Erstklassiger Service durch Innovation

Kernkompetenzen: Die weltweit grössten industriellen Gasturbinen in der Reparaturwerkstatt

Big Bay 3 ist Sulzers grösste Reparaturhalle für rotierende Maschinen. Das Unternehmen verfügt als einer der wenigen Serviceanbieter über die nötige Expertise, Präzision und Ausrüstung, um die weltweit grössten industriellen Gasturbinen zu reparieren.

Stellen Sie sich eine Halle vor, so gross wie eineinhalb Fussballfelder. Sie treten durch das riesige Tor und sehen einen gewaltigen Kran, der Kompressor- und Turbinenteile 50 Meter anheben kann. In der Halle gibt es eine Auswuchtmaschine, die Rotoren mit einem Gewicht von bis zu 82 Tonnen auswuchten kann. Im Vergleich dazu ist ein Afrikanischer Elefant – mit fünf Tonnen das schwerste lebende Landtier der Welt – ein Leichtgewicht. Noch eine beeindruckende Maschine erstreckt sich über mehr als 20 Meter: eine hochmoderne, vielseitig einsetzbare Drehbank mit einer Kapazität von bis zu 90 Tonnen, die speziell für grosse Gasturbinenrotoren gebaut wurde.

Die Anlage wird Big Bay 3 genannt. Sie gehört zu Sulzers Servicezentrum Houston in La Porte, Texas, USA. Mit 25 700 m² ist sie die grösste Halle des Unternehmens für die Reparatur rotierender Maschinen. Das Servicezentrum Houston ist auf die Wartung und Reparatur von Turbomaschinen jedes Modells und Herstellers spezialisiert.

Grössere Turbinen für steigende Nachfrage

Der stetig wachsende globale Energiebedarf setzt Stromproduzenten unter Druck, mehr Energie auf effizientere Weise zu erzeugen. Industrielle Gasturbinen werden immer grösser, ihre Technologie hat sich in den letzten 50 Jahren erheblich weiterentwickelt. Hersteller produzieren heute viel grössere Turbinen, die für den Dauerbetrieb konzipiert sind.

Aus Erdgas wird Energie

In Kraftwerken wird mithilfe von Gasturbinen Erdgas in mechanische Energie umgewandelt. Diese Energie treibt einen Generator an, der elektrische Energie erzeugt. Über Stromleitungen wird diese Energie dann zu Wohnhäusern und Unternehmen geliefert.

In einer Gasturbine tritt Luft in den Kompressor ein, der aus zahlreichen Schaufeln besteht. Während sich der Rotor dreht, strömt die Luft durch die Schaufeln und wird komprimiert. Diese Pressluft gelangt dann in die Brennkammer und wird mit einem Brennstoff, wie zum Beispiel Erdgas oder Brennöl, vermischt. Anschliessend wird das Gemisch in der Brennkammer verbrannt und als Heissgas in den Turbinenabschnitt geleitet. Das Heissgas bewegt sich durch die Schaufeln in der Turbine und setzt sie in Bewegung. Da die Turbine mit einem Generator verbunden ist, treibt diese Rotation den Generator an. Der Generator wandelt die mechanische Energie dann in Strom um (klicken Sie hier für eine Gasturbinen-Animation).

Wenn die neuesten und grössten Turbinenrotoren repariert werden müssen, werden sie auf dieser neuen Drehbank platziert. Sie können bis zu 90 Tonnen wiegen.

Für grosse Modernisierungen ausgestattet

Industrielle Gasturbinen, die in so einer Umgebung eingesetzt werden, müssen regelmässig repariert werden. Turbinenbetreiber benötigen einen Partner, der alle Services aus einer Hand anbieten und eine komplette Reparatur durchführen kann. Weil die heutigen industriellen Gasturbinenrotoren so gross sind, müssen Reparaturhallen auf dem neusten Stand sein. Nur dann kann ein vollständig zusammengebauter Rotor angehoben, ausgewuchtet und bearbeitet werden. Für die Reparatur ist es entscheidend, dass grosse Maschinen zur Verfügung stehen, mithilfe derer die Turbinenrotoren modernisiert werden können. Früher reichten Kräne und Drehbänke aus, die für etwa 55 Tonnen ausgelegt waren. Neben der Leistung der industriellen Gasturbinen ist aber auch das Gewicht der Rotoren gestiegen. Dank Big Bay 3 zählt Sulzer zu den wenigen Serviceanbietern, die über die nötige Ausrüstung und Expertise für die Wartung so grosser Maschinen verfügen.

