Kohlekraftwerke

Eingriffsfreie Durchflussmessung von Kesselspeisewasser

Kohlebefeuerte Kraftwerke gehören weltweit zu den gebräuchtlichsten Anlagentypen zur Stromerzeugung. Durch die Verbrennung von Kohle wird Wasser erhitzt, zur Verdampfung gebracht und zum Antrieb einer Dampfturbine genutzt. Für die beständige Verbesserung der Prozessführung und zur Vermeidung übermäßigen Verschleißes an den Rohren muss der Kesselspeisewasserdurchfluss gemessen werden.

Die Betreiber eines nordamerikanischen Kohlekraftwerks kamen auf FLEXIM zu, um Unterstützung bei der Suche nach der Ursache des schnellen Verschleißens der Kesselspeisewasserrohre zu finden. Zunächst wurde der enorme Verschleiß auf die Belastung beim Spitzenlastbetrieb zurückgeführt. Um der Sache auf den Grund zu gehen, beschlossen die Anlageningenieure gemeinsam mit dem Messexperten von FLEXIM, drei  Durchflussmessstellen auf der jeweiligen Druckseite einer Umwälzpumpe einzurichten. An den entsprechenden Stellen fließt das Wasser mit 320 °C und einem Druck von 170 bar in 14-Zoll-Stahlrohren (= DN350) vertikal abwärts. Wegen der hohen Rohrwandtemperatur wurden die Durchflussmessstellen mit der patentierten Hochtemperaturvorrichtung WaveInjector instrumentiert. Die ersten Testmessungen deuteten schon bei Normalbetrieb auf einen hohen Gasanteil in den Rohren hin. Mittels der Diagnosefunktionen der Clamp-On-Ultraschallsysteme FLUXUS konnte gezeigt werden, dass Dampf aus der Dampftrommel in das Kesselspeisewasser mitgeführt wurde - die Ursache für den schnellen Verschleiß der Rohre.

Durch Modifikationen der Betriebsbedingungen konnten diese Mitführungen von Dampf unterbunden und so Stillstandszeiten aufgrund verschlissener Rohre effektiv reduziert werden. Darüber hinaus verursachten die Dampfanteile im Kesselspeisewasser eine schlechtere Wärmeübertragung im Kessel. Mit niedrigeren Dampfanteilen kann die Anlage nun auch bei Spitzenlast verschleißarm gefahren werden, während Clamp-On-Ultraschallsysteme die Kesselspeisewasserdurchflüsse genau überwachen und deren gleichmäßige Verteilung gewährleisten.

Vorteile:

  • Eingriffsfreie Durchflussmessung von sehr heißem (bis zu 400 °C und darüber hinaus) und unter hohem Druck stehendem Kesselspeisewasser mit dem patentierten WaveInjector
  • Kein Öffnen der Rohrleitung oder Schweißarbeiten erforderlich
  • Kein Verschleiß, unbeeinträchtigt von mitgeführten Gasblasen oder Festkörpern
  • Hochgenau und zuverlässig durch sorgfältig gepaarte und kalibrierte Sensoren sowie ausgefeilte digitale Signalverararbeitung
  • Aussagekräfte Diagnosetools zur Bewertung der Messung eignen sich auch zur Prozessoptimierung
  • Keine Druckverluste