Fallstudie: Schnelle Kesselreparatur in einer Biomasseanlage

Biomasse wird als Brennstofflösung für die Stromerzeugung immer beliebter. Es ist eine von mehreren Technologien, die eingesetzt werden, um die Nachhaltigkeit der Stromversorgung bei weiter steigender Nachfrage zu verbessern.

Wie bei allen Einrichtungen ist eine regelmäßige Wartung erforderlich, um die Funktionsfähigkeit sicherzustellen, und etwaige Reparaturen müssen schnell und in hoher Qualität durchgeführt werden.

Als die Wände des Kessels im Kraftwerk Lisahally in Nordirland anhaltende Erosions- und Korrosionsschäden aufwiesen, wurde eine automatisierte Auftragsschweißtechnik eingesetzt, um die Lebensdauer des Kessels zu verlängern und sicherzustellen, dass die Anlage weiterhin mit Höchstleistung laufen konnte.

Die für den Betrieb von Biomassekraftwerken verwendeten Brennstoffe verursachen Korrosion und erosiven Verschleiß in den Kesseln. Tatsächlich kann Biomasse bei der Verbrennung Schadstoffe wie Alkalimetalle, Chlor, Schwefel und andere ätzende Chemikalien freisetzen.

Daher ist eine regelmäßige Wartung von grundlegender Bedeutung, um die Lebensdauer und Zuverlässigkeit der Ausrüstung in diesen Kraftwerken zu maximieren und die Verfügbarkeit, Leistung und Effizienz der Anlagen sicherzustellen.

Um die Haltbarkeit der wesentlichen Anlagen zu erhöhen, wollten die Wartungsplaner des Kraftwerks die Kesselwände mit einer langlebigen Lösung reparieren, die mit minimalen Unterbrechungen durchgeführt werden konnte.

Steigerung der Anlageneffizienz und Erhaltung der Anlagengesundheit Die Anlage in Londonderry, Nordirland, wurde von Burmeister & Wain Scandinavian Contractor (BWSC) gebaut und wird von ihm betrieben.

Die Anlage nutzt recyceltes Holz als Hauptrohstoff zur Erzeugung von 6 MW Wärme und 18,2 MW Strom, von denen 15,8 MWe dann für die Stromversorgung von 30.000 örtlichen Haushalten und Unternehmen verwendet werden.

Die wichtigste Ausrüstung im Werk Lisahally ist der Zweizug-Biomasse-Rostkessel, der durch die Verbrennung des seinem Ofen zugeführten Holzmaterials Hochtemperatur- und Hochdruckdampf erzeugt. Der Dampf wird dann an eine Turbine übertragen, die mit einem Generator gekoppelt ist, um Strom zu erzeugen. Der Abdampf wird zu Wasser kondensiert und über ein geschlossenes Kreislaufsystem wieder dem Kessel zugeführt.

Da Korrosion und Erosion die Integrität des Wärmeaustauschsystems des Kraftwerks Lisahally beeinträchtigten, kontaktierten die Werksleiter Sulzer, um sie bei der Durchführung der notwendigen Reparaturarbeiten zu unterstützen.

Als wirtschaftliche und nachhaltige Alternative zum Austausch bestehender Strukturen im Kessel wurde beschlossen, die beschädigten Membranwände mit Schichten aus Inconel 625 abzudecken, um die Membranwand zu reparieren und zu schützen. Hierbei handelt es sich um eine austenische Superlegierung auf Nickel-Chrom-Basis, die besonders korrosions- und oxidationsbeständig ist, selbst in rauen Umgebungen mit erhöhten Temperaturen, beispielsweise in Öfen.

Die zusätzliche Inconel-Schicht würde es dem Kessel ermöglichen, effizient einen hohen Dampfdruck aufrechtzuerhalten und gleichzeitig die Oberflächen vor zukünftiger Korrosion und Erosion zu schützen.

Die homogene Abscheidung von Inconel auf den korrodierten und erodierten Oberflächen erfolgte vor Ort durch automatisiertes Auftragschweißen.

Mithilfe fortschrittlicher automatisierter Technologie wurden hochpräzise Schweißarbeiten an Bauwerken wie Kesseln, Öfen, Schiffen und Türmen durchgeführt.

CladFuse, die fragliche Technologie, verwendet einen Schlitten, der entlang eines lasernivellierten Schienensystems fährt, das an der zu reparierenden Wand befestigt ist. Auf dem Schlitten bewegt ein Roboter-Indexarm den Schweißbrenner und den Oszillator, um Inconel-Schweißnähte mit einer Überlappung von etwa 50 Prozent zwischen benachbarten Schweißnähten zu erzeugen. Alle Parameter des Auftragsschweißprozesses, z. B. Schlittengeschwindigkeit oder Schweißraupendicke, werden von einer speicherprogrammierbaren Steuerung gesteuert.

Bediener können damit kommunizieren und die Parameter manuell über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle anpassen.

Die Lösung bietet nicht nur eine kostengünstige und qualitativ hochwertige Methode zur Reparatur beschädigter Metalloberflächen, sondern ist auch extrem schnell. Dies war besonders wichtig für Manager und Bediener bei Lisahally, die für regelmäßige Wartungsarbeiten eine Fertigstellung der Schweißarbeiten bis zum Ende eines geplanten Stillstands benötigten.