Wasserturbine von Strömungsmaschinen

Die Halbwertszeit einer Wasserturbine in Strömungsmaschinen muss nicht kurz sein. - Bild: stux/pixabay.com

| von Anja Klose, im Auftrag von KS Gleitlager

Das Pumspeicherkraftwerk erzeugt unter Nutzung von Wasser aus einem hochgelegenen Oberbecken in tieferliegenden Turbinen-Generator-Kombinationen elektrische Energie. Nach dem Durchströmen der Turbine wird das Wasser aus dem Maschinenhaus in das Unterbecken abgeleitet. Aus diesem muss es anschließend wieder in das Oberbecken gepumpt werden. Für den sogenannten Pumpbetrieb nutzt das Speicherkraftwerk Zeiten des Überangebotes elektrischer Energie. Die Energieerzeugung im sogenannten Turbinenbetrieb des Speicherkraftwerks erfolgt in Lastspitzenzeiten.

Zur Regelung der Turbinendrehlzahl, beziehungsweise zum Einregeln des optimalen Bertriebspunktes verfügt die Turbine über schwenkbare Leitschaufeln im Strömungskanal, welche in Gleitbuchsen gelagert sind. Ingenieure setzen hierbei besonders korrosions- und verschleissresistente Gleitlager ein. Diese Bauteile sind allerdings dauerhaft den Einflüssen von Feuchtigkeit, Schmutz, Vibrationen und heftigen Stößen ausgesetzt.

Hohe statische Pressungen

„Durch das strömende Medium wirken dauerhaft hohe Pressungen mit überlagerten hochfrequenten Vibrationen auf die Lager. Das heißt man benötigt hier besonders korrosionsresistente und verschleißfeste Gleitlager. Der Werkstoff darf auf keinen Fall Wasser aufnehmen, da das Gleitlager sonst seine Dimensionen verändern könnte. Daher ist es besonders wichtig, den passenden Werkstoff zur Lagerherstellung einzusetzen“, wie Tobias Hack, Key Account Manager Industrial Bearings bei KS Gleitlager, die Herausforderungen beim Einsatz von Gleitlagern in Pumpen und Turbinen erklärt.

 

Werkstoffqualität der Gleitlager

Für die Lagerung von Turbinenleitschaufeln setzt das Unternehmen auf den Gleitwerkstoff KS P11, einen Vertreter der breiten Permaglide-Werkstofffamilie von KS Gleitlager. Die Gleitbuchsen bestehen aus einem Rücken aus Bronze (CuSn6), einer aufgesinterten, porösen, kugeligen Bronze- Gleitschicht sowie einer in die Poren imprägnierten PTFE-Trockenschmierstoffschicht. Die Werkstoffauswahl orientiert sich streng an dem in dieser Applikation vorherrschenden Umgebungs- und Betriebsbedingungen. So stehen der Bronze-Rücken sowie die Bronze-Gleitschicht für hohe chemische und maßliche Stabilität in feuchter Umgebung. Die PTFE- Schicht sorgt für Verschleissfestigkeit und dauerhafte Leichtgängigkeit aufgrund niedrigen Reibwertes und niedriger Quellneigung. Die Gleitbuchsen aus Permaglide KS P11 ermöglichen aufgrund ihrer Tribo-Performance ein exaktes Verstellen der Leitschaufeln zum Halten des optimalen Betriebspunktes der Turbine. Robustheit und Zuverlässigkeit der Gleitlagerung sorgen für einen störungsfreien Kraftwerksbetrieb und damit für planbare hohe Wirtschaftlichkeit.

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