Cooreflex

Optimierte Radialkompressor-Anlagen für den flexiblen und CO2-reduzierten Kraftwerksbetrieb

Teil des Verbundprojekts COOREFLEX-turbo: Turbomaschinen-Schlüsseltechnologien für flexible Kraftwerke und eine erfolgreiche Energiewende



Projekt-/Förderungsträger

     



Projektpartner



Hintergrund

In Industrieanlagen und Kraftwerken übernehmen Turboverdichter eine wichtige Funktion, indem Gase mit dem benötigten Druck in der benötigten Menge bereitgestellt werden. Verdichter-Anlagen werden für bestimmte Betriebspunkte entworfen und einmalig parametriert. Über den gesamten Lebenszyklus von mehreren Jahrzehnten erfolgt der Betrieb jedoch häufig in abweichenden Betriebspunkten, und auch das Anlagenverhalten verändert sich mit der Zeit z.B. durch Alterung und Austausch von Komponenten. Die Parametrierung der Anlage erfolgt daher mit Robustheitsreserven, da veränderliche Faktoren anlagenspezifischer Komponenten während des Betriebs nicht vollständig überwacht bzw. für eine Parameteranpassung genutzt werden. Der Off-Design-Betrieb bei unangepasster Parametrierung verhindert einerseits, dass die bestmöglichen Wirkungsgrade der Anlagen erzielt werden. Andererseits führen ungeplante Stillstände zu Verlusten. Durch den Ausbau erneuerbarer Energien gewinnt die Betriebsflexibilität bei hohem Wirkungsgrad an Bedeutung.



Zielsetzung

Ziel des Vorhabens ist es, Robustheitsreserven durch automatisierte Reaktion auf veränderliche Faktoren während des Anlagenbetriebs abzuschmelzen. Die gewonnen Erkenntnisse fließen zudem in das Design der Anlagen ein, um den flexiblen Betrieb effizient umsetzen zu können. Dazu werden die einzelnen Anlagenkomponenten modelliert und in ein vollständiges Anlagenmodell integriert. Die vom Projektpartner gesammelten Informationen zu veränderlichen Faktoren der Komponenten fließen in die Modellbildung mit ein, die Validierung erfolgt mit Realdaten. Auf dieser Grundlage werden modellbasierte Verfahren zur Diagnose der einzelnen Komponenten während des Betriebs entwickelt. Diese werden auf einem Hardware-in-the-Loop-Aufbau in Verbindung mit einer Anlagen-Prozesssteuerung, auf der die entwickelten Verfahren implementiert werden, erprobt.