldruckteil<br />

Boiler pressure part<br />

Geschäftsbereich Apparate-/<br />

Kesseltechnik<br />

Mechanical Technology Division<br />

T +49 2 09-6 01-84 86<br />

M +49 1 73-6 01-49 17<br />

Arndt Fischer<br />

Konstruktion und Technik<br />

Mechanical Engineering<br />

Geschäftsbereich Maschinentechnik<br />

Rotating Technology Division<br />

T +49 2 09-6 01-82 89<br />

M +49 1 75-1 89 29 20<br />

Helmut Schlüter<br />

Generatoren<br />

Generators<br />

Geschäftsbereich Maschinentechnik<br />

Rotating Technology Division<br />

T +49 2 09-6 01-85 87<br />

M +49 1 71-2 89 87 88<br />

Michael Figge<br />

Generatoren<br />

Generators<br />

Geschäftsbereich Maschinentechnik<br />

Rotating Technology Division<br />

T +49 2 09-6 01-59 44<br />

M +49 1 73-6 01-50 86


<strong>Journal</strong> 39<br />

Contributing authors:<br />

Denis Schlieper<br />

Dampfturbinen<br />

Steam Turbines<br />

Geschäftsbereich Maschinentechnik<br />

Rotating Technology Division<br />

T +49 2 09-6 01-83 55<br />

M +49 1 51-15 16 11 92<br />

Ulrich Ziegler<br />

Dampfturbinen<br />

Steam Turbines<br />

Geschäftsbereich Maschinentechnik<br />

Rotating Technology Division<br />

T +49 9 11-68 04-4 91<br />

M +49 1 60-97 82 47 10<br />

Henry Koßmann<br />

Dampfturbinen<br />

Steam Turbines<br />

Geschäftsbereich Maschinentechnik<br />

Rotating Technology Division<br />

T +49 30-43 57-25 49<br />

M +49 1 51-54 42 51 85<br />

Michael Spodick<br />

Konstruktion & Technik<br />

Mechanical Engineering<br />

Geschäftsbereich Maschinentechnik<br />

Rotating Technology Division<br />

T +49 2 09-6 01-57 65<br />

M +49 1 51-16 78 22 56<br />

Christian Busch<br />

Gasturbinentechnik<br />

Gas Turbine Technology<br />

Geschäftsbereich Maschinentechnik<br />

Rotating Technology Division<br />

T +49 84 57-75-12 11<br />

M +49 1 70-8 53 20 31


Imprint<br />

Published by:<br />

E.<strong>ON</strong> Anlagenservice GmbH ©<br />

Bergmannsglückstraße 41-43<br />

45896 Gelsenkirchen<br />

Germany<br />

Edited by:<br />

Christian Mehrhoff<br />

Editorial processing by:<br />

Doris Geisbusch – DMG<br />

Photographs:<br />

Archive<br />

Composition and print:<br />

druck + graphik manumedia gmbh

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