Fit für schwere Aufgaben

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Modernisierung - Das Pumpspeicherkraftwerk Witznau nutzt Wasser, um Strom zu erzeugen. Jetzt müssen die mehr als 200 Tonnen schweren Generatorpolräder zur Revision. Deshalb ließ die Schluchseewerk AG ihre Krananlagen von Konecranes rundum modernisieren.

13. Juni 2017
Mehr als 200 Tonnen wiegen die Generatorpolräder, die jährlich zur Revision müssen. Konecranes hat dafür die Krananlage modernisiert. Bildquelle: Konecranes
Bild 1: Fit für schwere Aufgaben (Mehr als 200 Tonnen wiegen die Generatorpolräder, die jährlich zur Revision müssen. Konecranes hat dafür die Krananlage modernisiert. Bildquelle: Konecranes)

Im Südschwarzwald ist die Energiewende seit Jahrzehnten Realität. Rund um den Schluchsee liefern fünf Pumpspeicherkraftwerke der Schluchseewerk AG umweltfreundliche Energie. Das Wasser aus dem See treibt die Turbinen der Kraftwerke an. Sie erzeugen mit ihren Generatoren Strom – jährlich rund 2,2 Milliarden Kilowattstunden. Hier fällt das Wasser des Schluchsees aus 250 Metern Höhe in den mehr als 9 Kilometer langen Druckstollen; rund 130 Kubikmeter Wasser drücken pro Sekunde gegen die Rotorblätter der Turbinen; sie treiben die vier Generatoren an, die den Strom erzeugen – mit einer Leistung von 220 Megawatt. Jetzt müssen die jeweils mehr als 200 Tonnen schweren Generatoren zur Revision. Dafür benötigt die Schluchseewerk AG extrem tragfähige Krane. Sie sollen die Generatorenwellen präzise positionieren und Kollisionen zwischen Rotor und Stator beim Anheben verhindern. Konecranes hat deshalb für die Schluchseewerk AG wichtige, in die Jahre gekommene Komponenten der Krananlagen demontiert und ersetzt sowie die Katzbahn eines der beiden Maschinenhaus-Zweiträgerbrückenkrane vermessen und geprüft sowie mit Hilfshubwerken und digitalen Features ausgestattet.

Um die Sicherheit beim Ein- und Ausbau sowie beim Transport der Generatorenkomponenten zu erhöhen, hat Konecranes die Krananlagen mit neuer Antriebs- und Steuerungstechnik ausgestattet. »Das hier ist eine besondere Aufgabe, weil keine Konstruktionszeichnungen der beiden Maschinenhauskrane mehr existieren«, erklärt Andreas Scheerer, Leiter der Modernisierungsabteilung bei Konecranes. Zudem erfolgte die Montage der Komponenten in Einzelteilen, weil in der Kraftwerkshalle zwischen Träger und Hallendecke kein Platz für den Einsatz eines Autokrans ist. Konecranes hat im Kraftwerk unter anderem neue Hilfshubwerke, Getriebemotoren und Schmiersysteme für die Zweiträgerbrückenkrane installiert. Zusätzlich hat der Kran- und Hebetechnikhersteller beide Maschinenhauskrane mit rückspeisefähigen Frequenzumrichtern für stufenloses Heben und Fahren ausgestattet und die Schaltschränke und elektrischen Anschlüsse modernisiert.

Eine für zwei

Um Komponenten und die Generatorpolräder zu heben, verfügen die zwei Maschinenhauskrane jeweils über ein Haupthubwerk mit 120 Tonnen und ein Hilfshubwerk mit 12,5 Tonnen Tragkraft. »Für den sicheren Transport der Generatoren ist die gesamte Kraft beider Haupthubwerke nötig«, erläutert Scheerer. Die Hilfshubwerke konnten nicht mit der geforderten Technik nachgerüstet werden: »Wir haben deshalb die beiden alten Hilfshubwerke gegen neue ausgetauscht«. Sie drehen mit ihren jeweils 12,5 Tonnen Tragkraft bei 30 Metern Hubhöhe jetzt Komponenten während der Montagearbeiten in die richtige Position und unterstützen so die Haupthubwerke. Zugleich lassen sie sich komplett autark nutzen. Bei den Hebeprozessen bieten neueste Features höhere Sicherheit und Effizienz. »Mit dem Master/Slave-Modus lenkt ein Kranführer mit einer Funkfernsteuerung gleichzeitig beide Krane«, sagt Andreas Scheerer.

»Die Krane lassen sich so im Tandembetrieb absolut synchron steuern«. Wo früher zwei Kranführer die Kranbewegungen per Zuruf koordinieren mussten, ist heute jede Kranbewegung im Sekundentakt synchronisiert. Für zusätzliche Sicherheit während des Transports der Generatorpolräder sorgen die lasergesteuerten Zusammenfahrsicherungen und die Lastmessung samt Überlastschutz. Auch beim Heben denken die beiden Maschinenhauskrane mit: Sie sind mit einem intelligenten System zur Drehzahlrückführung ausgestattet, das prüft, ob sich die Seilwinden korrekt drehen. Entspricht die aktuell gemessene Drehzahl nicht der vom Kranführer via Fernsteuerung vorgegebenen, korrigiert das System automatisch die Synchrongeschwindigkeit zwischen Master- und Slavekran. Neben Transportsicherheit spielt im Pumpspeicherkraftwerk auch Energie-effizienz eine Rolle. Die beiden Maschinenhauskrane sind mit rückspeisefähigen Frequenzumrichtern ausgestattet, die stufenloses Heben ermöglichen und zugleich die Bremsenergie zurück ins Stromnetz speisen. »Im Kraftwerk ist eine hohe Arbeitssicherheit enorm wichtig. Deshalb sind die Sicherheitssysteme, wie zum Beispiel Überlastsicherung und Endabschaltungen, redundant«, sagt Andreas Scheerer.

Sicherheit und Effizienz

Ein wichtiger Bestandteil der Anlagenmodernisierung ist die Inspektion der rund 13 Meter langen Katzbahn mit der GeoQ-Methode. Dafür haben die Konecranes-Experten die Katzbahn mit Laser vermessen, ein 2D-Modell erstellt und die gesammelten Daten zu Spannweite und Geradheit der Katzbahnen sowie zur Höhendifferenz der Schienen ausgewertet. »Das Prüfergebnis ist hervorragend. Alle Werte liegen in den, nur wenige Millimeter großen, Toleranzbereichen. Damit ist sichergestellt, dass die Hilfshubwerkskatze einwandfrei auf der Katzbahn fahren kann«, so Andreas Scheerer. Um Verlässlichkeit und Sicherheit der Maschinenhauskrane weiter zu erhöhen, wurden weitere Anlagenkomponenten modernisiert, etwa die Katz- und Kranfahrgetriebemotoren, die Hubseile und Getriebemotoren inklusive Magnetscheibenbremsen der Haupthubwerke, die Stromzuführungen und die gesamte Kranverkabelung. Auch die Schmieranlage ist neu. In den ausgetauschten Schaltschränken ist ein Bildschirm mit Touchdisplay integriert, über das sich die Zyklen der Zentralschmieranlage einstellen lassen.

Erschienen in Ausgabe: 03/2017