Sulzers Servicezentrum Houston verfügt über die nötige Ausrüstung, um die weltweit grössten industriellen Gasturbinen zu reparieren.

Wie wird eine 80 Tonnen schwere Gasturbine repariert?

Bei Maschinen der Schwerindustrie, wie zum Beispiel Gasturbinen und Stromgeneratoren, sind Vibrationen ein häufiges Problem. Sie können nämlich katastrophale Ausfälle und Lärm verursachen. Durch die Reparatur und Auswuchtung des Rotors werden Vibrationen verhindert. Doch wie repariert man einen Gasturbinenrotor, der so viel wiegt wie 16 Elefanten?

Der Reparaturprozess beginnt damit, dass die Servicespezialisten den Rotor mithilfe der Auswuchtmaschine überprüfen, die eine Unwucht erkennen kann. Anschliessend wird der Rotor auf einem prismenförmigen Lagerständer montiert und rotiert. Dadurch kann der zuständige Servicemitarbeitende den Rotor sorgfältig überprüfen. Auf Grundlage dieser ersten Kontrollen entscheiden die Ingenieure, ob der Rotor zerlegt werden muss.

Ist dies der Fall, kommt der Rotor in eine Stapelvorrichtung. Dazu ist ein grosser Kran nötig. Sobald der Rotor zerlegt wurde, kontrolliert das Serviceteam die einzelnen Komponenten der jeweiligen Kompressor- oder Turbinenbestandteile. Alle Bestandteile werden genauestens darauf überprüft, ob sie wiederverwendet werden können oder spezialisierte Reparaturen erfordern (wie zum Beispiel einen Austausch der Schaufeln oder eine Beschichtung der Kompressorscheiben). Die einzelnen Scheiben durchlaufen Konzentrizitätsprüfungen und werden auf einem horizontalen Wuchtstand gewuchtet, bevor sie wieder zusammengebaut werden. Nach der Bearbeitung der einzelnen Komponenten wird jeder Abschnitt dynamisch ausgewuchtet und für den Zusammenbau vorbereitet. Danach kommen der Kompressor- und der Turbinenteil auf die Drehbank, damit der Rundlauf kontrolliert und der Rotor bei Bedarf nachgebessert werden kann. Alle Rotorabschnitte werden daraufhin erneut auf Unwucht geprüft. Anschliessend werden sie wieder auf der Stapelvorrichtung platziert und miteinander verbunden. Der zusammengebaute Rotor ist nun bereit für die abschliessenden Kontrollen und die dynamische Auswuchtung, bevor er wieder an den Kunden geliefert wird.

Minimierung von Ausfallzeiten und Kosten

Für den Kunden ist es entscheidend, dass Reparaturen schnell abgeschlossen und Ausfallzeiten minimiert werden. Mit der geeigneten Werkstatteinrichtung und Ausrüstung ist die Reparatur eines einzelnen Rotors relativ überschaubar. Die Koordination der Reparaturen mehrerer Rotoren in möglichst wenig Zeit ist komplizierter. Die Reparaturspezialisten von heute planen deshalb systematisch, verfügen über hervorragende Projektmanagementkenntnisse und nutzen eine Reihe vielseitig einsetzbarer Maschinen, um Projekte kosteneffizient, fristgerecht und erfolgreich abzuschliessen.

Im letzten Jahr führte Sulzer in seinem Werk in La Porte Services an rund 70 Gasturbinen durch. Etwa 30 Servicemitarbeitende sorgen für eine zeitgerechte und kosteneffiziente Durchführung dieser Grossprojekte.

Jennifer Gaines arbeitete früher in Big Bay 3. Heute ist sie eine mechanische Konstruktionsingenieurin in La Porte, Texas, USA

„Die Mechaniker in Big Bay 3 sind echte Alleskönner“

Jennifer Gaines aus Houston in Texas, USA, arbeitete früher als Produktionsingenieurin in Big Bay 3 (BB3). In dieser Funktion widmete sie sich der Reparatur, Wartung und Instandhaltung massiver Maschinen in der riesigen Reparaturhalle. Zuletzt wurde sie zur mechanischen Konstruktionsingenieurin der zentralen Engineering-Gruppe von Sulzer befördert. Als eine der weiblichen Sulzer-Ingenieure blickt sie gerne auf ihre Erfahrungen in BB3 zurück.

„Die Reparatur dieser grossen industriellen Gasturbinen ist harte Arbeit und erfordert höchste Sorgfalt. Man muss die Abläufe effizient gestalten, damit die Arbeit so schnell und präzise wie möglich abgeschlossen werden kann. Bei dieser Art von Hochleistungsmaschinen führt jede Stunde, in der sie nicht eingesetzt werden können, zu hohen Kosten und verlorenen Produktionsstunden.“

Ganz besonders schätzte sie das hohe technische Niveau im BB3-Team. „Die Mechaniker und Maschinisten in BB3 können alle Anforderungen erfüllen und sind echte Alleskönner. Ich habe wirklich gerne mit dem Team gearbeitet. Aus meiner Zeit in BB3 nehme ich wertvolle Fähigkeiten mit, die ich in meiner neuen Position bei Sulzer einbringen kann.“

Jennifer Gaines berufliche Laufbahn bei Sulzer begann mit einer umfassenden praktischen Ausbildung in der Werkstatt. Dabei arbeitete sie mit äusserst erfahrenen Mechanikern und Maschinisten zusammen, direkt an den Maschinen. Nachdem sie ihre Ausbildung in der Werkstatt abgeschlossen hatte, wechselte sie in den Bereich der innovativen Ingenieursservices. Dort entwickelte sie spezialisierte Werkstattwerkzeuge und -lösungen, um Mechanikern zu helfen, Maschinen besser zu demontieren, zu prüfen, zu reparieren und zusammenzubauen.

Steigerung der Energieeffizienz um bis zu 50 % in 36 Stunden

Viele Abwasserreinigungsanlagen sind veraltet. Ihre Betreiber sind nicht nur mit steigenden Betriebskosten konfrontiert, sondern auch mit einem erhöhten Ausfallrisiko. Der Ausfall eines einzigen Gebläses oder Kompressors kann die Funktionsfähigkeit der gesamten Anlage gefährden. Dank eines kürzlich eingeführten beschleunigten Verfahrens kann Sulzer seine höchst effizienten HST-Turbokompressoren innerhalb von 36 Stunden zu einer Anlage liefern. Damit kann die Energieeffizienz um bis zu 50 % erhöht werden.

Effizienterer Betrieb als zuvor

Der Grossteil des Gesamtenergieverbrauchs einer Abwasserreinigungsanlage entfällt auf Gebläse und Kompressoren. Eine Option ist, sie zu reparieren oder mit dem gleichen Modell des gleichen Herstellers auszutauschen. Die kostengünstigere Alternative ist jedoch der Austausch mit dem Sulzer-HST-Turbokompressor. Dieser Kompressortyp reduziert die Energiekosten für die Belüftung um bis zu 50 % und bietet eine kurze Amortisationszeit von zwei Jahren.

Von Finnland in die Schweiz in weniger als zwei Tagen

ERZO, ein Abfallentsorgungsunternehmen in der Schweiz, musste die Elektronik eines HST-Turbokompressors modernisieren, der seit fast 20 Jahren in Betrieb gewesen war. In letzter Zeit musste der Betreiber regelmässig in den manuellen Modus wechseln, um eine ausreichende Luftversorgung für den biologischen Prozess der Anlage zu gewährleisten. Anfangs plante der Betreiber, den Turbokompressor mit einem neuen Elektroniksystem auszustatten. Aufgrund des beschleunigten Prozesses von Sulzer entschied sich der Kunde dann allerdings für den Austausch des alten Turbokompressors. Innerhalb von 36 Stunden lieferte Sulzer seinen HST-Kompressor von seinem Werk in Finnland in die Schweiz und installierte ihn in der Anlage des Kunden. Adrian Burkart, Bereichsleiter von ARA ERZO, meinte: „Dank des schnellen Austauschs konnten Effizienz und Gewässerschutz innerhalb von 36 Stunden gewährleistet werden.“

www.sulzer.com/36hours-de